高精度多段調壓照明調控裝置制造方法及圖紙

高精度多段調壓照明調控裝置分為主回路和控制部分，主回路包括輸入空氣開關、補償變壓器和多抽頭變壓器，補償變壓器和多抽頭變壓器的次級串聯在電網的火線和智能照明調控裝置電壓輸出端之間，通過雙向可控硅的開關作用，將多抽頭變壓器不同等級的電壓選通來改變智能照明調控裝置的輸出電壓。在多抽頭變壓器的初級一側有６個抽頭，電壓分別０Ｖ、１０４Ｖ、１４３Ｖ、１８２Ｖ、２２１Ｖ、３３８Ｖ（其中０Ｖ和２２１Ｖ這兩個抽頭是變壓器的初級），次級電壓為２０Ｖ，它的主要作用是產生不同等級的電壓供給補償變壓器，用以完成對主回路電壓的補償。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種照明電路電壓調控節能裝置，特別是一種高輸出電壓精度的多段調壓照明調控裝置。
技術介紹
目前照明節能技術，方興未艾，新的照明調控技術更是如雨春筍。現在市場上的自耦降壓式調控裝置是通過一個自耦變壓器機芯，根據輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，將電網電壓降低5、10、15、20V等幾個檔，從而達到降壓節電的目的。這類調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動，并在過電壓和欠電壓時跳到旁路(設備的安全保護)，一般用的都是采用晶閘管作為切換元件，可以對主回路起到較好的保護作用。此外，響應速度也較快。輔以好的控制技術，在電壓穩定的場所，會有不錯的節能效果。盡管此類產品存在很多優點，但仍有其不足之處。首先，只能降壓，不能升壓。如果電網電壓波動(電網中有頻繁啟動的大設備或其它原因導致的電網波動)或用電高峰時，燈具的工作電壓必然受到影響。當該電壓低于燈具的極限工作電壓50mS以上，高壓氣體放電燈(如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)就會熄滅。前面已經提到，這種燈在熄滅以后，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降后才能再點亮，一般需要5-10min左右。并且，由于節能時，如果要獲得好的節能效果，節能裝置的輸出電壓一般設置在接近于燈具極限工作電壓位置，而氣體放電燈在剛啟動時，為保證內部氣體啟輝，需要足夠高的電壓(額定電壓220V)并維持一定時間，所以即使電網電壓恢復正常后，該節能裝置所輸出的節能電壓(低于200V)仍不能使已熄滅的燈具正常點亮，如果這些燈具是作為路燈使用，就會使部分路燈無法正常工作，出現所謂的斑馬效應，為交通和公共安全帶來隱患，另一方面，還會影響燈具的使用壽命。其次，由于節能檔位較少，一般設置為5V，10V，15V，20V 4檔，所以即使當電網電壓較高時(有些場所電網電壓在240V以上)，由于只降低20V，還是不能獲得很好的節能效果。主回路設計結構決定了整機效率很難高于95％，而作為中等功率節能產品，即使效率升高1％，幾年內節約的電費也是相當可觀的。目前較為節能效果較好的是一種單補償變壓器型調控裝置，圖3所示為其基本電路圖。圖中TR2是一臺獨立的補償變壓器，串聯在輸入UI與U0之間，它的初級電源由變壓器TR1提供，TR2的次級補償電壓ΔU由TR1次級改變抽頭時進行調整，TR2的一端接在TR1次級中心抽頭0點上，所以可以改變TR2次級電壓的極性和大小，從而實現升壓和降壓。變壓器TR1的次級有12個抽頭，由12只雙向可控硅S1-S12用作開關給TR2初級提供電壓，每次只有一只雙向可控硅導通，當S7-S12中有一只導通時，ΔU與UI反相，輸出為降壓；當S1-S6中有一只導通時，ΔU與UI同相，輸出為升壓。哪一只雙向可控硅導通由控制電路進行判斷和選擇。穩壓器可靠地運行是很重要的，因某種原因造成兩支雙向可控硅共同導通時將出現變壓器兩個抽頭間短路的情況，會造成雙向可控硅燒毀。目前市場上所見的穩壓器多數采用串入限流電阻的辦法，見圖3中的R1-R12，R取值依據下式R＝1/IPR＝I2*R 式中U2-應關斷的抽頭電壓(V)U1-應開通的抽頭電壓(V)US-雙向可控硅壓降(V)I-可控硅在半周期內所能承受的最大沖擊電流(A)PR-串入電阻器R承受的功率(V)因此在實際應用中，該電阻基本上在10Ω以上，根據PR＝I2*R。一旦此電路應用于大功率，損耗隨功率的增大按比例增長。直接影響設備的效率。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種高效率、且成本較低的高精度多段調壓照明調控裝置，以克服現有技術中存在的問題。