[发明专利]AC电力调节电路

说明书

技术领域

本发明涉及AC电力的分配，且更特定来说，涉及用于调节递送的电力且减少能量使用的设备。

背景技术

瞬变浪涌在所有电力系统上是常见的。闪电、发电机切换及主要电力线短路为外部产生浪涌的实例。高达所施加电压的两倍的瞬变是常见的且已观察到高达所施加的电压的50倍的瞬变。

更常见且更频繁的是由电感性负载装置(例如，马达、变压器、继电器线圈及荧光灯镇流器)引起的瞬变浪涌。这些称为内部产生浪涌。

各种瞬变电压浪涌抑制器在此项技术中是众所周知。美国专利第4,152,743；4,259,705；4,584,622；4,587,588；4,739,436；4,760,485；4,777,555；4,802,055；4,845,580；4,866,560；4,870,528；4,870,534及4,901,183说明用于电力分配的各种瞬变电压抑制系统、浪涌抑制器及滤波器。这些专利揭示使用电力线之间的装置(例如电容器及变阻器)以及与电力线串联的扼流圈来对AC电力进行滤波的电路。这些引用中没有一个揭示或建议跨越电源的若干电力线或跨越电源的一电力线及中性线提供电感器。这些专利也未能揭示用于实质上减少能量消耗的设备。

以引用方式并入本文中的共同转让的第5,105,327号美国专利揭示具有跨越电力线串联耦合的扼流圈及电容器的用于AC电力线的电力调节器。所述扼流圈包括终止于一条线的线圈，其中所述线环回通过所述线圈。所述电力线因此经平衡以提供更高的操作效率。电容器及瞬变抑制器用于瞬变抑制及功率因数校正。

需要磁场来操作的任何负载(举例来说，马达、变压器、荧光灯镇流器、螺线管及类似物)将引起由设施供应的电压与电流之间的相位关系发生变化。此相移降低负载的效率，从而导致增加的电力消耗。

电压与电流之间的相角称为功率因数。电感性电路具有落后的功率因数，因为电流落后于电压。电容性电路具有领先的功率因数，因为电流领先于电压。需要使电压与电流之间的角度接近零。当电压与电流同相时，功率因数一致且获得电力分配系统的最有效利用。

将为有利的是，以改善现有技术装置(包含第5,105,327号美国专利中揭示的装置)的操作及效率的方式提供用于调节AC电力以消除瞬变及浪涌且减少电感性及电容性负载消耗的能量的设备。本发明提供可经实施以实现这些优势及其它优势的多线圈扼流圈及电力调节器设备。

发明内容

根据本发明，提供多线圈扼流圈。所述扼流圈包含磁芯，所述磁芯具有第一支腿、第二支腿及第三支腿。所述三个支腿实质上彼此平行。第一线圈缠绕第一支腿。所述第一线圈终止于其第一端处的第一引线及其第二端处的第二引线。第二线圈缠绕所述芯的第二支腿且终止于其第一端处的第一引线及其第二端处的第二引线。第三线圈缠绕第三支腿且终止于其第一端处的第一引线及其第二端处的第二引线。第四线圈由第一线圈的第二引线的近端部分形成。所述第四线圈缠绕第三线圈的第二引线的远端部分。第五线圈由第三线圈的第二引线的近端部分形成。所述第五线圈缠绕第一线圈的第二引线的远端部分。

在优选实施例中，所述第一线圈的第二引线的远端部分在穿过所述第五线圈之前穿过所述第三线圈。类似地，所述第三线圈的第二引线的远端部分在穿过所述第四线圈之前穿过所述第一线圈。

磁芯可由并排放置的两个矩形闭合芯形成，其中邻近侧形成第二支腿。第一支腿及第三支腿可各自包含间隙。第二支腿可包含矩形闭合芯的邻近侧中的实质上对准间隙。所述间隙可沿着其相应支腿在中心定位。可沿着矩形闭合芯的邻近侧的长度提供额外间隙。此外，矩形闭合芯中的每一者可包含在绝缘盖内。

根据本发明的优选实施例的多线圈扼流圈使其第一线圈在顺时针方向及逆时针方向中的一者上缠绕，而第二及第三线圈在顺时针方向及逆时针方向中的另一者上缠绕。更特定来说，第一线圈可在逆时针方向上缠绕而第二及第三线圈在顺时针方向上缠绕。第四线圈在与第一线圈相同的方向(例如，逆时针)上缠绕。第五线圈在与第三线圈相同的方向(例如，顺时针)上缠绕。