专利名称：低配系统节能器的制作方法
技术领域：
本发明属于电节能装置，具体的说是一种连接在电路中用于节能的低配系 统节能器。
背景技术：
众所周知，当邻近的线路发生故障干扰时，都会影响到工作线路上的电压 稳定，影响各种用电设备的正常工作，甚至于根本无法进行生产作业。
当配电系统中有大容量的设备，当其频繁地切换工作状态时将产生大量的 瞬变浪涌，会影响其他设备的工作状态和使用效率。
当配电系统有多种设备频繁启动时，将产生2-7倍的起停电流，对电网、 变压器造成很大的冲击，使变压器及输电线路温升过高过快，增加其铜损耗、 铁损耗。
当三相电压不平衡时会造成用电设备局部电压高于其额定电压，造成电动 机中逆扭矩增加，其绕组局部温升增加。金属部件温升增加，而照明等其它单相 设备局部处于超负载状态，会造成许多不必要的电能消耗并严重影响用电设备 的使用寿命。
当三相电流不对称上时，主要是由于其基波负荷配置不均匀引起的。此时 会造成变压器处于不对称的运行状态中，使其损耗增大，〈空载损耗和负载损耗〉 同时使整个配电系统的线损加大。
当用电设备工作在超额定电压的状态时，即处于超负荷的工作状态时，会导 致设备过度发热，铁损、铜损将以过电压的平方倍增加，不但造成较大的能源浪 费，而且会降低设备的平均使用寿命。
因此在传统的节能调压系统中，釆用降压变压来控制过电压的产生，但此
系统稳定性欠佳，即当输入节能器的电压不稳定时，其输出的电压也不稳定， 尤其当输入的电压低于一定值后，其输出的电压将更低于输入电压，会造成输出电压低于用电设备的额定电压，影响其正常工作，使设备由于欠压保护无法 工作。而当其输入电压高于一定值之后，则其输出电压将随之升高，使设备仍 工作在超电压的状态，造成许多不必要的电能损耗。
谐波是指电压波形畸变，属于负荷特性问题，主要是由于非线性负荷造成 的，具有以下危害
1. 电力电缆、输电线路，导体中非正谐波的存在，众所周知集肤效应和邻 近效应将引起额外升温，降低导体的安全载流量。
2. 电子设备，电子设备对供电电压的波形畸变很敏感，电压波形畸变可导 致电压过零点滑移或改变一个相间电压高于另一个相间电压的位置点，这两点 对于不同电力电子电路是至关重要的，控制系统对这一点〈电压过零与电压位置 点〉的判断错误可导致控制系统的失控，而电力与通讯线路之间的感性或容性藕 合亦可造成对通讯设备的干扰。
3. 谐波的存在将增加电机的额外铜损，铁损及温升并产生一定量的负扭距， 降低电机的使用效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术存在的耗能、 增加电机额外铜损等缺陷，提供一种低配系统节能器。为此，本发明采用以下 技术方案
低配系统节能器，包括自动恒流进线阻抗器、电磁平衡绕组、自动恒压有 载调节装置和电网净化装置，其特征是
所述的自动恒流进线阻抗器包括串联在一起的启动绕组、滑线变阻器和电 流变送器，所述电流变送器上连接有通过传动机构驱动所述滑线变阻器动作的 驱动器；
所述的电磁平衡绕组包括三相交流绕组，该三相绕组的任一相的部分线圈 与另外的至少一相的部分线圈交叉绕在一起；
所述的自动恒压有载调节装置包括三相调节绕组，所述的调节绕组上连接 有至少三个受控于一控制器按照步进动作的接地的交流接触器，其中位于中间 部位的交流接触器上连接有缓冲电阻，所述的控制器上连接有取样模块；
所述的电网净化装置包括串联的滤波电容器和滤波电抗器；而且，在三相交流电的每一相中将所述的启动绕组、交流绕组、调节绕组的线圈串联绕制在一铁芯上，将所述的滤波电抗器的线圈与所述的启动绕组、交流绕组、调节绕组的线圈并联绕制在所述铁芯上；
从所述的启动绕组与交流绕组之间引出出线端，所述启动绕组的另一端作为进线端。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征，在实施上述技术方案时，可以将这些附加的技术特征单独或者结合在一起应用到上述技术方案
所述的驱动器为伺服电机。
所述的驱动器与电流变送器之间连接有电流取样控制模块。
所述的取样模块包括电压取样模块和电流取样模块。
所述的交流接触器为三相连动接触器。
所述的电网净化装置包括与所述的滤波电容器和滤波电抗器串联的真空接触器和热继电器。
本发明具有以下有益效果
一、 自动恒流进线阻抗器
1. 根据系统中的电流变化自动调整其内部阻抗值，可实行软启动、软停止，同时可减少电路中的瞬变，抑制浪涌产生。
2. 可减少各种设备的起动电流，减少设备工作状态切换时对电网的冲击，降低设备机械磨损及各种噪声的产生。
3. 可减少变压器自身的各种噪音，降低其铜损、铁损，降低温升。
