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随着人类文明的发展,人类生活对能源的依赖度越来越高,可以说现代社会的日常生活一刻也离不开能源消耗。然而,由于经济的高速发展和人口的迅速增长,能源短缺已经逐渐威胁到人类社会的发展。能源问题已经成为国际社会越来越关注的重大问题之一。我国是电力能源消耗大国,近年来我国电能供需矛盾已逐渐紧张起来,节约电能已经成为一个迫在眉睫的重大课题。据统计,2010年我国路灯照明用电大约占全国总用电量的12%,路灯节能对于实现国家节能减排战略具有重要意义。为此,在保证照明效果的前提下,研究有效的路灯节能控制器就显得十分必要。
本文首先针对目前城市照明中存在的巨大能源浪费进行了分析。介绍了目前国内外在路灯节能领域的研究现状及发展方向,列举了目前我国城市中主要采用的路灯节能控制方案,并分析了其优缺点。说明了设计路灯节能装置巨大的社会和经济意义。其次在以上调查研究的基础上,设计了一种以ARM7 LPC2131微处理器为核心的路灯节能控制器的软、硬件,路灯节能控制器通过模糊控制算法控制电力电子阻抗变换器。电力电子阻抗变换器由晶闸管组成,可变电抗变换器的二次绕组(低压侧)与电力电子阻抗变换器相连,其一次绕组(高压侧)与路灯相串联。由传感器实时检测到的光照和噪声输入信号通过控制器经过一定的控制算法得到输出电压信号,通过控制晶闸管的导通角调节可变电抗变换器二次绕组电抗来控制一次绕组电抗的变化,进而可以调节路灯端电压,以实现路灯的调压节能。最后针对路灯端电压的控制要求,进行了仿真,仿真结果验证了路灯节能系统设计的可行性。研究及仿真表明,路灯智能控制器可提高路灯的照明效率,同时可节约能源,有着十分广阔的经济和社会效益前景。