為了實現本技術的目的，本技術采用了一臺補償變壓器TF1和一臺多抽頭變壓器TF2，補償變壓器(TF1)和多抽頭變壓器(TF2)的次級串聯在電網的火線和照明調控裝置電壓輸出端之間，多抽頭變壓器(TF2)的初級一側有6個抽頭，1和5抽頭作為TF2的初級，直接與電網L和N相連，如果市電電壓為221V，那么初級一側的各抽頭電壓分別為0V、104V、143V、221V和338V，次級側輸出電壓為-20V。可控硅接法如圖所示，Q1、Q2、Q3一端并接于TF2的初級非同名端，另一端分別接于TF2初級一側的5、4、3抽頭；Q4、Q5、Q6、Q7一端并接在一起，通過雙向二極管D1與TF1初級的同名端相接，另一端與分別接于TF2初級一側的1、2、5、6抽頭。在這里我們命名Q4、Q5、Q6、Q7屬第一組可控硅，Q1、Q2、Q3屬第二組可控硅，當第一組和第二組可控硅分別只有一支導通時，多抽頭變壓器TF2不同等級電壓就會直接供給至TF1的初級，從而耦合到主回路，使智能照明調控裝置的輸出電壓升高或降低。D1的作用在于檢測加在TF1初級的電壓的過零點，只有在D1兩端無電壓時，才可通過可控硅的開關作用，選通下一組抽頭，使合適的電壓加在TF1初級。交流電壓輸入端與輸出端之間還串聯一支雙向可控硅Q8，平時正常工作時Q8處于關斷狀態，當智能照明調控裝置發生故障時，令Q8導通，交流輸入電壓通過Q8直接連接到電壓輸出端輸出。所述補償變壓器TF1的匝數比為6.11∶1，多抽頭變壓器TF2的匝數比為5.2∶1.95∶1.95∶1.95∶5.85(初級一側)∶1(次級)。本技術與現有技術的電壓調控設備相比減少了雙向可控硅的使用數量，大大降低了成本，同時去掉了限流電阻，從而提高了設備的效率，因為我們的設備是作為節能設備使用的，如果功率較大，即使是1％的提高，效果也相當可觀。目前我們于2005年1月在華東電力試驗研究院完成檢測，一臺80KVA的設備，效率可達98.4％。并且，隨著設備功率的增加，效率還會更高一些。此外，由于增加了靜態旁路雙向可控硅Q8，使得可以避免由于故障而導致的斷電現象，提高了設備的可靠性。附圖說明圖1為現有技術中穩壓器主電路原理圖。圖2為本技術主電路原理圖。具體實施方式本技術主電路的輸入電壓與輸出電壓的關系如下式，Vout＝Vin+X/221*Vin/6.11-Vin/11式中X是可控制的變量，通過置于設備中的微電腦選通TF1的對應抽頭，來決定X的取值。若要維持Vout的相對恒定，隨著Vin的升高，X取值依次為221182143221-104＝117221-143＝78221-182＝390182-221＝-39143-221＝-78221-338＝-117182-338＝-156143-338＝-195穩壓精度可通過調整多抽頭變壓器線圈之間電壓來改變。升降壓轉折點可通過改為式1中的比例因子(6.11，11)來改變，也可通過變換多抽頭與可控硅的連接方式來改變，由于此裝置用于節能，一般來說，升壓功能是輔助的，而降壓功能才是主要的，它是針的輸入電壓過高而設計，所以當輸入電壓很高時，都能獲得很滿意的效果(見表1)。下表中列出了120KVA產品在不同輸入電壓情況下，不同可控硅導通而起的輸出電壓的變化，因此只要設定了輸出電壓，總會有相應的可控硅導通，使調控裝置的輸出電壓在額定電壓范圍之內(精度2％)。例如，當輸出電壓設定為220V，相應可控硅導通，從而使輸出電壓穩定在220±2％之內(表1黑體下劃線的數據)。表1 本技術可降低設備成本，比較圖1、圖2可知，兩種設計方案都各使用了一個補償變壓器，一個多抽頭變壓器，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度多段調壓照明調控裝置，包括補償變壓器（ＴＦ１）和多抽頭變壓器（ＴＦ２），補償變壓器（ＴＦ１）將不同等級的電壓耦合到主回路上，多抽頭變壓器（ＴＦ２）獲得不同等級的電壓給補償變壓器（ＴＦ１），實現主回路輸出電壓的增減，其特征在于：補償變壓器（ＴＦ１）和多抽頭變壓器（ＴＦ２）的次級串聯在電網的火線和照明調控裝置電壓輸出端之間，通過第一組和第二組分別與多抽頭變壓器（ＴＦ２）初級的各個抽頭連接的雙向可控硅的開關作用，將多抽頭變壓器不同等級的電壓選通來改變照明調控裝置的輸出電壓。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李淑鳳，
申請(專利權)人：李淑鳳，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]