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  • 有关节电器的节电原理以及它的基本功效有哪些?

    有关节电器的节电原理以及它的基本功效有哪些?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的节电器吗?市场上各种节电器的宣传广告都很多,节电效果也残次不齐,价格相差胜多, “节电器有用吗?”。但是产品的性价比,及怎么适合各种设备的节电器,这中间就有很大的专业知识。 节电器产品特点:实时在线检测电机的工作状态,从而改变输入电压。当检测到电机在轻载或负载不断变化时,通过可控硅能在百分之一秒以内调整输入电机的电压,使电机的输出功率与实时负载刚好匹配,从而有效地降低电机的功率损耗,改善电机启动、停机性能,达到节电的效果。 节电器的基本功能:高压滤波和能量吸收技术的使用会自动吸收高压电力设备反向电势的能量,并将其不断反馈给负载,从而节省了这部分电力电气设备从高压电网汲取的能量。另一方面,采用国际先进的高压电气参数优化技术,正弦波跟踪技术,纳米技术和组件来抑制和减少电源线中涌入电流,瞬变和高次谐波的产生,从而净化电源。供电,完善高压电网。供电质量可以大大降低电力设备的线损和铜损,铁损,提高高压电气设备的使用寿命和工作效率。在使用过程中,不仅节约了用电,而且大大降低了设备的运行成本。 采用自主知识产权技术,电磁补偿原理,电力电子控制技术,有源滤波器技术和先进的自动智能控制技术,自动调整节电装置,优化电源参数,确保良好的电能质量,有效过滤各种尺寸的瞬态浪涌,降低抑制谐波和杂波,相对平衡电源电压,减少线损,增加负载的有效功率,减少过剩有功功率的过剩损耗,从而达到节电的目的。 本产品适用于单相和三相线路的安装。在电气设备正常工作的情况下,节电率一般为10%-30%,可以最大程度地减少用户的用电支出,还可以保护电气设备并延长使用寿命1.5倍以上,大大降低了设备的使用寿命。电气设备的维护和更换费用。它还具有空载几乎无功耗,过载保护和报警,短路保护等功能。一方面是对车身结构设计的改进,采用了新材料,对旧电机进行了更新改造。另一方面,这是改善电动机运行的外部环境。相控节能技术利用电动机外部运行环境的改善来实现动态电源管理。它是与变频器互补的交流电动机的两种主流节能技术之一。 相控电动机节电器采用集成电路芯片控制技术,该技术由进口组件组成,例如微处理器芯片(CPU),晶闸管和集成双晶闸管。它的核心技术是动态跟踪电动机负载的变化,在电动机运行期间调整电压和电流(以在百分之一秒内完成动作),以确保电动机的输出转矩准确匹配实际的负载需求,并且不改变电动机的转速,不影响电动机的正常运行,并可以有效地避免由于电动机的过大输出而浪费电能。它具有良好的动态节电控制功能,可以有效减少电动机的功率损耗,提高电动机的启停性能,延长电动机的使用寿命。 STM系列节电器一对一安装在电机前端,节电率可达到10-30%。 根据专家的说法,节电器本身就存在,其中大部分用于工业和其他领域,并不适合我们的日常生活。因为真正有效的节电器需要电力电子控制技术,有源滤波技术和先进的自动智能控制技术等多种技术支持,所以原理很复杂,而且看起来并不简单。在市场上使用可以轻松节省电费的节电器,不仅不能节省电费,还可以节省电费。由于您的盲目使用,它还会增加电路损耗,并且会成为用电设备(能耗极小)。通常,市场上的节电器做工粗糙,电容器的老化会引起爆炸,内部电线的短路会引起火灾! 以上就是节电器的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-03-21 关键词: 节电器 正弦波跟踪技术 纳米技术

  • 关于工业节电器你了解多少

    关于工业节电器你了解多少

    要说出工业节电器的节电原理,全部的我说不玩,因为工业节电器的种类说真的是挺多的。我举几个例子吧: 高压电机节电设备高压电机节电系统以高压变频器为基础,高压变频采用功率单元串联技术,直接输出6kV、10kV电压。由于采用功率单元串联而非功率器件的直接串联,因此解决了器件耐压的问题。主控部分采用DSP+FPGA(即现场可编程门阵列)+PLC的大规模高速集成数字电路控制模式,高速运算可以实现实时精确电机控制,达到了兼顾高性能和高可靠性的目的。核心控制算法采用空间矢量PWM控制算法,有效提高了直流电压利用率,FPGA实现功率单元脉冲分配算法,实时快速地驱动功率单元,保证所有单元等功率输出。 注塑机节电器注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分: 1- 液压系统油泵的电能消耗; 2- 加热器的电能消耗; 3- 循环冷却水泵的电能消耗。 其中液压油泵的用电量占整个注塑机用电量的80%以上,所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。注塑机在合模、锁模、射胶、冷却、保压、开模等阶段所需压力和流量都是变化的,当注塑机的油量需求发生变化时,由设在油泵出口的溢流阀来调节负载压力和流量,而电机的输出功率不变,因而造成能量浪费。 ZK-ZSJ注塑机节电系统采用闭环控制,通过传感器检测注塑机的压力和流量信号,自动调节油泵电机转速,使供油量与注塑机需求一致(即降低输出功率),达到节能的目的。 空压机节电系统ZK-KYJ空压机节电系统针对传统空压机供气控制方式存在的诸多问题,应用智能节电保护系统进行恒压供气控制。采用这一方案时,我们可以把管网压力作为控制对象,压力变送器YB将储气罐的压力P转变为电信号送给PID智能调节器,与压力设定值P0作比较,并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算,产生控制信号送智能节电保护系统,通过系统控制电机的输出功率,从而使实际压力P始终接近设定压力P0。同时,该方案可增加市电与节电切换功能,并保留原有的控制和保护系统,另外,采用该方案后,空压机电机从静止到旋转工作可由节电系统实现软启动,避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。

