一种全智能芯相控节电系统的制作方法

本发明涉及节能环保技术领域，具体为一种全智能芯相控节电系统。

背景技术：

电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、人民经济飞跃的主要动力。电能在我们的生活中起到重大的作用。

节能环保早已成为屡见不鲜的话题，不管是工业制造、科技创新、生活需求都应当符合节能环保的原则，对传统设备进行智能化改造。随着社会经济的飞速发展，各种新型用电设备越来越多，用电量也急剧上升，电力供应全面趋紧，所以，节约用电应贯彻到我们的日常生活中；而且一些负载设备有时并不需要全压工作，像照明灯在无人的情况下可以降压工作，可以达到节省电量的目的，长期在全压工作时，甚至可能会引发线路损耗导致的火灾等安全隐患。

为此，我们提出了一种全智能芯相控节电系统来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种全智能芯相控节电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全智能芯相控节电系统，采用相控模式对电机实施节电，包括相控节电设备、负载设备以及远程控制终端，其中，所述相控节电设备包括电力输入接口、电力输出接口、微处理器、智能芯片传感模块、可控硅模块、谐波消除模块、通讯模块；

所述微处理器，将cpu集成在由一片或少数几片大规模智能芯片上，微处理器由cpu智能控制，用于动态提高负载设备电能利用率与转化率；

所述电力输入接口，用于连接外部电源；

所述谐波消除模块，用于消除电网中的各种浪涌和瞬变，过滤瞬间凸波，去除谐波，降低电能的损耗，平稳供电电压，达到治理谐波的目标；

所述智能芯片传感模块，用于检测三相电的电流电压，并得到三相电的电流电压的变化信号，通过相控节电设备中的微处理器得到电压电流的相位差信号；

所述电力输出接口，用于连接负载设备，为负载设备提供稳压稳流的电能；

所述可控硅模块，由三个pn结、四层结构的大功率半导体器件组成，并作为无触点开关，用于对电网的电压电流进行调压整流工作；

所述通讯模块，由微处理器进行控制，用于微处理器与外部的远程控制终端进行数据通信，完成数据的接收和发送工作。

进一步优化本技术方案，所述智能芯片传感模块包括了电流互感器和电压互感器，智能芯片传感模块采用智能传感技术同步检测负载设备的用电质量，保护负载设备不因过流、过压、过载发生设备损坏。

进一步优化本技术方案，所述谐波消除模块与电力输入接口进行电性连接，所述智能芯片传感模块的输入端与谐波消除模块的输出端进行电性连接。

进一步优化本技术方案，所述微处理器还包括信号采集模块和信号接收模块，所述信号采集模块用于采集负载设备的额定工作电压电流的工作需求电力参数，所述信号接收模块用于接收信号采集模块发出的负载设备的工作需求电力参数，并发送至微处理器中。

进一步优化本技术方案，所述可控硅模块按照微处理器发出的控制指令，控制其被触发的时间，使得通过可控硅模块的电流只有其交流周期的一部分，通过可控硅模块的电压只有全电压的一部分，起到调节输出电压电流的作用，对达到节电控制与负载设备的最佳配合，相控节电系统输出的功率与负载设备需求的功率高度一致。

进一步优化本技术方案，所述相控节电系统可以适用于三相三线，三相四线，50hz-60hz的电网，380v-400v电压的外部用电环境。

与现有技术相比，本发明提供了一种全智能芯相控节电系统，具备以下有益效果：

该全智能芯相控节电系统，采用cpu智能控制，动态提高负载设备电能利用率与转化率，动态智能调整整个负载设备的电能质量，可调节三相不平衡导致的电能浪费，提升负载设备的使用效率，降低负载设备因过流，过热导致的线路损耗，同时也能防范火灾，有效降低火灾发生率。

附图说明

图1为本发明提出的一种全智能芯相控节电系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种全智能芯相控节电系统的相控节电设备的内部结构示意图；

图3为本发明提出的一种全智能芯相控节电系统的相控节电设备的连接结构示意图；

图4为本发明提出的一种全智能芯相控节电系统的信号采集的流程示意图；

图5为安装谐波消除模块前后的瞬间凸波以及供电电压的趋势图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种全智能芯相控节电系统，采用相控模式对电机实施节电，包括相控节电设备、负载设备以及远程控制终端，相控节电系统可以适用于三相三线，三相四线，50hz-60hz的电网，380v-400v电压的外部用电环境。对相控节电设备采用cpu智能控制，动态提高负载设备电能利用率与转化率，动态智能调整整个负载设备的电能质量，可调节三相不平衡导致的电能浪费，提升负载设备的使用效率。

