霍爾檢測(cè)型智能節(jié)能插座設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-06-14 03:27:38 本頁(yè)面
【正文】 要多個(gè)負(fù)載同時(shí)工作，所以開關(guān)電路在系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)需要同時(shí)切斷所有負(fù)載的電源，才能使系統(tǒng)的節(jié)電性能最大限度，但如果在每個(gè)負(fù)載上都串入控制電路，會(huì)提高插座的成本和工作能耗。解決方法是針對(duì)多負(fù)載協(xié)同工作的特性，只需在主負(fù)載零線上串入電流檢測(cè)電路檢測(cè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，然后在主控和被控負(fù)載的共零線上串入繼電器開關(guān)電路，系統(tǒng)工作時(shí)根據(jù)主機(jī)的工作狀態(tài)，統(tǒng)一控制所有負(fù)載的電源，接線電路如圖所示。+ 檢測(cè)電路+ 繼電開關(guān)零線地線火線受控受控受控受控受控電腦常通常通 圖11 電腦多媒體應(yīng)用接線法：建立傳遞體系各部分的層次標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化功率傳遞體系包括數(shù)字功率源,功率分配器（功率分配器分為多級(jí)）和數(shù)字負(fù)載。數(shù)字功率源：電功率能量來(lái)源，根據(jù)設(shè)計(jì)容量限定功率限額；數(shù)字管理部分對(duì)電壓電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)計(jì)算使用功率及功率余量，提供顯示接口，并實(shí)施對(duì)下級(jí)功率分配器和負(fù)載的管理；表現(xiàn)形式為變壓器、發(fā)電機(jī)、蓄電池等。數(shù)字功率分配器：在數(shù)字功率傳遞網(wǎng)中為傳輸節(jié)點(diǎn)，一方面從數(shù)字功率源中獲得功率定額，另一方面處理數(shù)字負(fù)載的功率需求，其傳輸?shù)墓β释ǔＳ勺陨淼墓β誓芰Υ_定； 與目前的配電箱類似。數(shù)字負(fù)載：在負(fù)載上加裝數(shù)字功率管理功能，設(shè)定負(fù)載的功率容量需求，并根據(jù)負(fù)載的工作模式設(shè)定多種規(guī)格的功率需求；負(fù)載在工作前發(fā)送所需功率需求，只有獲得許可后才能工作；工作模式將發(fā)生明顯變化前發(fā)送自身的電壓電流值。數(shù)字負(fù)載與傳統(tǒng)負(fù)載的區(qū)別在于只有功率需求獲得許可下才能工作，其工作狀況是受控的。 數(shù)字化功率傳遞流程數(shù)字化負(fù)載分為數(shù)字單元和功率單元，功率單元受數(shù)字單元控制。當(dāng)負(fù)載上電時(shí)，首先是數(shù)字單元上電，數(shù)字單元上電啟動(dòng)后，向數(shù)字鏈路發(fā)送功率請(qǐng)求報(bào)文，報(bào)文中包含負(fù)載功率值。終端功率分配器接收功率請(qǐng)求后，進(jìn)行功率余額核算，并據(jù)需要向上級(jí)功率分配器發(fā)送申請(qǐng)。如在功率允許范圍內(nèi)，則回復(fù)功率批準(zhǔn)報(bào)文，數(shù)字單元獲得此報(bào)文后，啟動(dòng)功率單元。數(shù)字化負(fù)載工作時(shí)，數(shù)字單元不斷獲得功率負(fù)載當(dāng)前功率值，并定時(shí)向終端功率分配器發(fā)送報(bào)文；如功率單元功率需求增大，則數(shù)字單元同樣需要發(fā)送申請(qǐng)。當(dāng)數(shù)字化負(fù)載終止工作時(shí)，數(shù)字單元發(fā)送功率值為零的報(bào)文。 智能插座作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)接入到供電電網(wǎng)中，由于其與所屬電器的緊密聯(lián)系以及不易受干擾，所以可利用其可控以及數(shù)字化通信的特性優(yōu)化上述的功率傳遞系統(tǒng)模型，具體為不對(duì)數(shù)字負(fù)載作任何改動(dòng)，直接利用插座對(duì)電器功率狀況檢測(cè)，同時(shí)一個(gè)插座可控制多個(gè)子屬電器，所以又起到了底層功率分配器的功能。