    时间:2020-06-11 关键词: 电机 节电器

  • 节电器及其工作原理

    节电器及其工作原理

    节电器,什么是节电器呢?很多人或多或少对此都存在不同程度的疑问。很多人经常会问到“节电器有用吗?”这个问题是不容置疑的,当然有效果。但是产品的性价比,及怎么适合各种设备的节电器,这中间就有很大的专业知识。下面我们就来看一下节电器及其工作原理。 节电器节电器的简介节电器一般分为照明灯具类节电器和各动力类节电器。采用高压滤波和能量吸收技术,自动吸收高压动力设备反向电势的能量,并不断回馈返还给负载,节省了用电设备从高压电网上吸取的这部分电能。另一方面利用国际先进的高压电参数优化技术、正弦波跟踪技术及纳米技术和组件,抑制和减少供电线路中的冲击电流、瞬变及高次谐波的产生,净化电源、提高高压电网的供电品质,大幅降低线路损耗及动力设备的铜损和铁损,提高高压用电设备的使用寿命和做功效率,在使用过程中既节省了电能又可大幅降低设备运营成本。节电器工作原理采用自主知识产权技术、电磁补偿原理、电力电子控制技术、有源滤波技术和先进的自动智能控制技术,自动调整节电档位,优化供电参数,保证良好的用电品质,有效地过滤大小不同的瞬变浪涌、减少抑制谐波、杂波,相对地平衡供电电压(见下图),降低线路损耗,提高负载的有效功率,减少过剩有功功率的多余损耗,从而达到节电目的。该产品适用于单相及三相线路的安装,在确保用电设备的正常工作状态下节电率一般为10%-30%,最大限度地减少用户电费支出,还能保护用电设备、延长使用寿命达1.5倍以上,大大减少了用电设备的维修和更换费用。它自身还具有空载几乎不耗电、过载保护及报警、短路保护等功能。一方面是进行电机本体结构设计的改进和新材料的采用,对老电机进行更新改造;另一方面是改进电动机运行的外部环境。相控节电技术采用改善电动机外部运行环境实现动态电量管理,是与变频器互补的交流电机两大主流节电技术之一。相控电机节电器采用集成电路芯片控制技术,由微处理器芯片(CPU)、可控硅、集成式双置晶闸管等国外进口元件组成。 其核心技术是动态跟踪电机负载量的变化,调整电机运行过程中的电压与电流(百分之一秒内完成动作),保证电机的输出转矩与实际负荷需求精确匹配,不改变电机的转速,不影响电机的正常运行,并且能有效避免电机因出力过度造成的电能浪费,具有很好的动态节电控制功能,能有效地降低电机的功率损耗,改善电机的启动、停机性能,延长电机的使用寿命。STM系列电机节电器一对一的安装在电机前端,节电率可达10%-30%. 节电器原理图节电器的作用节电器一般能给公司节约20~45%的用电量。总之,正规厂家生产的节电器肯定是有用的,节电的效果应当参考产品相应的测试报告。对于国家实施的节能减排政策,不仅是企业的责任,也需要每个公民努力配合。

    时间:2018-10-30 关键词: 工作原理 电源技术解析 节电器

  • 节电器并不能节电,市民勿上当

    现在市场上有出现一种“家用节电器”,据说插上了能让家里的电表跑慢一点。这些引起了很多市民的注意?这个是否真的能节电呢?供电部门表示,纯属骗人。有市民提供了一段视频,一摊主再路边摆摊,摊位上还有一个亮着的灯泡。“这是什么?”有市民问。“家用节电器。”摊主回答。记者看到,这个“节电器”是一个黑色的圆柱体盒子,上面写着“第三代家用节电器”。“这可是高科技。”摊主显然对这个“节电器”很自信。摊主演示一下,只见摊主拿起一个“节电器”,将线头分别插在一个插座的两个插孔里,这时,旁边的一个电表果然就慢了下来。“插上两个怎么样。”“那跑得更慢。”摊主回答。而也有的市民询问,家里插上这个东西,电业部门会不会不愿意。“他们检查的时候,你就拔下来。”摊主这样回答。看上去是挺神奇的,实际却不是那么回事。供电部门工作人员表示那种电流跟家庭的是不一样的,所以节能器根本起不来了任何作用。

