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高性能的路灯节电器设计与制作
Street lamp controller

时间:2013-09-11 来源:互联网 作者:不详 编辑: 【关闭


高性能的路灯节电器设计与制作,Street lamp controller

关键字:路灯节电控制电路图

 
作者:衣学娟 贾树行
 
由于路灯工作于夜间时段,工作电压从傍晚点亮时的180V到深夜时的260V,工作环境十分恶劣,不但大大缩短了灯泡的使用寿命,而且造成了电能的极大浪费。针对此现象特设计制作了100A路灯节电器,可用于40盏250W钠灯或汞灯泡的供电线路中。经使用效果良好,不但灯泡损坏率明显降低,节电效果显着,而且大大减少了维修人员的工作量。
  
   下图是100A路灯节电器的电原理图,右图是双面印制板总图。
  
  一、电路原理
  
  目前城市道路照明光源主要是钠灯和汞灯,其工作电路由钠灯或汞灯泡、电感式镇流器、电子触发器等三部分组成,功率因数不接补偿电容时为0.45,接补偿电容时为0.90.整体呈现感性负载性质。本路灯节电器的工作原理,就是在供电回路中,串接一个合适的交流电抗器。电网电压低于235V时,电抗器被短路不起作用;电网电压高于235V时,电抗器投入运行,保证路灯的工作电压不会超过235V。
  
  整个电路由电源、电网电压检测与比较、输出执行机构等三部分组成,电原理图见下图。

  高性能的路灯节电器设计与制作Street lamp controller
  电源电路由变压器T1、二极管D1~D4,三端稳压器U1(7812)等元件组成,输出+12V电压,为控制电路供电。
  
  电网电压检测与比较由运放U3(LM324)、U2(TL431)等元件组成。电网电压经电阻R9降压,D5半波整流.C5滤波,得到7V左右的直流电压作为取样检测电压。取样检测电压经以U3B(LM324)组成的低通滤波器滤除纹波.送到比较器U3D(LM324)与基准电压进行比较。比较器基准电压由电压基准源U2(TL431)提供。电位器VR1用于调节取样检测电压的幅度,VR2用于调节基准电压。
  
  输出执行机构由继电器RL1及RL3、大电流航空接触器RL2、交流电抗器L1等组成。当电网电压低于235V时,比较器U3D输出低电平,三机管Q1截止,继电器RL1释放,其常闭触点接通航空接触器RL2的供电回路,RL2吸合,电抗器L1被短路不起作用;当电网电压高于235V时,比较器U3D输出高电平,三机管Q1导通,继电器RL1吸合,其常闭触点断开航空接触器RL2的供电回路,RL2释放,电抗器L1接入路灯供电回路,过高的电网电压由其承担一部分,保证路灯的工作电压不会超过235V。发光管LED1用于指示继电器RL1的工作状态.LED2用于指示航空接触器RL2的工作状态,压敏电阻MY1用于触点灭弧。
  
  继电器RL3的作用是减小航空接触器RL2的功耗,因为RL2启动线圈电阻仅4Ω,保持线圈电阻70Ω左右,加直流24V时,启动电流为6A,维持电流也大于300mAo通过继电器RL3切换航空接触器RL2的线圈电压,减小保持功耗。原理是:RL2启动时,其常闭辅助触点短路了继电器RL3的线圈,RL3释放,常闭触点把变压器T1的高电压端28V接入RL2的桥式整流输入端;RL2启动后,其常闭辅助触点断开,继电器RL3得电吸合,常开触点把变压器T1的低电压端14V接入RL2的桥式整流输入端,以50%的启动线圈电压,来维持航空接触器RL2的吸合状态。
  
  二、元器件选取
  
  电路元器件除航空接触器RL2、变压器T1、交流电抗器L1外都是普通常用件。
  
  变压器T1用E122×33铁心绕制,初级用φ0.21漆包线绕1250匝,次级用φ0.70漆包线绕160匝,中间抽头。交流电抗器L1用CD25×50 xl00铁心、6x3mm纱包扁铜线绕制,气隙2mm,电感量1.2mH。航空接触器RL2型号为MZJ-200N24V,这是一个比较难购买的器件。电路其他元器件参数如附图标注。
  
  三、制作与调试
      
  在原理图所示元器件中,航空接触器RL2、变压器Tl、交流电抗器L1、整流桥QLl、压敏电阻MY1、发光管LED2、电阻R15等均不在印制板上,其他元器件都焊接于印制板上,两者通过12线接插件XH3.96-12P连接。航空接触器RL2、交流电抗器L1、输入输出总线之间一定要用150A接线鼻和M8螺栓可靠的连接。
  
  整个电路连接好后,把变压器T1接到调压器上,首先使输出电压为220V,调节电位器VR1,使取样检测电压为7V左右;然后把调压器输出电压调为235V.调节基准电压电位器VR2使继电器RL1刚刚动作即可。   
 
 


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