節(jié)能插座就此實(shí)現(xiàn)了底層功率分配器的物理結(jié)構(gòu)數(shù)字負(fù)載數(shù)字邏輯結(jié)構(gòu)。3理論計(jì)算和經(jīng)濟(jì)效能分析 節(jié)電效能傳統(tǒng)的插座僅具有開關(guān)電源的功能，用戶不注意拔掉電源插頭的情況下。在一個(gè)小型家庭中，在待機(jī)狀態(tài)下各電器能耗如下： 表1 家電待機(jī)能耗電器關(guān)機(jī)功耗待機(jī)功耗電視空調(diào) w10w洗衣機(jī)5w微波爐0w油煙機(jī)電飯煲0w機(jī)頂盒熱水器飲水機(jī)臺(tái)式電腦筆記本電腦總功率總能耗/天總能耗/年220kwh 注： 單個(gè)電器一年待機(jī)耗電量：年耗電量=待機(jī)功耗每日待機(jī)時(shí)間365247。1000（每天按8小時(shí)計(jì)算） 家庭年待機(jī)耗電量：家庭年耗電量=電器1年耗電+電器2年耗電+……+電器n年耗電相比較之下節(jié)能插座的功耗=，如果每個(gè)家庭里有五個(gè)節(jié)能插座。所以使用節(jié)能插座后每個(gè)家庭每年的待機(jī)功耗節(jié)約量可達(dá)400kwh以上。而以我們南航校園為例，教室從每天早上6:00到晚上10:00，由于多媒體系統(tǒng)和擴(kuò)音系統(tǒng)與照明設(shè)備連為一體，供電系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別教室處于自習(xí)狀態(tài)還是上課狀態(tài)，當(dāng)教室處于自習(xí)狀態(tài)時(shí)，多媒體系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，而擴(kuò)音系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。而將節(jié)能插座應(yīng)用于教學(xué)樓供電系統(tǒng)時(shí)，針對(duì)在學(xué)校的教學(xué)樓等建筑內(nèi)個(gè)供電房間具有很強(qiáng)同構(gòu)性的供電小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，可采用子節(jié)點(diǎn)量大而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的功率傳輸分配網(wǎng)絡(luò)，采用集中控制，可有效減小教室內(nèi)電器的待機(jī)損耗，如檢測(cè)教室處于自習(xí)狀態(tài)而切斷多媒體系統(tǒng)和擴(kuò)音系統(tǒng)的待機(jī)損耗。多媒體系統(tǒng)和擴(kuò)音系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每個(gè)教室的多媒體設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)下平均耗電量如下表：表2 教室多媒體能耗 電器總計(jì)音響功放其他設(shè)備電腦待機(jī)功耗耗電量/天耗電量/年 注：一年待機(jī)耗電量=總待機(jī)功率*8小時(shí)*365天（每天按16小時(shí)計(jì)算）以每個(gè)學(xué)校150個(gè)教室估計(jì)，每年教室多媒體設(shè)備的待機(jī)能耗為80070kwh，電能浪費(fèi)十分巨大。而使用節(jié)能插座后，每個(gè)教室僅需一個(gè)節(jié)能插座，每個(gè)插座的年耗電量?jī)H有2kwh，150個(gè)教室的耗電總量為300kwh左右。由此很容易計(jì)算出使用節(jié)能插座后，此規(guī)模學(xué)校每年可節(jié)電近80000kwh，規(guī)模效應(yīng)下的節(jié)電效果可見(jiàn)一斑。根據(jù)上面分析，家庭學(xué)校在節(jié)約用電中還有很大提升空間，引進(jìn)智能插座勢(shì)在必行，不過(guò)從經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，市面上的普通插座只要20元左右就可以買到，智能插座因?yàn)橐肓撕芏嚯娐纺K，成本肯定高于普通插座。下表為智能插座與普通插座相比增加的成本（以批發(fā)價(jià)格計(jì)算）：表3 智能插座增加成本器件單片機(jī)AC
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