实施例二：

请参阅图2，一种全智能芯相控节电系统，相控节电设备包括电力输入接口、电力输出接口、微处理器、智能芯片传感模块、可控硅模块、谐波消除模块、通讯模块。

其中，所述微处理器，将cpu集成在由一片或少数几片大规模智能芯片上，微处理器由cpu智能控制，用于动态提高负载设备电能利用率与转化率；

其中，所述电力输入接口，用于连接外部电源；

其中，所述谐波消除模块，用于消除电网中的各种浪涌和瞬变，过滤瞬间凸波，去除谐波，降低电能的损耗，平稳供电电压，达到治理谐波的目标；

其中，所述智能芯片传感模块，用于检测三相电的电流电压，并得到三相电的电流电压的变化信号，通过相控节电设备中的微处理器得到电压电流的相位差信号；

其中，所述电力输出接口，用于连接负载设备，为负载设备提供稳压稳流的电能；

其中，所述可控硅模块，由三个pn结、四层结构的大功率半导体器件组成，并作为无触点开关，用于对电网的电压电流进行调压整流工作；

其中，所述通讯模块，由微处理器进行控制，用于微处理器与外部的远程控制终端进行数据通信，完成数据的接收和发送工作。

实施例三：

请参阅图3，一种全智能芯相控节电系统，所述外部电源的输出端电连接有相控节电设备的电力输入接口的输入端，所述电力输入接口的输出端电连接有谐波消除模块的输入端，所述谐波消除模块的输出端电连接有智能芯片传感模块的输入端，所述谐波消除模块和智能芯片传感模块的输出端均电连接在相控节电设备的微处理器的输入端，所述微处理器的输出端电连接有通讯模块的输出端，所述通讯模块的输出端电连接有远程控制终端的输入端，所述微处理器的输出端电连接有可控硅模块的输入端，所述可控硅模块的输出端电连接有电力输出接口的输入端，所述电力输出接口的输出端电连接有负载设备的输入端。

其中，智能芯片传感模块包括了电流互感器和电压互感器，智能芯片传感模块采用智能传感技术同步检测负载设备的用电质量，保护负载设备不因过流、过压、过载发生设备损坏。所述电流互感器采用型号为ta79a11的电流互感器，窗口尺寸为25，变比可选100：5，150:5,200:5,250:5,300:5，外形尺寸(l-w-h)为143-58.0-65.0；所述电压互感器采用型号为tv3154的电压互感器，频率为50hz-400hz，额定输入电压为400v，额定输出电压为7.07v。

其中，可控硅模块按照微处理器发出的控制指令，可控硅模块在正弦交流电压处于正半周时，只有在控制极外加触发脉冲时，可控硅才被触发导通，负载上才会有电压输出，因此可以通过改变控制极上触发脉冲到来的时间，来进一步调节负载设备上输出电压的平均值，达到可控整流的作用，同时控制其被触发的时间，使得通过可控硅模块的电流只有其交流周期的一部分，通过可控硅模块的电压只有全电压的一部分，起到调节输出电压电流的作用，对达到节电控制与负载设备的最佳配合，相控节电系统输出的功率与负载设备需求的功率高度一致。

其中，通讯模块采用标准rs485串口，rs485串口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好，使得rs485串口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口，可方便与ttl电路连接。同时基于gprs技术，获得网络运营商动态分配的gprs终端ip地址，并与远程控制终端建立连接。

其中，相控节电设备中的微处理器采用mcs-8051，最高速度可实现4×100次/秒的电压电流检测，有效地实时检测出电压电流相位差变化，实现供电的实时控制。

实施例四：

请参阅图4，一种全智能芯相控节电系统，所述相控节电设备中的微处理器包括信号采集模块和信号接收模块，所述信号采集模块用于采集负载设备的额定工作电压电流的工作需求电力参数，所述信号接收模块用于接收信号采集模块发出的负载设备的工作需求电力参数，并发送至微处理器中，微处理器控制可控硅模块对电网的电压电流进行调压整流工作，直至满足负载设备的工作需求电力参数。

实施例五：

请参阅图5，一种全智能芯相控节电系统，在安装谐波消除模块前后的瞬间凸波以及供电电压的趋势图如图5所示，由图5可以明显看出谐波消除模块可以有效的优化电压、平衡电流，消除电网中的各种浪涌和瞬变，过滤瞬间凸波，去除谐波，降低电能的损耗，平稳供电电压，达到治理谐波的目标。

上述各智能芯片或传感器均采用市售芯片，各芯片的内部元件属本领域技术人员所知的技术，在此不再赘述。

本发明的有益效果是：该全智能芯相控节电系统，采用cpu智能控制，动态提高负载设备电能利用率与转化率，动态智能调整整个负载设备的电能质量，可调节三相不平衡导致的电能浪费，提升负载设备的使用效率，降低负载设备因过流，过热导致的线路损耗，同时也能防范火灾，有效降低火灾发生率。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的基目标区域移动通信终端用户流量的统计方法中的相关操作，通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式，基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的系统。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。