专利名称：用于三相交流供电系统的智能节电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节电器，尤其涉及一种用于三相交流供电系统的节电器。
背景技术：
交流电源中干扰最大的且普遍存在的是浪涌。浪涌主要是由电感性负载引起的，例如电动机、变压器、接触器线圈、荧光灯镇流器。
电能研究专家指出日光灯一个简单的开关动作，就有24个瞬间浪涌产生，谐波电压有时高达1200V，办公室及商店浪涌产生的频次为900000次/小时，额外增加的电能损耗达20％以上；一般工厂浪涌产生的频次为6000-81000次/小时，额外增加的电能损耗达30％以上；大型工厂、大开关负载浪涌产生的频次180000-432000次/小时，额外增加的电能损耗达35％以上。
浪涌的产生伴随产生的高压谐波会使电动机过热而效率降低，并会使触点氧化，同时会使电表产生跳越而计量不正确。
总之，浪涌和谐波会使用户增加电费开支和加速用电设备损坏。其危害是①干扰设备正常工作；②促使设备老化；③使电子元件寿命缩短或毁坏；④电感性设备的绕组因浪涌而发热，绝缘降低，最后导致老化而短路烧毁；⑤对白炽灯系统会导致灯丝烧断、灯泡爆裂；⑥对配电系统会导致老化加速，而造成电线、保险、断路器、变压器的损坏；老化的设备会造成三相不平衡缺相，从而烧坏设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可根据供电品质自动吸收浪涌和谐波、改善供电品质的用于三相交流供电系统的智能节电器。
为实现上述目的，本发明的技术方案是用于三相交流供电系统的智能节电器，包括与交流电源并联的浪涌谐波吸收电路、与交流电源并联的高压尖峰箝拉电路，所述智能节电器还包括中央处理器、所述中央处理器的数据输入端连接有电压取样电路和电流取样电路；所述浪涌谐波吸收电路包括有若干可根据供电状况参入工作的电感元件和电容元件，所述若干电感元件与供电线路之间设有选择所述电感元件和电容元件参入工作的若干继电器；所述中央处理器的数据输出端与所述继电器电连接。
作为一种改进，所述高压尖峰箝拉电路包括连接在相线之间、相线与零线之间的压敏电阻。
作为一种改进，所述电压取样电路为三相电压取样电路，所述电流取样电路为三相电流取样电路；所述三相交流电路上还串连有可切断三相交流电路的交流接触器；所述交流接触器的线圈与所述中央处理器的数据输出端电连接。
由于采用上述技术方案，用于三相交流供电系统的智能节电器，包括与交流电源并联的浪涌谐波吸收电路、与交流电源并联的高压尖峰箝拉电路，所述智能节电器还包括中央处理器、所述中央处理器的数据输入端连接有电压取样电路和电流取样电路；所述浪涌谐波吸收电路包括有若干可根据供电状况参入工作的电感元件和电容元件，所述若干电感元件与供电线路之间设有选择所述电感元件和电容元件参入工作的若干继电器；所述中央处理器的数据输出端与所述继电器电连接；中央处理器的电压取样电路和电流取样电路捕捉到电网电流、电压发生突变的信息数据，分析用户设备运行的性能和状态，控制适合的电感元件和电容元件参入工作，实现浪涌谐波的吸收、贮存、抑制，保证用户电网处于最佳状态。
图1是本发明实施例的原理图；图2是本发明实施例浪涌谐波吸收电路的原理图；图3是本发明实施例高压尖峰箝拉电路的原理图；图4是本发明实施例电压取样电路的原理图；图5是本发明实施例电流取样电路的原理图；图6是本发明实施例高压尖峰箝拉的波形图；图7是本发明实施例包含有谐波浪涌的交流电波形图；图8是本发明实施例去除谐波浪涌的交流电波形图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，用于三相交流供电系统的智能节电器，包括与交流电源并联的浪涌谐波吸收电路、与交流电源并联的高压尖峰箝拉电路，所述智能节电器还包括中央处理器、所述中央处理器的数据输入端连接有电压取样电路和电流取样电路；所述浪涌谐波吸收电路包括有若干可根据供电状况参入工作的电感元件和电容元件，所述若干电感元件与供电线路之间设有选择所述电感元件和电容元件参入工作的若干继电器；所述中央处理器的数据输出端与所述继电器电连接。
如图3所示，所述高压尖峰箝拉电路包括连接在相线之间、相线与零线之间的压敏电阻。压敏电阻器是一种具有瞬态电压抑制功能的元件，可以用电设备进行保护，防止浪涌等产生的瞬态高压而造成对它们的损坏。当电压瞬间高于某一数值时，压敏电阻器阻值迅速下降，导通大电流，从而保护电器设备；当电压低于压敏电阻器工作电压值时，压敏电阻器阻值极高，近乎开路，因而不会影响器件或电器设备的正常工作。