4. 可减少各种瞬变浪涌及起动电流引起的各种不必要的电能损耗，提高用电设备及变压器的使用效率。
5. 其节能效率在2%—4%之间。
二、 电磁平衡绕组，利用绕阻间的相互交叉连接，可以相互补偿铁芯的磁通量，控制各相感应电动势的一致性，从而保持三相平衡，降低零线电流等额外损耗，使三相中的相与相之间不再是独立的关系，而是相互关联、相互作用
的统一系统，达到以下作用
l.抵消A、 B、 C各相上产生的高次谐波及抑制各相上的不平衡，和无功功率及零线噪音的产生，平衡A.B.C各相上的负荷电流。2. 减少变压器的线损、铁损，实现了电磁平衡、电磁移相技术，使三相输出的电压、电流趋于平衡和稳定。
3. 节电率可达2% 4%。
三、 自动恒压有载调节装置
1. 根据输入电压及输出电流自动作出调整，将用电设备调整在最佳的工作状态，同时调整时无需切断电源，可实行电压的平滑过渡。
2. 可降低由于过电压引起的额外功率损耗，降低电机及变压器的额外温升。
3. 节电率可达3% 8%。
四、 电网净化装置为无源滤波装置，其电容器在基波〈50Hz〉时产生无功功率，电路中根据需要达到的功率因素来做补偿设计，而电抗器的电感值选择是与电容器串联谐振对谐波形成低阻抗电路，让大部分的谐波电流流入谐波滤波器；同时在基波产生无功功率，补偿无功，提高功率因素，其中真空接触器由一无功功率补偿仪来控制其投入的数量，具有以下效果
1. 能有效抑制各次尤其3、 5、 7、 9次谐波，可减少变压器自身的铜损和铁损，降低变压器的温升，使变压器的基波容量适当提高，降低变压器的噪声，延长变压器的使用寿命。
2. 可有效减少集肤效应和邻近效应，降低输电线路的额外温升，提高导体的安全载流量。
3. 可降低电压波形畸变引起的电子设备的失控和对通讯设备的干扰。
4. 可提高电机的使用效率，提高功率因素，降低额外温升。
5. 节电率可达3% 5%。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的自动恒流进线阻抗器的示意图。
图3为本发明的自动恒压有载调节装置的示意图。
图4为本发明的自动恒压有载调节装置的控制示意图。
图5为本发明的电网净化装置的示意图。
图中
1-自动恒流进线阻抗器，2-电磁平衡绕组，3-自动恒压有载调节装置，4-电网净化装置，5-铁芯，6-;11-启动绕组，12-滑线变阻器，13-电流变送器，14-电流取样控制模块，
15-驱动器；
R/S/T-交流绕组；
31-调节绕组，32-控制器，33-缓冲电阻，34-电压取样模块，35-电流取样模块，KMQ/ KM!/ KM2/ KM3-交流接触器；
41-滤波电容器，42-滤波电抗器，43-真空接触器，44-热继电器；a/b/c-出线端，A/B/C-进线端。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图l所示，该低配系统节能器包括自动恒流进线阻抗器l、电磁平衡绕组2、自动恒压有载调节装置3和电网净化装置4和铁芯5，其中
自动恒流进线阻抗器l (参见图2)是将启动绕组ll、滑线变阻器12和电流变送器13串联在一起，在电流变送器13上连接有通过传动机构驱动滑线变阻器12动作的作为驱动器15的伺服电机，驱动器15与电流变送器13之间还连接有电流取样控制模块14。
该自动恒流进线阻抗器在使用时连接在配电系统的各个线路中(如三相线的三个相线上)，工作时，当系统中电流变化值超过其设定值时，由电流变送器13产生电流变化信号并输送给电流取样控制模块14，电流取样控制模块14控制伺服电机通过传动机构驱动滑线变阻器12令其电阻向加大方向变化，令电流变化值接近于设定值，直至于零；反之，当系统中电流变化值小于其设定值时，由电流变送器13产生电流变化信号并输送给电流取样控制模块14，电流取样控制模块14控制伺服电机通过传动机构驱动滑线变阻器令其电阻向减小方向变化，令电流变化值接近于设定值，直至于零。
该装置相当于一自动阻抗调整装置，可起到稳定电流、减少瞬变、抑制浪涌，实行软起动、软停止。
电磁平衡绕组2包括三相交流绕组R、 S、 T，该三相绕组的任一相的部分线圈与另外的一相的部分线圈交叉绕在一起；
自动恒压有载调节装置3 (参见图3、 4)包括三个调节绕组31用于接入A、B、 C三相交流电的一相线，这三个调节绕组31上连接有四个受控于控制器32按照步进动作的接地的交流接触器KM。/ KMp KMf KM3，其中位于中间部位的交流接触器KMp KM2上连接有缓冲电阻33，控制器32上连接有取样模块，该取样模块包括电压取样模块34和电流取样模块35，交流接触器为三相连动接触器。