    时间:2012-05-18 关键词: 节电 市民 上当 节电器

  • 基于交流斩波技术的新型城市照明节电器

    引 言 随着人类社会的不断发展,能源问题日益成为所有国家面临的重大问题,寻找“干净”的新型能源和节能降耗将成为人类社会发展的永恒主题。城市照明用电是电能的消耗大户,所以研究城市照明节电技术具有重大的意义。 在照明用电供电系统中,特别是路灯供电线路中,为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低,导致路灯点不亮的情况出现,往往都是因为以较高的电压传输,超出了用电设备的额定电压。而且由于照明用电时间多在夜间电网波谷段,所以供电电压往往偏高,而此时道路上的交通流量很少,必然导致路灯的光通量增大,使路面照度升高。这不仅浪费电能,而且严重影响照明灯具的使用寿命。因此,照明节电设备的工作原理主要是稳定或适当降低供电电压。以最常用的250W高压钠灯为例,有资料表明200 V是半夜灯的最佳供电电压,此时电流比额定降低6. 3%,节电率为16. 1%,同时可以延长1倍的灯具使用寿命,降低维护成本。 综合来看,目前有两类技术手段:一类是以交流变压器为核心的调压、降压手段,包括多抽头、自耦等,但是存在体积大、笨重、调节精度低或有级调节、可靠性差等缺点;另一类以电力电子技术为核心的静止调压器,其中利用晶闸管相控调压的调压器曾广泛使用,但是因采用相控方式存在功率因数低、谐波大、动态响应慢、滤波器体积大等缺点。 随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流斩波技术(也叫矩阵变换器[3])作为交流调压手段已日臻成熟,可广泛应用于照明、电机拖动、工业加热等领域。该技术具有仅取决于负载的功率因数、动态响应速度快、线性调压范围宽以及输入、输出易于滤波等优点。 本文通过对交流斩波技术的分析,设计了一种体积小、使用简便、高效的单相交流斩波照明节电器,并通过仿真和试验验证了该方案的可行性。 1 交流斩波技术原理 图1为单相交流斩波主电路原理示意图。   图1 单相交流斩波主电路原理图 在理想斩波方式下,斩波开关S1、S2和续流开关S3、S4交替工作,每个开关周期分为斩波导通和续流导通阶段。输出电压为   式中 ui———输入电源电压  ui=Umsinωt 式中 Um———输入电压峰值 ω———输入电压角频率 对uo作傅立叶分析得     式中 ωc———斩波频率D———占空比 从式(3)可以看出,改变占空比D,可以改变基波幅值,且呈线性关系。同时输出电压uo除基波外只含有斩波器开关频率的高次谐波,容易滤除。当开关频率足够高时,只要引入较小尺寸的输入、输出滤波器,即可将输入电流、输出电压中的谐波完全滤除,同时不改变系统的功率因数。 因此,采用交流斩波技术的照明节电器可以减小装置体积,提高功率因数。 2 交流斩波调压控制技术 交流斩波调压控制方式与开关器件的工作模式有关,一般分为互补控制和非互补控制两种。其中S1~S4为全控开关,一般用带反并联二极管的IGBT单元代替, S1和S2起斩波作用, S3和S4起续流作用。 2. 1 互补控制方式 互补控制方式是指在一个开关周期内,斩波开关和续流开关必须有一个而且只能有一个导通,要求驱动信号严格准确。因为电力电子器件开通和关断都需要一定时间,不加处理时会在过渡阶段导致开关直通现象,因此实际应用时必须在两个控制信号之间加控制死区,即在过渡期间两类开关同时关断。但是由于死区的存在,感性电路时容易造成大的瞬时电压冲击,需要增加一定功率的缓冲电路。这不仅会使波形畸变、效率降低,而且缓冲电路的设计也是难点。 2. 2 非互补控制方式 非互补控制方式是指按不同规律分别控制斩波开关和续流开关的工作状态,避免出现互补控制中的直通导致的短路现象,不需要或只需很小的缓冲电路即可。根据检测负载电流与否,又分为无电流检测和有电流检测两类。 无电流检测非互补控制方式可以避免出现直通现象。但是,当输入电压和输出电流不同相时,该控制方式存在失控现象,即输出电压不是斩波波形。失控区的存在使输出电压包含较明显的3次和5次等低次谐波。而在有电流检测的非互补控制方式的情况下,当电压和电流不同相时,续流开关也做斩波工作,这样虽然消除了失控现象,但控制较复杂。 3 新型交流斩波照明节电器 本文设计了一种新型交流斩波照明节电器,其拓扑结构图如图2(a)所示,斩波开关只使用一个开关管跨接在桥式二极管整流两端。该交流斩波方案采用非互补的控制方式,其控制波形图如图2(b)所示。其中ui表示输入电压,io表示输出电流。S0和S1、S2分别代表3个开关管的驱动信号。该控制方式只有一个开关管工作于斩波状态,成本降低,开关损耗减小,同时控制简单,易于实现,可靠性高。   图2 三开关管交流斩波 可以根据输入电压和输出电流的相位关系,将一个工作周期分为4个区间。各区间的开关管工作状态如表1所示。 表1 开关管工作状态   注: 1表示开关管导通, 0表示关断,uG表示斩波工作状态。 以上状态也可用以下逻辑表达式表达:   3. 1 逻辑电路控制方式 按如图3所示的逻辑电路来实现。   图 3逻辑电路原理图 开关信号S0、S1和S2分别控制对应的3个开关管;mod是工作模式开关,高电平时正常工作,低电平时禁止工作;i和u为检测电流和电压相位,用于逻辑判断。 3. 2 仿真分析 根据上述控制原理,用MATLAB中的Simu-link工具箱建立仿真模型。电源电压为交流图3 逻辑电路原理图220 V、50Hz,负载L为0. 5 H,R为200Ω,开关频率为5 kHz,占空比D为0. 6,输出电压uo的波形以及不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU分别如图4和图5所示。当输出侧加滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU如图6所示。 图4 纯电阻负载输出电压uo波形图(横坐标每小格代表50 Hz)   图5 纯电阻负载占空比D与THDU关系图   图6 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图 从图4至图6可以看出,总谐波畸变率THDU与占空比有关。并且随着占空比D的增大,谐波明显减小,加上输出滤波后,THDU更小。对于照明节电器而言,理想节电方式的工作电压约为200 V,以220 V供电电压±20 %的波动上限计算,占空比D最低工作在0. 83。因此,该控制方式实际运行时产生的谐波影响较小。 3. 3 试验数据与分析 依据上述基本原理搭建的电路具体参数如下:电源电压220 V、50 Hz,隔离变压器300 VA,电阻性负载200Ω,串联0. 5 H电感,开关频率5 kHz。图7为输出电压uo波形,图8为占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系,图9为加上输出滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系。以上曲线表明,随着占空比D的增大,输出电压总谐波畸变率THDU逐渐减小,与仿真结果一致。 图7 纯电阻负载输出电压uo波形(横坐标每小格为5 ms,纵坐标每小格为50 V)   图8 电阻负载占空比D与THDU关系图   图9 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图 并且加上输出滤波时,总谐波畸变率THDU更小,可以满足实际需要。 3. 4 照明节电器的特点 依据上述原理制成的照明节电器可以应用于白炽灯、荧光灯、气体放电灯(包括高压汞灯、高压钠灯及金属卤化物等)等照明灯具上,因此应用十分广泛,并且具有以下工作特点: (1)安装方便,无需更改原有的照明配电线路。 (2)全固态器件,无触点、抽头等,免维护,同时省却变压器,因此体积小,效率高。 (3)以微处理器为控制核心,可以使节电器工作于预先设定好的节电运行模式,也可以与远程通信技术相结合,实现远程控制,使用简便。 (4)保护电路可以实时监控节电器的实际运行状态。若出现严重异常现象,可提供报警并将装置旁路,不影响照明正常供电,只是不提供节电运行模式而已。 (5)采用该工作原理也可做成三相电路,用于大功率场合,也可以使用补偿式结构提高装置工作效率。 4 结 语 本文设计了一种基于交流斩波技术的照明节电器。该节电器采用三开关管拓扑结构,结构简单、损耗小、控制方便、可靠性高。以该技术为核心的照明节电设备代表今后的发展方向,在照明灯具的节电方面具有广阔的应用前景。

