專利名稱：一種智能節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電器節(jié)能領(lǐng)域，更具體地說是一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)照明設(shè)備電壓，進(jìn)行節(jié)電控制的節(jié)電器。
背景技術(shù)：
夜間照明設(shè)備給人們夜間出行和生活帶來了方便，它被廣泛應(yīng)用于超市、餐廳、醫(yī)院、工廠、廣告燈箱、路燈等人們生活的每個(gè)角落。隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)于夜間照明的需求也越來越高。一方面，夜間照明方便著人們的夜間生活、保障人們的夜間出行安全，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠郑瑫r(shí)夜間照明也可以美化城市，成為了一個(gè)城市建設(shè)的重要標(biāo)志。另一方面，夜間的用電量大幅的上升，特別是深夜的照明很大程度上是一種浪費(fèi)。在提倡節(jié)約型社會(huì)的今天，這樣的能源浪費(fèi)問題已經(jīng)越來越得到人們的重視。
人們?cè)O(shè)計(jì)出聲控、光控、時(shí)控等多種控電方案來控制這些夜間照明設(shè)備，但是對(duì)于耗電量最大的長(zhǎng)時(shí)間照明設(shè)備這些方案卻都不盡如人意。由于我國電網(wǎng)供電質(zhì)量不穩(wěn)定以及用電負(fù)荷的變化，使得用電終端電壓在不同時(shí)間段線電壓在340V至420V之間波動(dòng)，這使得長(zhǎng)時(shí)間照明設(shè)備不同時(shí)段的功率不一樣，無法長(zhǎng)時(shí)間保持在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)這種電壓波動(dòng)也影響著照明設(shè)備的壽命。
另外，對(duì)于節(jié)電器其降壓裝置對(duì)其降壓節(jié)能的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。目前市場(chǎng)上所做的調(diào)壓裝置主要有可控硅降壓器和自耦降壓器?？煽毓杞祲貉b置雖然可以達(dá)到降壓效果，但它本身會(huì)產(chǎn)生大量的多次諧波，給電網(wǎng)帶來污染，而且考慮到可控硅的過載能力以及切換過程的過壓等因素，使得對(duì)可控硅的要求很高。而自耦降壓器選用接觸器進(jìn)行切換時(shí)，不論動(dòng)作多么迅速，輸出必有一瞬間斷開，使得輸出電壓不連續(xù)，可能導(dǎo)致某些燈具熄滅或者燈閃，對(duì)于燈具的照明效果和壽命都有著很嚴(yán)重的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可擴(kuò)展性強(qiáng)，可自適應(yīng)電網(wǎng)中的情況調(diào)節(jié)節(jié)電狀態(tài)，并且輸出的電壓穩(wěn)定的節(jié)電器。
一種智能節(jié)電器，其特征在于包括電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路、PLC控制電路、接觸器、變壓器；所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入端接市電；電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路與PLC控制電路按順序串聯(lián)；所述的PLC控制電路有至少兩個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)不節(jié)能狀態(tài)和至少一種節(jié)能狀態(tài)，根據(jù)由所述的電參數(shù)測(cè)量電路輸入的信號(hào)控制PLC控制電路輸出端的信號(hào)；所述的接觸器受PLC控制電路輸出端信號(hào)的控制打開或閉合，通過各接觸器的開合改變變壓器原邊側(cè)接觸點(diǎn)的位置，以改變輸出端的電壓。
所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電參數(shù)測(cè)量電路可以是電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓測(cè)量電路。
所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電參數(shù)測(cè)量殿祿也可以是電流轉(zhuǎn)換電路和電流測(cè)量電路。
所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電參數(shù)測(cè)量電路還可以是電壓轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電壓測(cè)量電路與電流轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電流測(cè)量電路并聯(lián)于市電與PLC控制電路之間，分別將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述的PLC控制電路。
所述的PLC控制電路設(shè)置了判別電流2A來判斷節(jié)電器是否進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)；大于2A則進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，小于2A則不進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。
所述的接觸器為交流接觸器。
當(dāng)節(jié)電器處于不節(jié)電狀態(tài)時(shí)，所述的變壓器降壓率差最大的兩個(gè)接觸點(diǎn)通過所述的接觸器短路。
