專利名稱：三相平衡系統(tǒng)綜合節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電磁平衡理論與電子技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種應(yīng)用于600V 以下用電系統(tǒng)當(dāng)中的三相平衡系統(tǒng)綜合節(jié)電器。
技術(shù)背景目前，能源危機(jī)日趨嚴(yán)峻，我國已經(jīng)把節(jié)能減排納入國策，所以節(jié)能是全社會的責(zé) 任和義務(wù)。國內(nèi)技術(shù)研究主要應(yīng)用變頻技術(shù)，降低啟動電流及控制啟動頻率，但變頻技術(shù)會 產(chǎn)生諧波污染用電系統(tǒng)，還會浪費(fèi)電能，所以有很多地方已經(jīng)放棄使用變頻技術(shù)或減少使 用了
實用新型內(nèi)容
鑒于上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種應(yīng)用于600V以下用電系統(tǒng)當(dāng) 中的三相平衡系統(tǒng)綜合節(jié)電器。該裝置能夠使得諧波，浪涌，無功功率等問題能得到有效解 決，減少電耗，提高電力品質(zhì)，節(jié)約電能。本實用新型的具體技術(shù)方案如下該節(jié)電器包括散熱風(fēng)扇、連接在電路中的用來實現(xiàn)節(jié)電與非節(jié)電兩種不同狀態(tài)相 互切換的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)(ATS)；與該自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接的繞線鐵芯(TR機(jī)芯)；以及與該繞 線鐵芯連接的用來保護(hù)主回路不會因過載而造成事故的空氣開關(guān)(ACB)；其特征在于，所 述繞線鐵芯為橫置的“日”字形，三根豎直方向的繞線柱中，在第一繞線柱上部逆時針纏繞 復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在第二繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第一繞線柱下部逆時 針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然后與零線連接；在第二繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在 第三繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第二繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然 后與零線連接；在第三繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在第一繞線柱中部順時 針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第三繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然后與零線連接。根據(jù)上述方案，當(dāng)該節(jié)電設(shè)備內(nèi)部溫度達(dá)到設(shè)定值時風(fēng)扇自動啟動，當(dāng)主回路過 載時ACB自動切斷后自動轉(zhuǎn)到ATS旁路狀態(tài)，如沒有ACB保護(hù)機(jī)芯時，節(jié)電器機(jī)芯會損壞。上述裝置中的繞線鐵芯具備以下特點1、這種自藕式變壓器的機(jī)芯無需消耗接縫的磁化容量，磁路中無氣隙，大大減少 了勵磁電流，提高了功率因素，降低電網(wǎng)損耗，從而改善了電網(wǎng)的供電質(zhì)量。2、環(huán)型鐵芯充分利用硅鋼片的取向性，鐵芯磁路與硅鋼片的晶粒取向完全一致， 消除了因磁路與硅鋼片取向不一致所增加的損耗，可使損耗降低。3、環(huán)型鐵芯自身是一個無接縫的整體，在運(yùn)行時的噪聲水平能降低到40-50db，保 護(hù)了環(huán)境，因此，適合于室內(nèi)安裝使用。另外，本實用新型所述節(jié)電裝置還具備以下優(yōu)點1、調(diào)整供電電壓；[0014]由于發(fā)電電網(wǎng)并網(wǎng)和電網(wǎng)升壓改造，使我們使用的電壓普遍偏高，特別是晚上電 壓更高。有些單位晚上的電壓甚至高達(dá)415伏，此時的電氣設(shè)備均在高于額定電壓380伏 的狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備的發(fā)熱，縮短使用壽命。試驗證明，白熾燈的電源電壓升高5 %，其壽命降低47 %，熒光燈電壓升高10 %， 其使用壽命降低15%。而大量帶有鐵芯的電氣設(shè)備(如電動機(jī)、變壓器、接觸器、電磁鐵 等)，如果電壓升高會弓I起鐵損和銅損的增加。因為電氣設(shè)備在過于額定電壓和電流狀態(tài)下 運(yùn)行時，鐵芯損耗與總的電壓的平方成正比，所以形成了較大的能源浪費(fèi)，并且會降低設(shè)備 的平均使用壽命。通過節(jié)電器調(diào)整后的供電電壓，減少了不必要的損耗，從而達(dá)到節(jié)電的目 的，保護(hù)終端設(shè)備，延長設(shè)備的平均使用壽命。2、平衡三相電源；由于當(dāng)前單相用電設(shè)備的使用，單相設(shè)備的功率普遍較大，單相電子設(shè)備的應(yīng)用 較為普遍。大功率電子器件不斷應(yīng)用使用戶端的電網(wǎng)質(zhì)量為三相不平衡(如某工廠的車間 三相總電流分別為Ia = 207A, Ib = 114A，Ic = 270A)，由于三相電源不平衡造成零序電流 過大，零點移位，由此引發(fā)三相不對稱。三相不平衡電流可以分解為正序、負(fù)序和零序電流， 其中負(fù)序電流在動力源上起增大能量消耗的作用。使用本節(jié)電器后，可以自動補(bǔ)償部分無 功電流。可以證明，該節(jié)電器在運(yùn)行時能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)整三相電源不平衡的作用。3、抑制高次諧波；該節(jié)電器自身不會產(chǎn)生高次諧波，同時能抑制從電源側(cè)侵入的高次諧波。電網(wǎng)上 的高次諧波來源很多，如大氣電壓雷擊、臨近大功率設(shè)備的開停、周圍使用電焊機(jī)、晶閘管 設(shè)備的運(yùn)行燈均為高次諧波形成的原因。高次諧波的組成主要是包含3次、5次諧波，也就 是周波頻率為150周和250周的諧波，以及高能浪涌電壓和電流形成的尖銳脈沖波。而運(yùn) 行設(shè)備的鐵芯損耗與頻率的1. 5次方成正比，使用了該節(jié)電器能夠抑制高次諧波。諧波頻 率越高，抑制作用越強(qiáng)烈，實驗和研究證明，高次諧波形成的損耗在整個用電量上占有相當(dāng) 高的比例(5% -40% )。本節(jié)電器既可以抑制來自電源的各類諧波，游可以對使用電氣設(shè)備 所形成的諧波成分減少，從而起到清潔電網(wǎng)的作用，達(dá)到省電的效果。4、改善功率因數(shù)；本節(jié)電器能夠改善負(fù)載的功率因數(shù)。由于本節(jié)電器采用了專利技術(shù)所涵蓋的特殊 的電氣連接設(shè)計，因此有零相分電流的相互抵消的效果，減少了電流與電壓的相位差，自動 改善了功率因數(shù)。