    时间:2012-03-09 关键词: 交流 斩波 城市照明 节电器

  • 基于交流斩波技术的新型城市照明节电器

    引 言 随着人类社会的不断发展,能源问题日益成为所有国家面临的重大问题,寻找“干净”的新型能源和节能降耗将成为人类社会发展的永恒主题。城市照明用电是电能的消耗大户,所以研究城市照明节电技术具有重大的意义。 在照明用电供电系统中,特别是路灯供电线路中,为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低,导致路灯点不亮的情况出现,往往都是因为以较高的电压传输,超出了用电设备的额定电压。而且由于照明用电时间多在夜间电网波谷段,所以供电电压往往偏高,而此时道路上的交通流量很少,必然导致路灯的光通量增大,使路面照度升高。这不仅浪费电能,而且严重影响照明灯具的使用寿命。因此,照明节电设备的工作原理主要是稳定或适当降低供电电压。以最常用的250W高压钠灯为例,有资料表明200 V是半夜灯的最佳供电电压,此时电流比额定降低6. 3%,节电率为16. 1%,同时可以延长1倍的灯具使用寿命,降低维护成本。 综合来看,目前有两类技术手段:一类是以交流变压器为核心的调压、降压手段,包括多抽头、自耦等,但是存在体积大、笨重、调节精度低或有级调节、可靠性差等缺点;另一类以电力电子技术为核心的静止调压器,其中利用晶闸管相控调压的调压器曾广泛使用,但是因采用相控方式存在功率因数低、谐波大、动态响应慢、滤波器体积大等缺点。 随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流斩波技术(也叫矩阵变换器[3])作为交流调压手段已日臻成熟,可广泛应用于照明、电机拖动、工业加热等领域。该技术具有仅取决于负载的功率因数、动态响应速度快、线性调压范围宽以及输入、输出易于滤波等优点。 本文通过对交流斩波技术的分析,设计了一种体积小、使用简便、高效的单相交流斩波照明节电器,并通过仿真和试验验证了该方案的可行性。 1 交流斩波技术原理 图1为单相交流斩波主电路原理示意图。   图1 单相交流斩波主电路原理图 在理想斩波方式下,斩波开关S1、S2和续流开关S3、S4交替工作,每个开关周期分为斩波导通和续流导通阶段。输出电压为   式中 ui———输入电源电压  ui=Umsinωt 式中 Um———输入电压峰值 ω———输入电压角频率 对uo作傅立叶分析得     式中 ωc———斩波频率D———占空比 从式(3)可以看出,改变占空比D,可以改变基波幅值,且呈线性关系。同时输出电压uo除基波外只含有斩波器开关频率的高次谐波,容易滤除。当开关频率足够高时,只要引入较小尺寸的输入、输出滤波器,即可将输入电流、输出电压中的谐波完全滤除,同时不改变系统的功率因数。 因此,采用交流斩波技术的照明节电器可以减小装置体积,提高功率因数。 2 交流斩波调压控制技术 交流斩波调压控制方式与开关器件的工作模式有关,一般分为互补控制和非互补控制两种。其中S1~S4为全控开关,一般用带反并联二极管的IGBT单元代替, S1和S2起斩波作用, S3和S4起续流作用。 2. 1 互补控制方式 互补控制方式是指在一个开关周期内,斩波开关和续流开关必须有一个而且只能有一个导通,要求驱动信号严格准确。因为电力电子器件开通和关断都需要一定时间,不加处理时会在过渡阶段导致开关直通现象,因此实际应用时必须在两个控制信号之间加控制死区,即在过渡期间两类开关同时关断。但是由于死区的存在,感性电路时容易造成大的瞬时电压冲击,需要增加一定功率的缓冲电路。这不仅会使波形畸变、效率降低,而且缓冲电路的设计也是难点。 2. 2 非互补控制方式 非互补控制方式是指按不同规律分别控制斩波开关和续流开关的工作状态,避免出现互补控制中的直通导致的短路现象,不需要或只需很小的缓冲电路即可。根据检测负载电流与否,又分为无电流检测和有电流检测两类。 无电流检测非互补控制方式可以避免出现直通现象。但是,当输入电压和输出电流不同相时,该控制方式存在失控现象,即输出电压不是斩波波形。失控区的存在使输出电压包含较明显的3次和5次等低次谐波。而在有电流检测的非互补控制方式的情况下,当电压和电流不同相时,续流开关也做斩波工作,这样虽然消除了失控现象,但控制较复杂。 3 新型交流斩波照明节电器 本文设计了一种新型交流斩波照明节电器,其拓扑结构图如图2(a)所示,斩波开关只使用一个开关管跨接在桥式二极管整流两端。该交流斩波方案采用非互补的控制方式,其控制波形图如图2(b)所示。其中ui表示输入电压,io表示输出电流。S0和S1、S2分别代表3个开关管的驱动信号。该控制方式只有一个开关管工作于斩波状态,成本降低,开关损耗减小,同时控制简单,易于实现,可靠性高。   图2 三开关管交流斩波 可以根据输入电压和输出电流的相位关系,将一个工作周期分为4个区间。各区间的开关管工作状态如表1所示。 表1 开关管工作状态   注: 1表示开关管导通, 0表示关断,uG表示斩波工作状态。 以上状态也可用以下逻辑表达式表达:   3. 1 逻辑电路控制方式 按如图3所示的逻辑电路来实现。   图 3逻辑电路原理图 开关信号S0、S1和S2分别控制对应的3个开关管;mod是工作模式开关,高电平时正常工作,低电平时禁止工作;i和u为检测电流和电压相位,用于逻辑判断。 3. 2 仿真分析 根据上述控制原理,用MATLAB中的Simu-link工具箱建立仿真模型。电源电压为交流图3 逻辑电路原理图220 V、50Hz,负载L为0. 5 H,R为200Ω,开关频率为5 kHz,占空比D为0. 6,输出电压uo的波形以及不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU分别如图4和图5所示。当输出侧加滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU如图6所示。 图4 纯电阻负载输出电压uo波形图(横坐标每小格代表50 Hz)   图5 纯电阻负载占空比D与THDU关系图   图6 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图 从图4至图6可以看出,总谐波畸变率THDU与占空比有关。并且随着占空比D的增大,谐波明显减小,加上输出滤波后,THDU更小。对于照明节电器而言,理想节电方式的工作电压约为200 V,以220 V供电电压±20 %的波动上限计算,占空比D最低工作在0. 83。因此,该控制方式实际运行时产生的谐波影响较小。 3. 3 试验数据与分析 依据上述基本原理搭建的电路具体参数如下:电源电压220 V、50 Hz,隔离变压器300 VA,电阻性负载200Ω,串联0. 5 H电感,开关频率5 kHz。图7为输出电压uo波形,图8为占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系,图9为加上输出滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系。以上曲线表明,随着占空比D的增大,输出电压总谐波畸变率THDU逐渐减小,与仿真结果一致。 图7 纯电阻负载输出电压uo波形(横坐标每小格为5 ms,纵坐标每小格为50 V)   图8 电阻负载占空比D与THDU关系图   图9 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图 并且加上输出滤波时,总谐波畸变率THDU更小,可以满足实际需要。 3. 4 照明节电器的特点 依据上述原理制成的照明节电器可以应用于白炽灯、荧光灯、气体放电灯(包括高压汞灯、高压钠灯及金属卤化物等)等照明灯具上,因此应用十分广泛,并且具有以下工作特点: (1)安装方便,无需更改原有的照明配电线路。 (2)全固态器件,无触点、抽头等,免维护,同时省却变压器,因此体积小,效率高。 (3)以微处理器为控制核心,可以使节电器工作于预先设定好的节电运行模式,也可以与远程通信技术相结合,实现远程控制,使用简便。 (4)保护电路可以实时监控节电器的实际运行状态。若出现严重异常现象,可提供报警并将装置旁路,不影响照明正常供电,只是不提供节电运行模式而已。 (5)采用该工作原理也可做成三相电路,用于大功率场合,也可以使用补偿式结构提高装置工作效率。 4 结 语 本文设计了一种基于交流斩波技术的照明节电器。该节电器采用三开关管拓扑结构,结构简单、损耗小、控制方便、可靠性高。以该技术为核心的照明节电设备代表今后的发展方向,在照明灯具的节电方面具有广阔的应用前景。

