专利名称：移相式电磁平衡调压节电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用在同一铁芯上的三柱体实现移相、补偿、储能、调压的三相电磁平衡节电装置，尤其是能抑制浪涌、消除谐波、减少零序电流、实现电磁补偿、提高功率因数、无闪断调整过剩电压的移相式电磁平衡调压节电装置。
背景技术：
目前，公知的“电磁平衡式调压节电器”，专利号是200620095058的
发明内容
一种电磁平衡式调压节电器，由壳体、主回路电路、控制回路电路组成；主回路电路由交流接触器、三相节电模块和导线组成；控制回路电路由风扇、时间继电器、通用继电器、钥匙开关、时钟电脑、负温度元件、交流接触器的线圈及辅助触点和导线组成。由于采用了高性能的微处理器控制的电磁调压技术，能输出优质的正弦波电压，提高功率因素，降低线损，改善系统的供电效率，能平衡三相电压，减少中心点电流，不产生谐波及干扰，具有自动旁路及手动旁路功能，智能风扇控制、手动、自动节电转换功能，可分段定时控制，可不断电切换，节电效果明显，投资回收周期短，可靠性好。广泛适用于各种照明系统中。公知的“一种电磁平衡式降压路灯节电器”，专利号是200920277406的
发明内容
本实用新型涉及一种电磁平衡式降压路灯节电器，置于一柜体内，包括主回路电路、与所述主回路电路电连接的控制回路电路。主回路电路由断路器、交流接触器、三相节电模块和导线组成；控制回路电路由冷却风扇、微电脑时控开关、旋转开关、温控开关、交流接触器的线圈及常闭辅助触点和导线组成。本实用新型采用了变压器调零抽头技术和自动控制技术，节电器进行调压换档时，火线触点不变，通过调节零线进行调压换档，避免了照明灯具的闪断；同时在各转换档位的交流接触器上增加常闭辅助触点进行互锁控制，以防止换档时出现两个或两个以个档位的接线柱同时连接零线。上述两种节电技术，其技术实现主要是针对电路的控制方法，而没有真正意义上的电磁平衡原理与应用技术。
发明内容
为了实现移相调整三相平衡、抑制浪涌、消除谐波、减少零序电流、实现电磁补偿、提高功率因数、无闪断调整过剩电压的节电装置，本发明提供一种移相式电磁平衡调压节电装置，该移相式电磁平衡调压节电装置不仅能利用三柱铁芯上按Z字型排列分别缠绕的串联线圈实现移相调整三相平衡、抑制浪涌与谐波、减少零序电流、实现电磁补偿、提高功率因数、无闪断调整过剩电压，而且能利用各相线圈相互正对连接，形成反向磁束，使磁场在铁芯中均匀分布，相互补偿铁心的磁通量，利用电感储能原理抵消三相负荷中产生的零序电流的相位磁势，缓冲电网电压的瞬变和浪涌，抑制和减少电能的浪费。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在三柱体铁芯上，三相线依次按Z字型排列方法串联绕制线圈，第一线圈在第一根铁柱上缠绕后，在第二根铁柱上反向缠绕，后再绕回第一根铁柱上同向缠绕，依次往返，缠绕组数取决于调压范围，最后通过三相开关(或交流接触器)控制与零线相连；第二线圈在第二根铁柱上缠绕后，在第三根铁柱上反向缠绕，后再绕回第二根铁柱上同向缠绕，依次往返，缠绕组数取决于调压范围，最后通过三相开关(或交流接触器)控制与零线相连；第三线圈在第三根铁柱上缠绕后，在第一根铁柱上反向缠绕，后再绕回第三根铁柱上同向缠绕，依次往返，缠绕组数取决于调压范围，最后通过三相开关(或交流接触器)控制与零线相连。第一线圈、第二线圈、第三线圈组成三相电源的输入，第一线圈在第二根铁柱上反向缠绕后的末端、第二线圈在第三根铁柱上反向缠绕后的末端、第三线圈在第一根铁柱上反向缠绕后的末端组成三相输出。各相线圈相互连接，均匀分布在三柱体铁芯上，形成反向磁束，磁场在铁芯中均匀分布，绕组的相互交叉连接，消除各相位间的电压和电流的不均衡，使三相输入达到平衡。在动力负载中，电动机在启动时阻抗很小，启动电流一般为额定电流的5-7倍以上，电动机在启动达到最初转速的一段时间内，会造成大量冲击浪涌电流，利用三相线圈在铁芯上绕制形成电抗器的作用，抑制冲击浪涌电流，可延长用电设备的使用寿命。高次谐波的存在，会引起电器设备和连接导线不正常的发热，导致铁损、铜损的增加，这正是导致变压器及周边用电设备使用寿命缩短、效率降低的主要原因，利用电感储能原理使三相负荷中产生的零序电流与高次谐波电流的磁势相互抵消，同时还可以缓冲电网电压的瞬变和浪涌。由于用电设备负载在三相中的不均匀，经常会使各相产生零序电流，使变压器负载加重，造成导线不正常的发热，导致变压器铁损、铜损的增加，利用电感储能原理，平衡铁芯上的磁场，抵消三相负荷中产生的零序电流的相位磁势，减少变压器多余能耗。同时利用LC回路，使电压和电流的相位差自动调整，达到改善功率因数的效果。其中，供电局为了补偿长途输送电力时的电压损耗，会向用户提供高于正常用电的电压，因而很多用电单位的三相电压会高于正常的380V，这不但会使终端的用电设备产生不良影响，降低了设备的使用寿命，同时会造成不必要的电能浪费，为了有效解决此问题，改变三相线圈的缠绕组数，调整过剩电压，即可减少电能的浪费。实现对综合性用电负载的整体节电。本发明的有益效果是，可以在调整三相平衡、抑制浪涌、消除谐波、减少零序电流、实现电磁补偿、提高功率因数、无闪断调整过剩电压的节电同时，延长用电设备的使用寿命，实现双重经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的电路原理2是线圈组合结构中符号“ · ”表示线圈的同名端(也就是绕制线圈时的起点)，符号“ t或丨”表示线圈的瞬时磁场方向，L1 L24.线圈，L25 L27. LC补偿线圈，A. A相输入，B. B相输入，C. C相输入，a. A相输出，b. B相输出，c. C相输出，Na1. A相调压一档，NA2. A相调压二档，NA3. A相调压三档，Nb1. B相调压一档，Nb2. B相调压二档，Nb3. B相调压三档，Nc1. C相调压一档，Nc2. C相调压二档，Nc3. C相调压三档，K1 K3.三相开关(或交流接触器)，N.零线，UA. A相输入电压，Ub. B相输入电压，Uc. C相输入电压，Ua. A相输出电压,Ub. B相输出电压,Uc. C相输出电压，C1 C3.电容。
