无触点电磁调压技术在照明节能中的应用-国家科技图书文献中心.doc

PAGE  PAGE 8 无触点电磁调压技术在照明节能中的应用 涂金龙 （南京茂电控制技术研究所　210007）　　 摘 要：无触点电磁调压对电网无污染，换档过渡时间为微秒级，比常用的交流接触器的触点换档过渡时间快上千到上万倍！因而可以做到调压换档时电流无间断、无电流冲击、无过电压现象。它的优点是十分明显的，可是很多研究人员都认为该技术难以用于高压钠灯等电感性负载。在成功地解决了这个难题的基础上，本文介绍了基于无触点电磁调压技术的高可靠智能交流稳压器，用作照明节能产品时，其稳压精度可优于±1%，节能率达20%以上，并能真正大大延长灯具的寿命，降低灯具的维修费用。 关健词：无触点　电磁 调压　原理　节能 引言 无触点电磁调压技术即采用变压器及无触点器件组成的调压技术，通过无触点器件选择接通不同的变压器抽头来调节输出电压，主要用于节能产品中，其主要特点是无触点器件为电压全周波导通，调压系统无附加谐波产生，因而对电网无污染，是绿色节能产品，此外，无触点的换档过渡时间为微秒级，比常用的交流接触器的触点换档过渡时间快上千到上万倍！因而可以做到调压换档时电流无间断、无电流冲击、无过电压现象。 无触点电磁调压的优点是十分明显的，它的原理也是十分简单的，但是，目前一些大学及企业研制或生产的无触点稳压器，采用的是电压零点换档技术，负载适应性较差，为防止错误地换档，有的产品在无触点回路中串联电阻或电感类的元件以限制换档带来的巨大电流冲击，保护无触点器件，提高产品的可靠性。而对于高压钠灯之类高强度气体放电灯（HID灯），属于电感性非线性负载，就在这无触点“换档”的背后，存在着被一些大学及企业称为容易“炸管”的世界难题，他们曾投入大量人力和物力进行了攻关研究，但均以失败而告终，他们得出的结论就是在感性负载下无触点难以可靠地换档。 笔者2004年在福州参加的高速公路照明节能技术研讨会上，除一家企业介绍无触点产品外，其它企业均是采用交流接触器控制换档的电磁调压路灯节能产品，每只变压器有三、四个抽头，通过接触器接通不同的抽头来调节输出电压，它们有的产品说是引进日本的，有的说是采用美国的技术，都明确说明在路灯节能产品中无触点产品是不可靠的，最后介绍无触点产品的企业，从专家提问及企业人员相应的回答来看，其产品可能存在换档不可靠的问题。我们在开发无触点产品的初期，一个杭州专做路灯节能产品的老板就向我们说明这产品肯定做不成功的，因为他们请大学开发的无触点路灯节能产品在输出空载时可以换档，但带路灯负载时，就会烧坏作为无触点开关的可控硅或者熔断器。因此，现在市场上很少见到高可靠的无触点电磁调压的节能产品。 我们在研制无触点电磁调压节能产品的过程中，也曾多次烧坏可控硅及烧熔断器，但经过一次又一次地改变检测与控制方案，最终还是取得了成功。我们2004年与一家军工企业联合开发的RZM5系列照明节能产品就是采用自耦变压器次级主回路无触点切换的，最初投入道路照明中使用的产品是在2005年，现在已有近3年的时间，经过长时间的使用证明该产品的可靠性、节能率、延长路灯寿命、减少路灯维护等方面确实明显优于采用交流接触器的产品，该产品也于2006年4月通过了江苏省省级科技成果鉴定，被专家评定为国际先进水平。现在我们又成功地开发出了变压器初级无触点切换的照明节能产品及高档智能型无触点稳压电源。这些产品使用了创新的控制理论，在可控硅回路中均未串联电阻或电感类限流元件，经过长时间的连续快速全档位自动测试和使用，未发生烧可控硅或熔断器的现象，产品可靠性非常高，这基本上能够说明我们成功地解决了电感性负载无触点带载切换的世界难题。 当前电磁调压节能产品存在的主要问题及分析 当前市场上绝大多数的电磁调压节能产品都是采用交流接触器换档调压的，由于触点动作的响应速度不够快，加上触头的过流能力有限，换档时存在的冲击电流常会引起接触器触头烧焊现象，使接触器不能分断，降低了产品的可靠性和使用寿命。因此,在运行中必须对触头进行经常的维护和更换，增加运行成本。另外，由于HID灯的特殊性，所以采用交流接触器换档调压的照明节能产品通常会出现HID灯容易熄灭、容易损坏等问题。 HID灯容易熄灭。如果在电压档位变化时导致HID灯电流不连续，容易导致HID灯熄灭并重启，档位切换过渡时间达到毫秒级时有可能导致灯瞬间熄灭并重启，甚至有可能产生瞬时过电压或电压跌落，如果档位切换后的输出电压较低，便会导致HID灯熄灭，并且不能在低电压下重新点亮。 HID灯容易损坏。美国照明科技协会的实验报告显示：灯具电压过压 10%时，灯具寿命降低一半，灯具电压为额定电压的90%时，灯具寿命提高一倍，此时与过压10%相比寿命延长4倍。而且照度值与额定状态相比仅衰减7%，人眼很难察觉到。从理论及试验可以看到使用节能产品后HID灯的