    时间:2012-03-07 关键词: 城市 交流 技术 照明 新型 电源技术解析 基于 节电器

  • 运用89C2051设计的电冰箱保护节电器原理介绍

    本电冰箱保护节电器具有低保护、过压功率控制等功能,经过试用,稳定可靠。本控制器稍加改动,还可用于其他家电控制。 图1为控制器的电原理图。运放LM324组成的电压比较电路中三路用于检测电源电压低于180V,高于230V、240V,并送单片机处理。 V4C组成过零检测电路,在V4C的第{8}脚获得的方波如图2所示。由图2可知,V4C的{8}脚输出方波的上升沿和下降沿处为交流过零点,该信号送单片机P3.7口处理。 U7等组成可控硅触发电路。U7为MOC3041,内部有过零检测和相关电路。这里采用过零触发,主要是为了减少谐波干扰。R25、C5是可控硅保护电路。R24是可控硅触发电阻,其值由公式R=220(根号2)/I(A)Ω决定,式中I(A)是可控硅的标称容量。需要说明的是,如果等单片机检测到过零点后,再控制U7触发可控硅,则因交流零点已过,U7无法检测到过零点,故需要在程序中进行处理,即从P3.7输出如图3所示的触发波形方可正常触发。 实现此过程的主要程序如下: MAIN: CLR P3.7    LCALL Delay 3ms    JNB P3.2?S   LCALL Delay 3ms   SETD P3.7   LALL Delay 3ms   ……   CLR P3.7   JB P3.2?S   LCALL Delay 3ms   SETB P3.7   LCALL Delay 3ms   ……   LJMP MAIN   …… 为什么要用上述方法去触发可控硅呢?因为用此法在检测到高于230V或240V时,可以控制电机的功率,避免电网电压升高时输出功率增大,电机过热。 具体方法是:当电源电压高于230V或240V时,在数个正弦波后丢掉一个正弦波,丢掉的多少由电压高低决定,但不能连续丢掉多个正弦波,否则电机运转不平衡。丢掉的正弦波与保留的正弦波为一定比值。当需要从10个正弦波中丢掉2个的时候,采用5个里丢掉1个的办法。当电压低于180V时,则停止触发可控硅,以保护电机。 蜂鸣器用于状态的提示,数码管用于显示状态,24C04用于保存设置数据,按键用于进行各种设置。 当电源短时间中断时,只要程序检测出P3.2大于20ms无上升沿或下降沿,便说明断过电,程序控制延时5~7分钟再触发通电即可。 线路连接:M1为冰箱电机。将其中一根线切断,接至A、B两点即可。只改变电机接线,其他接线不变,不会影响冰箱的工作。 由于电路采用单片机控制,故此电路也可以用于温控器失效的冰箱,此时只需修改程序即可。对程序作改动,还可将其用于电炒锅调温、电炉调温、电热毯调温、节日花样彩灯、空调控制等。

    时间:2012-01-04 关键词: 保护 电冰箱 89c2051 节电器

  • 电焊机空载节电器电路

    电焊机空载节电器电路

    时间:2011-11-14 关键词: 电路 空载 电焊机 特殊应用电路 节电器

  • 自动识别开关节电器电路

    自动识别开关节电器电路

    时间:2011-10-10 关键词: 开关 电路 自动识别 模拟电路 节电器

  • 电热毯节电器电路(一)

    电热毯节电器电路(一)

    时间:2011-10-10 关键词: 电路 模拟电路 电热毯 节电器

  • 电热毯节电器电路(二)

    电热毯节电器电路(二)