如图4、图5所示，所述电压取样电路为三相电压取样电路，所述电流取样电路为三相电流取样电路；所述三相交流电路上还串连有可切断三相交流电路的交流接触器；所述交流接触器的线圈与所述中央处理器的数据输出端电连接。这样，中央处理器根据采集的数据分析统计后，就会发现三相不平衡或缺相等的供电故障，并能立即切断用电设备的电源，对设备进行保护。
本发明的全部工作过程是建立在中央处理器自动跟踪采样、分析电能状态而自动转换到最佳节能状态的保护节电器，具体工作过程如下本发明初始设定值在吸收浪涌、谐波的LC电路上，此时串联的LA1、LA2、LA3、CA1连接在A相和零线N之间，串联的LB1、LB2、LB3、CB1连接在B相和零线N之间，串联的LC1、LC2、LC3、CC1连接在C相和零线N之间。中央处理器通过电压取样电路和电流取样电路和模数转换器捕捉到电网电流、电压发生突变的信息数据，根据数据分析用户设备运行的性能和状态。如果浪涌较小，不影响用户设备，只是谐波分量过高，则电脑通过控制接口电路转换到谐波分量吸收的最佳状态上，即继电器KM1接通，LA1、LB1、LC1从浪涌谐波吸收电路上脱离，其余的LC电路组成以吸收谐波分量为主的LC电路；如果谐波分量较小，而浪涌较强，则电脑通过控制接口电路转换到浪涌吸收、贮存、抑制的LC电路中，即继电器KM2接通，LA1-LA2、LB1-LB2、LC1-LC2从浪涌谐波吸收电路上脱离，其余的LC电路则组成浪涌吸收、贮存、抑制的LC电路。这样使用户端电网处于最佳状态之中。
本发明的优点在于①缓冲节电绝大部分电度表装有电感性部件，由电流来驱动电度表表盘转动。瞬间的浪涌会使作用于电度表盘上的力矩突然增加，使电表转速加快，由于惯性作用，造成电能的过度计量。使用本发明后，使浪涌被有效的吸收、抑制，电能计量准确。
②降温节电由于浪涌的影响，有感性用电设备的铁芯由于过度磁滞而使电能成倍增加，温度升高，用电效率下降且内热会缩短设备使用寿命，增加维修成本。本发明对浪涌产生的瞬间高压尖峰有箝拉作用。使相线和零线间高于275V的电压均迅速抑制，相线间高于600V的高压尖峰被迅速抑制，从而对用电负载影响减少到最轻的程度，如图6所示。
③清洁节电由于浪涌产生的电压尖峰和电网中的干扰谐波，电网中交流正弦波不是平滑曲线，如图7所示。当使用本发明后，谐波和浪涌将被吸收，抑制之后的波形是平滑曲线如图8所示，这样进入用电设备的电能是不含有谐波分量的平滑的交流电。因而有效地提高了系统的用电效率。
④本发明保护措施除箝拉保护外，还具有三相不平衡保护和缺相保护功能，防止烧坏电机等设备。
本发明的举例仅仅是介绍了电感元件被中央处理器选择参入的技术方案。当然，作为本技术领域的普通工程技术人员来说，电容元件也可以由中央处理器选择参入，并因此改善供电线路的功率因数。总之，本发明的保护范围以权利要求的内容为准。
权利要求
1.用于三相交流供电系统的智能节电器，包括与交流电源并联的浪涌谐波吸收电路、与交流电源并联的高压尖峰箝拉电路，其特征是所述智能节电器还包括中央处理器、所述中央处理器的数据输入端连接有电压取样电路和电流取样电路；所述浪涌谐波吸收电路包括有若干可根据供电状况参入工作的电感元件和电容元件，所述若干电感元件与供电线路之间设有选择所述电感元件和电容元件参入工作的若干继电器；所述中央处理器的数据输出端与所述继电器电连接。
2.如权利要求1所述的用于三相交流供电系统的智能节电器，其特征是所述高压尖峰箝拉电路包括连接在相线之间、相线与零线之间的压敏电阻。
3.如权利要求1所述的用于三相交流供电系统的智能节电器，其特征是所述电压取样电路为三相电压取样电路，所述电流取样电路为三相电流取样电路；所述三相交流电路上还串连有可切断三相交流电路的交流接触器；所述交流接触器的线圈与所述中央处理器的数据输出端电连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于三相交流供电系统的智能节电器，它包括浪涌谐波吸收电路、高压尖峰箝拉电路、中央处理器，所述中央处理器的数据输入端连接有电压取样电路和电流取样电路；所述浪涌谐波吸收电路包括有若干可根据供电状况参入工作的电感元件和电容元件，所述若干电感元件与供电线路之间设有选择所述电感元件和电容元件参入工作的若干继电器；所述中央处理器的数据输出端与所述继电器电连接；中央处理器的电压取样电路和电流取样电路捕捉到电网电流、电压发生突变的信息数据，分析用户设备运行的性能和状态，控制适合的电感元件和电容元件参入工作，实现浪涌谐波的吸收、贮存、抑制，保证用户电网处于最佳状态。
文档编号H02J3/01GK101093938SQ20061004497
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者陈家欣 申请人:陈家欣