具体实施例方式在图1中，A相输入A与线圈L1同名端相连，线圈L1另一端与线圈L4同名端相连，线圈L4另一端、线圈L7同名端与A相输出a相连，线圈L7另一端与线圈Lltl同名端相连，线圈Lltl另一端、线圈L13同名端与A相调压三档Na3相连，线圈L13另一端与线圈L16同名端相连，线圈L16另一端、线圈L19同名端与A相调压二档Na2相连，线圈L19另一端与线圈L22同名端相连，线圈L22另一端与A相调压一档Nai相连；B相输入B与线圈L2同名端相连，线圈L2另一端与线圈L5同名端相连,线圈L5另一端、线圈L8同名端与B相输出b相连,线圈L8另一端与线圈L11同名端相连，线圈L11另一端、线圈L14同名端与B相调压三档Nb3相连，线圈L14另一端与线圈L17同名端相连，线圈L17另一端、线圈L2tl同名端与B相调压二档Nb2相连，线圈L2tl另一端与线圈L23同名端相连，线圈L23另一端与B相调压一档Nbi相连；C相输入C与线圈L3同名端相连，线圈L3另一端与线圈L6同名端相连，线圈L6另一端、线圈L9同名端与C相输出c相连,线圈L9另一端与线圈L12同名端相连,线圈L12另一端、线圈L15同名端与C相调压三档Nra相连,线圈L15另一端与线圈L18同名端相连,线圈L18另一端、线圈L21同名端与C相调压二档I相连，线圈L21另一端与线圈L24同名端相连，线圈L24另一端 与C相调压一档Na相连。根据负载供电电压的需要，调压一档ΝΑ1、ΝΒ1、Να或调压二档ΝΑ2、Nb2> Nc2或调压三档NA3、Nb3> Nc3由三相开关或交流接触器与零线N相连。电容C1 一端与LC补偿线圈L25同名端相连，电容C1另一端与LC补偿线圈L25另一端相连；电容C2 —端与LC补偿线圈L26同名端相连，电容C2另一端与LC补偿线圈L26另一端相连；电容C3 —端与LC补偿线圈L27同名端相连，电容C3另一端与LC补偿线圈L27另一端相连，电容容量(uf)的大小取决于移相式电磁平衡调压节电装置的容量(KVA)。在图2所不实施例中，A相输入A与线圈L1相连,线圈L1在三柱体铁芯第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L4，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L4绕制一端做为A相输出a，同时在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L7，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈Lltl，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈Lltl绕制一端做为A相调压三档Na3与三相开关(或交流接触器)K3①脚相连，同时再绕至第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L13，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L16，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L16绕制一端做为A相调压二档Na2与三相开关(或交流接触器)Κ2①脚相连，同时再绕至第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L19，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L22，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L22绕制一端做为A相调压一档Nai与三相开关(或交流接触器)K1①脚相连；Β相输入B与线圈L2相连，线圈L2在三柱体铁芯第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕，形成瞬时磁场I (或丨)，其绕制一端在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L5，形成瞬时磁场 (或丨)，线圈L5绕制一端做为B相输出b，同时在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L8，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L11,形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L11绕制一端做为B相调压三档Nb3与三相开关(或交流接触器)K3②脚相连，同时再绕至第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L14，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L17，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L17绕制一端做为B相调压二档Nb2与三相开关(或交流接触器)K2@脚相连，同时再绕至第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L2tl，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L23,形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