    时间:2011-10-10 关键词: 电路 模拟电路 电热毯 节电器

  • 电度表节电器电路

    电度表节电器电路

    时间:2011-10-10 关键词: 电路 电度表 模拟电路 节电器

  • 电冰箱节电器电路

    电冰箱节电器电路

    时间:2011-10-10 关键词: 电路 模拟电路 电冰箱 节电器

  • 基于交流斩波技术的新型城市照明节电器

    引 言   随着人类社会的不断发展,能源问题日益成为所有国家面临的重大问题,寻找“干净”的新型能源和节能降耗将成为人类社会发展的永恒主题。城市照明用电是电能的消耗大户,所以研究城市照明节电技术具有重大的意义。   在照明用电供电系统中,特别是路灯供电线路中,为了避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低,导致路灯点不亮的情况出现,往往都是因为以较高的电压传输,超出了用电设备的额定电压。而且由于照明用电时间多在夜间电网波谷段,所以供电电压往往偏高,而此时道路上的交通流量很少,必然导致路灯的光通量增大,使路面照度升高。这不仅浪费电能,而且严重影响照明灯具的使用寿命。因此,照明节电设备的工作原理主要是稳定或适当降低供电电压。以最常用的250W高压钠灯为例,有资料表明200 V是半夜灯的最佳供电电压,此时电流比额定降低6. 3%,节电率为16. 1%,同时可以延长1倍的灯具使用寿命,降低维护成本。   综合来看,目前有两类技术手段:一类是以交流变压器为核心的调压、降压手段,包括多抽头、自耦等,但是存在体积大、笨重、调节精度低或有级调节、可靠性差等缺点;另一类以电力电子技术为核心的静止调压器,其中利用晶闸管相控调压的调压器曾广泛使用,但是因采用相控方式存在功率因数低、谐波大、动态响应慢、滤波器体积大等缺点。   随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流斩波技术(也叫矩阵变换器[3])作为交流调压手段已日臻成熟,可广泛应用于照明、电机拖动、工业加热等领域。该技术具有仅取决于负载的功率因数、动态响应速度快、线性调压范围宽以及输入、输出易于滤波等优点。   本文通过对交流斩波技术的分析,设计了一种体积小、使用简便、高效的单相交流斩波照明节电器,并通过仿真和试验验证了该方案的可行性。   1 交流斩波技术原理   图1为单相交流斩波主电路原理示意图。 图1 单相交流斩波主电路原理图   在理想斩波方式下,斩波开关S1、S2和续流开关S3、S4交替工作,每个开关周期分为斩波导通和续流导通阶段。输出电压为     式中 ui———输入电源电压 ui=Umsinωt   式中 Um———输入电压峰值   ω———输入电压角频率   对uo作傅立叶分析得     式中 ωc———斩波频率D———占空比   从式(3)可以看出,改变占空比D,可以改变基波幅值,且呈线性关系。同时输出电压uo除基波外只含有斩波器开关频率的高次谐波,容易滤除。当开关频率足够高时,只要引入较小尺寸的输入、输出滤波器,即可将输入电流、输出电压中的谐波完全滤除,同时不改变系统的功率因数。   因此,采用交流斩波技术的照明节电器可以减小装置体积,提高功率因数。   2 交流斩波调压控制技术   交流斩波调压控制方式与开关器件的工作模式有关,一般分为互补控制和非互补控制两种。其中S1~S4为全控开关,一般用带反并联二极管的IGBT单元代替, S1和S2起斩波作用, S3和S4起续流作用。   2. 1 互补控制方式   互补控制方式是指在一个开关周期内,斩波开关和续流开关必须有一个而且只能有一个导通,要求驱动信号严格准确。因为电力电子器件开通和关断都需要一定时间,不加处理时会在过渡阶段导致开关直通现象,因此实际应用时必须在两个控制信号之间加控制死区,即在过渡期间两类开关同时关断。但是由于死区的存在,感性电路时容易造成大的瞬时电压冲击,需要增加一定功率的缓冲电路。这不仅会使波形畸变、效率降低,而且缓冲电路的设计也是难点。   2. 2 非互补控制方式   非互补控制方式是指按不同规律分别控制斩波开关和续流开关的工作状态,避免出现互补控制中的直通导致的短路现象,不需要或只需很小的缓冲电路即可。根据检测负载电流与否,又分为无电流检测和有电流检测两类。   无电流检测非互补控制方式可以避免出现直通现象。但是,当输入电压和输出电流不同相时,该控制方式存在失控现象,即输出电压不是斩波波形。失控区的存在使输出电压包含较明显的3次和5次等低次谐波。