所述的PLC控制電路輸出端為四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于四種節(jié)電狀態(tài)，不節(jié)能狀態(tài)、I檔節(jié)電模式、II檔節(jié)電模式、III檔節(jié)電模式。
所述的PLC控制電路設(shè)置了三個(gè)判別電壓分別為360V、372V、385V來判別需要進(jìn)入的節(jié)能狀態(tài)；低于360V為不節(jié)能狀態(tài)，360V-372V為I檔節(jié)電模式，372V-385V為II檔節(jié)電模式，高于385V為III檔節(jié)電模式。
所述的變壓器對(duì)應(yīng)于四種節(jié)電狀態(tài)分別有四種降壓率；不節(jié)能狀態(tài)為100％、I檔節(jié)電模式為95％、II檔節(jié)電模式為92％、III檔節(jié)電模式為89％。
本實(shí)用新型的有益效果是1.由于本實(shí)用新型采用了PLC作為處理器，比現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)電器更加穩(wěn)定、可靠、精密，反應(yīng)速度更快；比現(xiàn)有技術(shù)的節(jié)電器更方便修改、擴(kuò)展，以適應(yīng)不同現(xiàn)場(chǎng)、不同客戶的需要；2.由于本實(shí)用新型輸入、輸出、測(cè)量等部件均實(shí)現(xiàn)模塊化，增強(qiáng)了兼容性和可擴(kuò)展性；3.由于本實(shí)用新型的控制電路以實(shí)際電網(wǎng)中的參數(shù)為選擇節(jié)電狀態(tài)的判別參數(shù)，更增強(qiáng)了節(jié)電器的自適應(yīng)能力，能夠根據(jù)電網(wǎng)中的實(shí)際需要自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)電狀態(tài)；4.由于本實(shí)用新型在變壓器部件上采用了在原邊側(cè)選擇接觸點(diǎn)，改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)中輸出電壓不穩(wěn)定的問題，保證了照明設(shè)備的照明效果和壽命，同時(shí)還起到了降低成本的效果。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是智能節(jié)電器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是智能節(jié)電器電壓判別的電路圖。
圖3是電壓判別PLC控制流程圖。
圖4是變壓器連接示意圖。
圖5是電壓、電流綜合判別PLC控制流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1圖2中為智能節(jié)電器電壓判別的電路圖。AIN、BIN、CIN為市電三條火線，N為市電的地線，市電經(jīng)斷路器1與電壓轉(zhuǎn)換電路(采用電壓隔離傳感器CE-VJ41-32MS)相連，所述的斷路器在當(dāng)發(fā)生漏電和觸電時(shí)，且達(dá)到保護(hù)器所限定的動(dòng)作電流值時(shí)，就立即在限定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作自動(dòng)斷開電源進(jìn)行保護(hù)。AIN、BIN、CIN分別對(duì)應(yīng)連接于電壓轉(zhuǎn)換電路的三個(gè)輸入端X0、X1、X2對(duì)應(yīng)的輸出端為Y0、Y1、Y2，電壓轉(zhuǎn)換電路將火線0-450V的線電壓轉(zhuǎn)換為0-5V的電壓值信號(hào)。所述的電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端Y0、Y1、Y2與電壓測(cè)量電路(采用四通道電壓測(cè)量模板YF-4AIB)的輸入端X0、X1、X2對(duì)應(yīng)連接，將電壓值信號(hào)傳送到電壓測(cè)量電路，電壓測(cè)量電路對(duì)測(cè)得的電壓值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以數(shù)字量的形式通過SPI接口傳送到PLC控制電路(采用PLC處理器YFOA-MBR)。所述的PLC控制電路根據(jù)電壓測(cè)量電路傳送來的信號(hào)，判斷市電的電壓狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的不同選擇其四個(gè)輸出端Y0、Y1、Y2、Y3不同的輸出方式。PLC控制電路的輸出端Y0、Y1、Y2、Y3分別對(duì)應(yīng)連接交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4，所述的交流接觸器通過控制信號(hào)控制電路開關(guān)的斷開和閉合。PLC控制電路通過輸出端信號(hào)控制交流接觸器的斷開和閉合，以改變其后控制的變壓器的降壓率的不同，從而得到所需的輸出電壓。
圖3為電壓判別PLC控制流程圖。其具體流程如下1、控制過程開始執(zhí)行，首先判定電網(wǎng)是否正常供電，如果電網(wǎng)供電情況正常，進(jìn)入旁通狀態(tài)(Y0端輸出)，延時(shí)五分鐘。
處于旁通狀態(tài)時(shí)節(jié)電器不節(jié)電，目的是為了保護(hù)已經(jīng)老化的照明設(shè)備，使之有較高的啟動(dòng)電壓，可以延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。如果電網(wǎng)供電異常，則控制過程結(jié)束，節(jié)電柜退出工作狀態(tài)。
延時(shí)功能是消除電壓抖動(dòng)對(duì)節(jié)電柜的干擾，可以減少節(jié)電器中交流接觸器的開斷次數(shù)，延長(zhǎng)節(jié)電器的壽命。同時(shí)對(duì)照明設(shè)備有保護(hù)功能，防止電壓頻繁轉(zhuǎn)變減少照明設(shè)備壽命。