上述自动恒压有载调节装置，当电压偏高时，电压取样模块34和电流取样模块35取样并传递给控制器32，由控制器控制交流接触器KMo先闭合，延时ls后，交流接触器KM!再闭合，延时ls后，交流接触器KM。再断开，交流接触器延时ls后，交流接触器KM2再闭合，延时ls后，交流接触器KIV^再断开，延时ls后，交流接触器KMb再闭合，延时ls后，交流接触器KM2再断开，其间依靠调节绕组的储存和释放能量以及缓冲电阻的缓冲作用即完成一次自动恒压控制。反之，当电压偏低时，电压取样模块34和电流取样模块35取样并传递给控制器32，由控制器控制交流接触器KM3先闭合，延时ls后，交流接触器KlVb再闭合，延时ls后，交流接触器KM3再断开，交流接触器延时ls后，交流接触器KM,再闭合，延时ls后，交流接触器KM2再断开，延时ls后，交流接触器KM。再闭合，延时ls后，交流接触器KI^再断开，其间依靠调节绕组的储存和释放能量以及缓冲电阻的缓冲作用即完成一次自动恒压控制。
电网净化装置4 (参见图5)包括与所述的滤波电容器41和滤波电抗器42串联的真空接触器43和热继电器44。
而且，在三相交流电的每一相中所述的启动绕组11、交流绕组R、 S、 T、调节绕组31的线圈串联绕制在一铁芯5上，滤波电抗器42的线圈与启动绕组11、交流绕组(R、 S、 T)、调节绕组(31)的线圈并联绕制在铁芯5上；
从启动绕组11与交流绕组R、 S、 T之间引出出线端a、 b、 c，启动绕组ll的另一端作为进线端A、 B、 C。使用时，进线端接供电线路，出线端接向用电器即可使用。
鉴于各个构成部分的作用和效果已经在发明内容部分进行了详细说明，在此不予赘述，它们结合在一起的作用和效果更佳。
权利要求
1、低配系统节能器，包括自动恒流进线阻抗器(1)、电磁平衡绕组(2)、自动恒压有载调节装置(3)和电网净化装置(4)，其特征是所述的自动恒流进线阻抗器(1)包括串联在一起的启动绕组(11)、滑线变阻器(12)和电流变送器(13)，所述电流变送器(13)上连接有通过传动机构驱动所述滑线变阻器(12)动作的驱动器(15)；所述的电磁平衡绕组(2)包括三相交流绕组(R、S、T)，该三相绕组的任一相的部分线圈与另外的至少一相的部分线圈交叉绕在一起；所述的自动恒压有载调节装置(3)包括三相调节绕组(31)，所述的调节绕组(31)上连接有至少三个受控于一控制器(32)按照步进动作的接地的交流接触器(KM0、KM1、KM2、KM3)，其中位于中间部位的交流接触器(KM1、KM2)上连接有缓冲电阻(33)，所述的控制器(32)上连接有取样模块；所述的电网净化装置(4)包括串联的滤波电容器(41)和滤波电抗器(42)；而且，在三相交流电的每一相中将所述的启动绕组(11)、交流绕组(R、S、T)、调节绕组(31)的线圈串联绕制在一铁芯(5)上，将所述的滤波电抗器(42)的线圈与所述的启动绕组(11)、交流绕组(R、S、T)、调节绕组(31)的线圈并联绕制在所述铁芯(5)上；从所述的启动绕组(11)与交流绕组(R、S、T)之间引出出线端(a、b、c)，所述启动绕组(11)的另一端作为进线端(A、B、C)。
2、 根据权利要求l所述的低配系统节能器，其特征是所述的驱动器(15) 为伺服电机。
3、 根据权利要求1或2所述的低配系统节能器，其特征是所述的驱动器(15) 与电流变送器(13)之间连接有电流取样控制模块(14)。
4、 根据权利要求l所述的低配系统节能器，其特征是所述的取样模块包括 电压取样模块(34)和电流取样模块(35)。
5、 根据权利要求1或4所述的低配系统节能器，其特征是所述的交流接触 器(KMo、 KMp KM2、 KM3)为三相连动接触器。
6、 根据权利要求1或2所述的低配系统节能器，其特征是所述的电网净化 装置(4)包括与所述的滤波电容器(41)和滤波电抗器(42)串联的真空接触 器(43)和热继电器(44)。
全文摘要
本发明公开了一种低配系统节能器，属于电节能装置，现有技术存在耗能、增加电机额外铜损等缺陷，本发明是在三相交流电的每一相中将自动恒流进线阻抗器的启动绕组、电磁平衡绕组的交流绕组、自动恒压有载调节装置的调节绕组的线圈串联绕制在一铁芯上，所述的滤波电抗器的线圈与所述的启动绕组、交流绕组、调节绕组的线圈并联绕制在所述铁芯上；从启动绕组与交流绕组之间引出出线端，启动绕组的另一端作为进线端。使用时，进线端接供电线路，出线端接向用电器即可。在供电系统中安装该低配系统节能器，可以达到节能、滤波等作用。
文档编号H02J3/00GK101465543SQ20081012017
公开日2009年6月24日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者斯志光 申请人:斯志光