而在有电流检测的非互补控制方式的情况下,当电压和电流不同相时,续流开关也做斩波工作,这样虽然消除了失控现象,但控制较复杂。   3 新型交流斩波照明节电器   本文设计了一种新型交流斩波照明节电器,其拓扑结构图如图2(a)所示,斩波开关只使用一个开关管跨接在桥式二极管整流两端。该交流斩波方案采用非互补的控制方式,其控制波形图如图2(b)所示。其中ui表示输入电压,io表示输出电流。S0和S1、S2分别代表3个开关管的驱动信号。该控制方式只有一个开关管工作于斩波状态,成本降低,开关损耗减小,同时控制简单,易于实现,可靠性高。   图2 三开关管交流斩波   可以根据输入电压和输出电流的相位关系,将一个工作周期分为4个区间。各区间的开关管工作状态如表1所示。  表1 开关管工作状态     注: 1表示开关管导通, 0表示关断,uG表示斩波工作状态。   以上状态也可用以下逻辑表达式表达:     3. 1 逻辑电路控制方式   按如图3所示的逻辑电路来实现。 图 3逻辑电路原理图   开关信号S0、S1和S2分别控制对应的3个开关管;mod是工作模式开关,高电平时正常工作,低电平时禁止工作;i和u为检测电流和电压相位,用于逻辑判断。   3. 2 仿真分析   根据上述控制原理,用MATLAB中的Simu-link工具箱建立仿真模型。电源电压为交流图3 逻辑电路原理图220 V、50Hz,负载L为0. 5 H,R为200Ω,开关频率为5 kHz,占空比D为0. 6,输出电压uo的波形以及不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU分别如图4和图5所示。当输出侧加滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,不同占空比下的输出电压总谐波畸变率THDU如图6所示。   图4 纯电阻负载输出电压uo波形图(横坐标每小格代表50 Hz)   图5 纯电阻负载占空比D与THDU关系图   图6 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图   从图4至图6可以看出,总谐波畸变率THDU与占空比有关。并且随着占空比D的增大,谐波明显减小,加上输出滤波后,THDU更小。对于照明节电器而言,理想节电方式的工作电压约为200 V,以220 V供电电压±20 %的波动上限计算,占空比D最低工作在0. 83。因此,该控制方式实际运行时产生的谐波影响较小。   3. 3 试验数据与分析   依据上述基本原理搭建的电路具体参数如下:电源电压220 V、50 Hz,隔离变压器300 VA,电阻性负载200Ω,串联0. 5 H电感,开关频率5 kHz。图7为输出电压uo波形,图8为占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系,图9为加上输出滤波电感0. 83 mH、滤波电容12μF时,占空比与输出电压总谐波畸变率THDU的关系。以上曲线表明,随着占空比D的增大,输出电压总谐波畸变率THDU逐渐减小,与仿真结果一致。   图7 纯电阻负载输出电压uo波形(横坐标每小格为5 ms,纵坐标每小格为50 V)   图8 电阻负载占空比D与THDU关系图   图9 带输出滤波器时占空比D与THDU关系图   并且加上输出滤波时,总谐波畸变率THDU更小,可以满足实际需要。   3. 4 照明节电器的特点   依据上述原理制成的照明节电器可以应用于白炽灯、荧光灯、气体放电灯(包括高压汞灯、高压钠灯及金属卤化物等)等照明灯具上,因此应用十分广泛,并且具有以下工作特点:   (1)安装方便,无需更改原有的照明配电线路。   (2)全固态器件,无触点、抽头等,免维护,同时省却变压器,因此体积小,效率高。   (3)以微处理器为控制核心,可以使节电器工作于预先设定好的节电运行模式,也可以与远程通信技术相结合,实现远程控制,使用简便。   (4)保护电路可以实时监控节电器的实际运行状态。若出现严重异常现象,可提供报警并将装置旁路,不影响照明正常供电,只是不提供节电运行模式而已。   (5)采用该工作原理也可做成三相电路,用于大功率场合,也可以使用补偿式结构提高装置工作效率。   4 结 语   本文设计了一种基于交流斩波技术的照明节电器。该节电器采用三开关管拓扑结构,结构简单、损耗小、控制方便、可靠性高。以该技术为核心的照明节电设备代表今后的发展方向,在照明灯具的节电方面具有广阔的应用前景。  