2、判定輸入電壓是否大于360V，如果輸入電壓小于360V，即不滿足條件，返回旁通狀態(tài)，不節(jié)電，因?yàn)榇藭r(shí)節(jié)能空間很小，如果強(qiáng)行進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)對(duì)照明設(shè)備壽命以及照明效果都會(huì)有影響。如果滿足條件，進(jìn)入I檔節(jié)電模式(Y1端輸出)，降壓95％輸出，并延時(shí)十分鐘。
線電壓360V相當(dāng)于相電壓207V，降壓95％輸出為197V，為照明設(shè)備額定電壓220V的90％。照明設(shè)備電壓為額定電壓的90％時(shí)，壽命提高一倍，照度與額定狀態(tài)相比降低7％。人眼對(duì)光線的感覺成對(duì)數(shù)關(guān)系，光線照度降低7％，人眼很難察覺到，不會(huì)影響照明質(zhì)量。所以額定電壓的90％為照明設(shè)備的最優(yōu)照明電壓。
3、判定輸入電壓是否大于372V。如果輸入電壓小于372V，既不滿足條件，重新執(zhí)行第2步。如果滿足條件，進(jìn)入II檔節(jié)電模式(Y2端輸出)，降壓92％輸出，并延時(shí)五分鐘。
線電壓372V相當(dāng)于相電壓214V，降壓92％輸出為197V。
4、判定輸入電壓是否大于385V。如果輸入電壓大于385V，進(jìn)入III檔節(jié)電模式(Y3端輸出)，此后每五分鐘進(jìn)行一次采樣，對(duì)電壓進(jìn)行判定，據(jù)此決定節(jié)電柜的節(jié)電模式。如果輸入電壓小于385V，則判定輸入電壓是否小于380V，如果輸入電壓小于380V，返回步驟3。如果輸入電壓大于380V，繼續(xù)以III檔節(jié)電模式繼續(xù)工作。
采取385V和380V兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行比較，可以使節(jié)電器在輸入電壓較高的狀態(tài)下更長(zhǎng)時(shí)間工作在節(jié)電率較高的檔位。同時(shí)可以減少節(jié)電柜中接觸器的開斷次數(shù)，保證照明設(shè)備的壽命。
圖4為變壓器連接示意圖。A0、A1、A2、A3分別為交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4控制的開關(guān)。當(dāng)交流接觸器KM1控制A0閉合時(shí)，節(jié)電器處于旁通狀態(tài)即節(jié)電器不節(jié)電。A1、A2、A3一端分別連接于變壓器原邊側(cè)特定的線圈位置，使得變壓器對(duì)應(yīng)的降壓率分別為95％、92％、89％，另一端則與地線連接，而變壓器的副邊側(cè)則為固定的線圈連接于節(jié)電器輸出端火線與地線之間。當(dāng)節(jié)電設(shè)備處于旁通狀態(tài)時(shí)，A0N之間有高壓存在，存在安全隱患，所以采用保護(hù)模式通過交流接觸器將A0A3短接，即電流互感器模式，保證安全。當(dāng)A1、A2、A3之間相互轉(zhuǎn)換時(shí)，A1和N之間的電壓不發(fā)生變化，所以副邊側(cè)電壓不會(huì)產(chǎn)生跌落。這樣的結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)的抽頭切換變壓器，可解決降壓過程中電壓瞬間跌落的問題，從而不致導(dǎo)致某些照明設(shè)備熄滅或者燈閃，也可保證照明設(shè)備的照明效果和壽命。而且，采用這種連接方式的變壓器，可以采用低于額定負(fù)荷的交流接觸器，例如輸出100A的電流時(shí)可采用10A的小容量的交流接觸器即可滿足需求，有效的降低了成本。
實(shí)施例2在實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，實(shí)施例2加入電流轉(zhuǎn)換電路和電流測(cè)量電路，將電壓轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電壓測(cè)量電路與電流轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電流測(cè)量電路并聯(lián)于市電與PLC控制電路之間，分別將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述的PLC控制電路，其他電路連接不變，PLC控制電路通過電壓、電流參數(shù)綜合判斷節(jié)電器應(yīng)處于的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。
圖5為電壓、電流綜合判別PLC控制流程圖。在電壓判別PLC控制流程的每個(gè)判別環(huán)節(jié)電壓判別的同時(shí)，判別三相輸入電流的最大值是否大于2A，如果大于2A，進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)；如果小于2A，則節(jié)約用電量和設(shè)備本身耗電量相同，所以不再以節(jié)電狀態(tài)運(yùn)行。電流參數(shù)判別和電壓參數(shù)判別之間以“與”邏輯綜合對(duì)流程狀態(tài)進(jìn)行判斷，其他流程與電壓判別PLC控制流程相同。