L23绕制一端做为B相调压一档Nbi与三相开关(或交流接触器)K1②脚相连；C相输入C与线圈L3相连，线圈L3在三柱体铁芯第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L6，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L6绕制一端做为C相输出C，同时在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L9，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L12，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L12绕制一端做为C相调压三档Na与三相开关(或交流接触器)K3③脚相连，同时再绕至第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L15，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L18，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L18绕制一端做为C相调压二档Nk与三相开关(或交流接触器)K2③脚相连，同时再绕至第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L21，形成瞬时磁场丨(或丨)，其绕制一端再绕回第
三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L24，形成瞬时磁场丨(或丨)，线圈L24绕制一端做为C相调压一档Na与三相开关(或交流接触器)K1③脚相连。三相开关(或交流接触器)K3④脚、三相开关(或交流接触器)K3⑤脚、三相开关(或交流接触器)K3⑥脚、三相开关(或交流接触器)K2④脚、三相开关(或交流接触器)K2⑤脚、三相开关(或交流接触器)K2⑥脚、三相开关(或交流接触器)K1④脚、三相开关(或交流接触器)K1⑤脚、三相开关(或交流接触器)K1⑥脚与零线N相连。三相输入电压UA、UB、UC是供电变压器提供的电压，三相输出电压Ua、Ub、U。是由调节调压一档NA1、NB1、Nci或调压二档NA2、NB2、Nc2或调压三档NA3、Nb3> Nc3与零线N相连接后所得电压。在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L25，在瞬时磁场丨(或 )作用下产生感应电势，其两端分别与电容C1两端相连接，形成闭合回路；在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L26，在瞬时磁场丨(或丨)作用下产生感应电势，其两端分别与电容C2两端相连接，形成闭合回路；在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L27，在瞬时磁场丨(或丨)作用下产生感应电势，其两端分别与电容C3两端相连接，形成闭合回路。利用电流通过电感使电压超前、电流滞后，电流通过电容使电压滞后、电流超前的工作原理，分别在三根支柱上使电感与电容产生互补。
权利要求
1.一种移相式电磁平衡调压节电装置，在同一铁芯的三柱体上，三相线依次按Z字型排列方法串联绕制线圈，均匀分布在三柱体铁芯上，其特征是:A相输入(A)与线圈L1同名端相连接，线圈L1另一端与线圈L4同名端相连接，线圈L4另一端、线圈L7同名端与A相输出(a)相连接，线圈L7另一端与线圈Lltl同名端相连接，线圈Lltl另一端、线圈L13同名端与 A相调压三档(Na3)相连接，线圈L13另一端与线圈L16同名端相连接，线圈L16另一端、线圈 L19同名端与A相调压二档(Na2)相连接，线圈L19另一端与线圈L22同名端相连接，线圈L22 另一端与A相调压一档(Nai)相连接；B相输入(B)与线圈L2同名端相连接，线圈L2另一端与线圈L5同名端相连接，线圈L5另一端、线圈L8同名端与B相输出(b)相连接，线圈L8另一端与线圈L11同名端相连接，线圈L11另一端、线圈L14同名端与B相调压三档(Nb3)相连接，线圈L14另一端与线圈L17同名端相连接，线圈L17另一端、线圈L2tl同名端与B相调压二档(Nb2)相连接，线圈L2tl另一端与线圈L23同名端相连接，线圈L23另一端与B相调压一档 (Nbi)相连接；C相输入(C)与线圈L3同名端相连接，线圈L3另一端与线圈L6同名端相连接，线圈L6另一端、线圈L9同名端与C相输出(c)相连接，线圈L9另一端与线圈L12同名端相连接，线圈L12另一端、线圈L15同名端与C相调压三档(Nra)相连接，线圈L15另一端与线圈L18同名端相连接，线圈L18另一端、线圈L21同名端与C相调压二档(Nk)相连接，线圈L21 另一端与线圈L24同名端相连接，线圈L24另一端与C相调压一档(Na)相连接。