    时间:2011-02-18 关键词: 交流 斩波 城市照明 节电器

  • 异步电动机的轻载节电器

    异步电动机的轻载节电器

    时间:2010-09-05 关键词: 轻载 异步电动机 电机控制电路 节电器

  • 巧用TWH8751作冰箱风冷节电器电路图

    巧用TWH8751作冰箱风冷节电器电路图

      

    时间:2010-07-07 关键词: 冰箱 twh 开关控制 8751 节电器

  • 基于89C2051设计的电冰箱保护节电器原理

    本电冰箱保护节电器具有低保护、过压功率控制等功能,经过试用,稳定可靠。本控制器稍加改动,还可用于其他家电控制。图1为控制器的电原理图。运放LM324组成的电压比较电路中三路用于检测电源电压低于180V,高于230V、240V,并送单片机处理。V4C组成过零检测电路,在V4C的第{8}脚获得的方波如图2所示。由图2可知,V4C的{8}脚输出方波的上升沿和下降沿处为交流过零点,该信号送单片机P3.7口处理。U7等组成可控硅触发电路。U7为MOC3041,内部有过零检测和相关电路。这里采用过零触发,主要是为了减少谐波干扰。R25、C5是可控硅保护电路。R24是可控硅触发电阻,其值由公式R=220(根号2)/I(A)Ω决定,式中I(A)是可控硅的标称容量。需要说明的是,如果等单片机检测到过零点后,再控制U7触发可控硅,则因交流零点已过,U7无法检测到过零点,故需要在程序中进行处理,即从P3.7输出如图3所示的触发波形方可正常触发。实现此过程的主要程序如下:MAIN: CLR P3.7   LCALL Delay 3ms   JNB P3.2?S  LCALL Delay 3ms  SETD P3.7  LALL Delay 3ms  ……  CLR P3.7  JB P3.2?S  LCALL Delay 3ms  SETB P3.7  LCALL Delay 3ms  ……  LJMP MAIN  ……为什么要用上述方法去触发可控硅呢?因为用此法在检测到高于230V或240V时,可以控制电机的功率,避免电网电压升高时输出功率增大,电机过热。具体方法是:当电源电压高于230V或240V时,在数个正弦波后丢掉一个正弦波,丢掉的多少由电压高低决定,但不能连续丢掉多个正弦波,否则电机运转不平衡。丢掉的正弦波与保留的正弦波为一定比值。当需要从10个正弦波中丢掉2个的时候,采用5个里丢掉1个的办法。当电压低于180V时,则停止触发可控硅,以保护电机。蜂鸣器用于状态的提示,数码管用于显示状态,24C04用于保存设置数据,按键用于进行各种设置。当电源短时间中断时,只要程序检测出P3.2大于20ms无上升沿或下降沿,便说明断过电,程序控制延时5~7分钟再触发通电即可。线路连接:M1为冰箱电机。将其中一根线切断,接至A、B两点即可。只改变电机接线,其他接线不变,不会影响冰箱的工作。由于电路采用单片机控制,故此电路也可以用于温控器失效的冰箱,此时只需修改程序即可。对程序作改动,还可将其用于电炒锅调温、电炉调温、电热毯调温、节日花样彩灯、空调控制等。

    时间:2010-06-12 关键词: 保护 电冰箱 89c2051 节电器

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