[发明专利]一种提高工频交流电能利用效率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及节能装置技术领域，具体涉及一种提高工频交流电能利用效率的方法及装置。

背景技术

目前，日常生活及生产用电是配电系统用户电网提供的220/380V、50Hz的交流电。随着电力电子技术的发展，有越来越多的交流电能进行电力电子技术处理，改变交流电能的特性和参数：频率、电压、相位和波形，以获得更好的技术特性和更大的经济效益。由机械工业出版社出版，曲永印、白晶主编的《电力电子技术》一书中指出：“目前发达国家的电能已有80％经过电力电子技术处理，节能效果达15％～40％，有文献预计，到2050年，经过处理再应用的电能将达95％”。当前我国电力电子技术处理交流电能主要应用在一些特殊的工业行业中，如变频技术用于电机调速；整流逆变技术用于直流输电及直流电力拖动系统。目前家庭和生产领域绝大部分正在使用的交流电能都未经过电力电子技术处理。另一方面我们生产、生活中使用的绝大多数终端用电设备的电路都使用或可以使用直流电。整流技术是一项比较成熟的电力电子技术，它的功能是把交流电转换为直流电。目前整流技术的应用领域是电力电子技术领域。其最主要作用是生成直流电，为其他电气设备或电气电路提供直流电源。在节能领域未发现整流技术的节电功能的应用。

到目前为止，市场上及各种资料中尚未见到利用电力电子技术提高用户电网工频交流电能利用效率的方法及装置。

发明内容

为节省电能及提高工频交流电源电能的利用效率，本发明提出一种提高工频交流电能利用效率的方法及装置，利用电力电子技术对用户电网交流电源进行全波整流、电源滤波及调压处理，无需耗费其他能量，就可将交流电转换为电压较高的直流电，转换后的直流电带动电气负载的功率大于转换前交流电功率，提高了交流电能利用效率，节省电能。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种提高工频交流电能利用效率的方法，使用一个整流滤波调压装置，所述整流滤波调压装置包括全波整流电路、电源滤波电路及调压电路，该方法的步骤为：

A、使用全波整流电路对用户电网提供的工频交流电进行全波整流处理，将用户电网提供的工频交流电转换成脉动直流电；

B、使用电源滤波电路对脉动直流电进行电源滤波处理，生成310V平滑直流电输出，带动直流负载，使输出的直流电功率比用户电网提供的交流电功率增加4％～12％；

C、使用调压电路对整流滤波后的310V平滑直流电进行调压处理，生成220V平滑直流电输出。

本发明的另一目的是由下述技术方案实现的：一种提高工频交流电能利用效率的装置，包括整流滤波调压装置、交流电输入端和直流电输出端，所述交流电输入端经所述整流滤波调压装置与所述直流电输出端连接，所述整流滤波调压装置包括全波整流电路、电源滤波电路及调压电路。

进一步的，所述全波整流电路为全波整流桥或由整流二极管组成的全波整流器。

进一步的，所述电源滤波电路为电容器组成的电容滤波器或由电感、电容组成的感容滤波器。

进一步的，所述调压电路包括由数字集成电路组成的脉冲宽度调制信号电路(PWM)和由全控型电力电子元件组成的开关电路。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明是现有技术跨界转移应用，将电力电子技术领域内生成直流电的整流技术用于节能领域，提高交流电的利用效率，节省电能。目前尚未见到同类技术应用方案。

2、本发明可以明显提高用户电网交流电能的利用效率，节省电能。用户电网提供的工频交流电经过本发明的电力电子技术处理，无需提供其他能量就可提高功率4％～12％。

3、许多家庭用电器电路都使用直流电，如计算机、电视机、LED照明灯具等。使用本发明提供的直流电源可减化此类产品电路结构，降低其制造成本。

4、随着现代电力电子技术的发展，直流电应用越来越广泛，本发明可用在配电箱中提供直流电，应用前景广泛。

5、本发明电路简单，易于制作，便于推广。

以下结合附图和具体实施例对本发明作详尽说明。

附图说明

图1是提高工频交流电能利用效率装置的电气原理框图；

图2是整流滤波调压装置的电路图；

图3是本发明节能效果的验证实验装置电路图；

图4是整流滤波电压波形图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。