根據(jù)上述技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要，可以只采用電流轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電流測(cè)量電路的參數(shù)取樣方法；可以改變PLC控制電路判定電網(wǎng)狀態(tài)的判定參數(shù)；也可以增減PLC控制電路的輸出端數(shù)量以適應(yīng)不同節(jié)電方式的需要，都應(yīng)視為在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能節(jié)電器，其特征在于包括電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路、PLC控制電路、接觸器、變壓器；所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入端接市電；電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路與PLC控制電路按順序串聯(lián)；所述的PLC控制電路有至少兩個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)不節(jié)能狀態(tài)和至少一種節(jié)能狀態(tài)，根據(jù)由所述的電參數(shù)測(cè)量電路輸入的信號(hào)控制PLC控制電路輸出端的信號(hào)；所述的接觸器受PLC控制電路輸出端信號(hào)的控制打開或閉合，通過各接觸器的開合改變變壓器原邊側(cè)接觸點(diǎn)的位置，以改變輸出端的電壓。
2.如權(quán)利要求1所述一智能種節(jié)電器，其特征在于所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路為電壓轉(zhuǎn)換電路；所述的電參數(shù)測(cè)量電路為電壓測(cè)量電路。
3.如權(quán)利要求1所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路為電流轉(zhuǎn)換電路；所述的電參數(shù)測(cè)量電路為電流測(cè)量電路。
4.如權(quán)利要求1所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電參數(shù)測(cè)量電路為電壓轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電壓測(cè)量電路與電流轉(zhuǎn)換電路串聯(lián)電流測(cè)量電路并聯(lián)于市電與PLC控制電路之間，分別將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述的PLC控制電路。
5.如權(quán)利要求3或4所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的PLC控制電路設(shè)置了判別電流2A來判斷節(jié)電器是否進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)；大于2A則進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，小于2A則不進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的接觸器為交流接觸器。
7.如權(quán)利要求1或6所述一種智能節(jié)電器，其特征在于當(dāng)節(jié)電器處于不節(jié)電狀態(tài)時(shí)，所述的變壓器降壓率差最大的兩個(gè)接觸點(diǎn)通過所述的接觸器短路。
8.如權(quán)利要求1所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的PLC控制電路輸出端為四個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于四種節(jié)電狀態(tài)，不節(jié)能狀態(tài)、I檔節(jié)電模式、II檔節(jié)電模式、III檔節(jié)電模式。
9.如權(quán)利要求2和8所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的PLC控制電路設(shè)置了三個(gè)判別電壓分別為360V、372V、385V來判別需要進(jìn)入的節(jié)能狀態(tài)；低于360V為不節(jié)能狀態(tài)，360V-372V為I檔節(jié)電模式，372V一385V為II檔節(jié)電模式，高于385V為III檔節(jié)電模式。
10.如權(quán)利要求9所述一種智能節(jié)電器，其特征在于所述的變壓器對(duì)應(yīng)于四種節(jié)電狀態(tài)分別有四種降壓率；不節(jié)能狀態(tài)為100％、I檔節(jié)電模式為95％、II檔節(jié)電模式為92％、III檔節(jié)電模式為89％。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能節(jié)電器，它包括電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路、PLC控制電路、接觸器、變壓器；電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入端接市電；電參數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電參數(shù)測(cè)量電路與PLC控制電路按順序串聯(lián)；所述的PLC控制電路有至少兩個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)不節(jié)能狀態(tài)和至少一種節(jié)能狀態(tài)，根據(jù)由電參數(shù)測(cè)量電路輸入的信號(hào)控制PLC控制電路輸出端的信號(hào)；接觸器受PLC控制電路輸出端信號(hào)的控制打開或閉合，通過各接觸器的開合改變變壓器原邊側(cè)接觸點(diǎn)的位置，以改變輸出端的電壓。本實(shí)用新型可自適應(yīng)電網(wǎng)中的情況調(diào)節(jié)節(jié)電狀態(tài)，并且輸出的電壓穩(wěn)定保證了照明設(shè)備的壽命。
文檔編號(hào)G05B19/05GK2919677SQ200620124220
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者蔡勇 申請(qǐng)人:蔡勇