2.根据权利要求1所述的移相式电磁平衡调压节电装置，其特征是A相输入(A)与线圈L1相连接，线圈L1在三柱体铁芯第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕，其绕制一端在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L4，线圈L4绕制一端做为A相输出(a)， 同时在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L7，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈Lltl，线圈Lltl绕制一端做为A相调压三档(Na3)与三相开关 (或交流接触器)K3①脚相连接，同时再绕至第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈 L13，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L16，线圈L16绕制一端做为A相调压二档(Na2)与三相开关(或交流接触器)K2①脚相连接，同时再绕至第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L19，其绕制一端再绕回第一支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L22，线圈L22绕制一端做为A相调压一档(Nai)与三相开关(或交流接触器)K1①脚相连接；B相输入(B)与线圈L2相连接，线圈L2在三柱体铁芯第二支柱上逆时针 (或顺时针)方向缠绕，其绕制一端在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L5，线圈L5绕制一端做为B相输出(b)，同时在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L8, 其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L11,线圈L11绕制一端做为B相调压三档(Nb3)与三相开关(或交流接触器)K3②脚相连接，同时再绕至第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L14，其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针) 方向缠绕线圈L17，线圈L17绕制一端做为B相调压二档(Nb2)与三相开关(或交流接触器) K2②脚相连接，同时再绕至第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L2tl，其绕制一端再绕回第二支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L23，线圈L23绕制一端做为B相调压一档(Nbi)与三相开关(或交流接触器)K1②脚相连接；C相输入(C)与线圈L3相连接，线圈L3在三柱体铁芯第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕，其绕制一端在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L6，线圈L6绕制一端做为C相输出(C)，同时在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L9，其绕制一端再绕回第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L12，线圈L12绕制一端做为C相调压三档(Nra)与三相开关(或交流接触器) K3③脚相连接，同时再绕至第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L15，其绕制一端再绕回第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L18，线圈L18绕制一端做为C相调压二档(Ne2)与三相开关(或交流接触器)K2③脚相连接，同时再绕至第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕线圈L21，其绕制一端再绕回第三支柱上逆时针(或顺时针)方向缠绕线圈L24，线圈L24绕制一端做为C相调压一档(Na)与三相开关(或交流接触器)K1③脚相连接。
3.根据权利要求1所述的移相式电磁平衡调压节电装置，其特征是三相开关(或交流接触器)K3④脚、三相开关(或交流接触器)K3⑤脚、三相开关(或交流接触器)K3⑥脚、 三相开关(或交流接触器)K2④脚、三相开关(或交流接触器)κ2⑤脚、三相开关(或交流接触器)K2⑥脚、三相开关(或交流接触器)K1④脚、三相开关(或交流接触器)K1⑤脚、三相开关(或交流接触器)K1⑥脚与零线(N)相连接。
4.根据权利要求1所述的移相式电磁平衡调压节电装置，其特征是在第一支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L25,电容C1 一端与LC补偿线圈L25同名端相连接， 电容C1S—端与LC补偿线圈L25另一端相连接；在第二支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L26,电容C2 —端与LC补偿线圈L26同名端相连接，电容C2另一端与LC补偿线圈L26另一端相连接；在第三支柱上顺时针(或逆时针)方向缠绕LC补偿线圈L27，电容 C3 一端与LC补偿线圈L27同名端相连接，电容C3另一端与LC补偿线圈L27另一端相连接。
全文摘要
一种能够利用同一铁芯上的三柱体嵌入式绕组线圈移相调整三相平衡、抑制浪涌、消除谐波、减少零序电流、实现电磁补偿、提高功率因数、无闪断调整过剩电压的移相式电磁平衡调压节电装置。它是在三柱铁芯上，三相依次按Z字型排列分别缠绕的串联线圈，在各相相位中线圈相互正对连接，形成反向磁束，磁场在铁芯中均匀分布，相互补偿铁心的磁通量，三相负荷中产生的零序电流的相位磁势利用电感储能原理相互抵消，三相输入电流达到平衡，缓冲电网电压的瞬变和浪涌，抑制和减少电能的浪费，实现对综合性用电负载的整体节电。
文档编号H02J3/14GK103001227SQ201110286448
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者翟晓君, 刘美驿 申请人:深圳市海威特节能科技有限公司