[发明专利]照明节能自动控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及调节照明灯具工作电压的节电电气设备，特别是照明节能自动控制装置。

背景技术

当前，城市道路照明、商场公共设施照明等照明用电量占国家总用电量20%以上，照明耗电量巨大。照明耗电量巨大。照明节能是世界各国都在推广的重大课题，是我国新兴战略产业之一。目前我国照明节能技术现状：经调查，城市路灯大多数由单独变压器供电，供电电压高于额定电压 5—10％以上，亦为231—245V以上，午夜后，由于电网负荷减少，电网电压升高5％以上，有时达到260V以上。路灯及商城、公共设施照明装置绝大多数为公用照明灯具为金属钠灯、卤化物灯、荧光灯等气体放电灯，其额定电压为220V，最佳工作电压为197—185 V，气体放电灯所消耗功率与电压平方成正比关系，电压每升高l0％，其工作寿命就会减少一半。过高的电压不但使公用照明灯具消耗大量的电能，造成大量能源损失，减少公用照明灯具的工作寿命，而目容易致路人眩光，造成公共环境的光污染。午夜后，城市道路行人数量按正态分布，人流、车流量均偏少，电网电压升高，若电网电压能被适当降低，有助于达到公用照明灯具达到最佳亮度。在主时段(照明启动至当地时间午夜12点)，公用照明灯具的照明电压被调节至最佳电压范围，午夜后，又被调整调整至181—175V，即保证公共照明亮度达到国家标准要求，又节约了大量电能。照明节能的基本原理就是按照时间段调整照明工作电压，由于照明节能市场广阔，潜力巨大，圈内许多厂商研究并试用的照明节能装置虽然名目繁多，按其分类可分两大类，一类为晶闸管调压照明节能装置，另一类为电磁结构类照明节能装置，由于这两类装置在其结构上各有致命缺陷，都没有整整进入市场被推广使用。

晶闸管调压照明节能装置由晶闸管(可控性)组成调压电路，其作用原理与家用台灯调压原理完全相同，它的致命缺陷是：(1)，因晶闸管其本身过电流、过电压能力差，这即是先天性技术缺陷；(2)容易产生高次谐波，因其电压波形为斩波，其输出电压并非正弦波，所以这种电压信号含有大量高次谐波，对人体、环境造成电磁污染，当然也对通讯造成严重二扰；(3)不能用于含有电容的电路，当晶闸管换相时，电压过零，而电容器对其放电，进而造成晶闸管短路而烧毁。道路照明所用气体放电灯，因功率因数低，都采用电容器进行无功补偿，所以晶闸管调压照明节电装置无法应用于道路照明电路。由于晶闸管调压照明节能装置具有无法克服的致命缺陷，先前在路灯照明节电领域造成很大危害，致使原国家建设部明令禁在道路照明节电技术中使用晶闸管调压节电装置。电磁结构类照明节能装置的主要结构包括自耦变压器和可移动碳刷调压器，或为与之相类似的产品，它主要由采用线圈、铁芯组成为基本结构，这类照明节能装置最大优点是过载能力强，无高次谐波，适用于各种性质电路。目前所采用的自耦变压器结构其最大的缺点是不能调压，在主电路中采用接触器调压方式会造成切换瞬问主电路断开，造成“闪断”现象的发生，电路的“闪断”使道路照明断电5—6分钟以上，照明灯需重新被启动，对灯具造成重大损害，接触器在切换中，由于大电流造成火花电蚀，使接触器损坏，这是道路照明技术要求所不允许的。自耦变压器只能用于一级降压模式，降压模式多使气体放电灯不能充分电离，亮度低，道路照明环境昏暗，已失去照明节电意义，降压少，节电率低，最大节电率约为18—20％，它在照明主时段灯不够亮，照度低，在午夜后，电网电压又升高，因不能调压反而更亮，所以自耦变压器满足不了道路照明要求。移动碳刷调压器在变压器线圈往复移动以改变位置的方式调节电压，电刷与线圈表面接触而产生火花，产生电蚀，故障率特别高，其功率容量不够大，一般在63 KVA以下，且其偏重，体积大，电磁材料消耗量也比较多。

综上所述，因为晶闸管调压照明节能装置和电磁结构照明节能装置各自均具有技术缺点，到目前位置，在照明节能技术领域中仍然没有具有推广价值的照明节能产品出现并被实质性应用，以至照明节能研发技术往往被误解为一种伪技术。诸如滤波节能、三相平衡节能、高频节能技术等仅是一种假命题，无实际应用意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种照明节能自动控制装置，其过载能力强，能输出不含高次谐波的正弦波形电压源，工作性能稳定，工作可靠性高，节电率更高。