5、降低總負(fù)載電流；使用該節(jié)電器，降低了用電負(fù)載從電網(wǎng)索取的電流，一般可以降低6_10%，這樣既 達(dá)到了省電，又達(dá)到了擴(kuò)容的目的，也就是在不增加主變壓器容量或不加粗配電線路電纜 的前提下，加裝節(jié)電器后可以繼續(xù)增加用電設(shè)備。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本實用新型。圖1為本實用新型節(jié)電器中的繞線鐵芯的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實用新型節(jié)電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。本實用新型所述節(jié)電器是利用電磁平衡原理和控制相位差技術(shù)，采用自耦變壓器 繞線技術(shù)，通過特殊設(shè)計的繞線鐵芯是按一定特殊要求規(guī)則將線圈繞在三柱式鐵芯上面。如圖1所示，具體結(jié)構(gòu)為在第一繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈R后，繼續(xù)在第 二繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈R，再在第一繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈R，然 后與零線N連接；在第二繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈S后，繼續(xù)在第三繞線柱中部順 時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈S，再在第二繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈S，然后與零線N連接； 在第三繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈T后，繼續(xù)在第一繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈 線圈T，再在第三繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈T，然后與零線N連接。由于各相繞組所產(chǎn)生的反向磁通交匯在同一個鐵芯上，使得三相磁勢得到平衡， 因此輸出電壓得到平衡，同時通過副繞組之間磁束相互抵消，抑制零相分電流的產(chǎn)生和衰 減高次諧波。參見圖2，該圖為本實用新型所述節(jié)電器的具體電路。從中可知該設(shè)備主要由繞線 鐵芯(TR機(jī)芯)，ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)及ACB開關(guān)組成，其他是顯示燈及輔助原件，連接關(guān)系是 機(jī)芯連接ACB保護(hù)后，在連接ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)(當(dāng)運(yùn)行過載時ACB切斷同時ATS自動切 換到另一狀態(tài)，從而實現(xiàn)旁路及保護(hù)節(jié)電設(shè)備之作用。綜上所述，使用此技術(shù)的節(jié)電器，巧妙的減少了因負(fù)荷而產(chǎn)生的電流、電壓的不平 衡及高次諧波，改善了電力品質(zhì)。同時因為有零相分電流相互抵消的特殊效果，所以減少了 電流與電壓的相位差，自動改善功率因素。另一方面，接入節(jié)電器后，電源系統(tǒng)內(nèi)相當(dāng)于接入了電抗器或濾波器，不但大大降 低了電動機(jī)的起動電流，還有效地抑制了種種原因產(chǎn)生的瞬變浪涌電流。有效地克服了由 于瞬變浪涌造成的系統(tǒng)使用效率下降、設(shè)備誤動作、電表轉(zhuǎn)數(shù)加快等的不良后果從而產(chǎn)生 不必要的電耗浪費(fèi)，提高了電力品質(zhì)，從而機(jī)械效率提高，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了 維修成本，減少了不必要的支出，即節(jié)約電能又保護(hù)了使用設(shè)備。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求三相平衡系統(tǒng)綜合節(jié)電器包括散熱風(fēng)扇、連接在電路中的用來實現(xiàn)節(jié)電與非節(jié)電兩種不同狀態(tài)相互切換的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；與該自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接的繞線鐵芯；以及與該繞線鐵芯連接的用來保護(hù)主回路不會因過載而造成事故的空氣開關(guān)；其特征在于，所述繞線鐵芯為橫置的“日”字形，三根豎直方向的繞線柱中，在第一繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在第二繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第一繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然后與零線連接；在第二繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在第三繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第二繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然后與零線連接；在第三繞線柱上部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈后，繼續(xù)在第一繞線柱中部順時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，再在第三繞線柱下部逆時針纏繞復(fù)數(shù)圈線圈，然后與零線連接。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于600V以下用電系統(tǒng)當(dāng)中的三相平衡系統(tǒng)綜合節(jié)電器。該節(jié)電器包括散熱風(fēng)扇、連接在電路中的用來實現(xiàn)節(jié)電與非節(jié)電兩種不同狀態(tài)相互切換的自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；與該自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接的繞線鐵芯；以及與該繞線鐵芯連接的用來保護(hù)主回路不會因過載而造成事故的空氣開關(guān)。本實用新型的目的是提供該裝置能夠使得諧波，浪涌，無功功率等問題能得到有效解決，減少電耗，提高電力品質(zhì)，節(jié)約電能。
文檔編號H01F30/12GK201742092SQ20102021477
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者吳聲, 潘驍東 申請人:上海儉邦節(jié)能科技有限公司