随着我国城市的快速发展,城市道路路灯中的电能消耗也随之增大,使城市的供电压力增大,运行费用增加。同时,路灯分布的不均匀会导致某些道路、街道亮度分布的不均匀,容易造成交通事故,路灯过亮或者过暗也影响灯具的正常运行和使用寿命。因此,深入研究路灯节电系统对城市道路照明的合理设计、安全运行等都具有非常重要的意义。本文在路灯节电装置中完成了以下几方面的研究工作： 首先,对国内外现有的照明节电方法进行对比分析,本文提出了基于单片机控制的变压器降压节电方法。该节电器采用单片机控制变压器抽头来降低负载电压,从而实现节电、延长灯具寿命的目的。 其次,详述了节电原理,硬件设计及其结构原理,包括电气组成、控制原理、单片机及其外围电路、电流与电压采样电路和驱动电路等硬件结构。设计了节电装置的软件结构和经纬度定时程序。 然后,对路灯调压变压器进行电磁计算和软件设计。根据设计任务书上给出的已知参数,确定磁通密度、电流密度,从而选取铁心直径、导线规格、主要结构尺寸,然后根据这些参数计算性能数据。此外,用C++Builder6.0编制调压变压器的计算设计软件。 最后,构建了路灯节电装置及其调压变压器仿真数学模型,对调压变压器投入运行时的磁通、电压和电流等参数进行暂态分析和稳态分析。采用Matlab/Simulink7.0仿真软件对路灯节电装置进行了建模仿真,构建仿真电路,并对系统仿真进行了分析研究。 本文开发的以AT89S52单片机为核心的路灯节电器,在电网电压波动范围较大的情况下,该节电器能自动调整输出电压的大小,使路灯始终能够稳定运行,并延长灯具的寿命,达到较好的节电效果。实验证明该节电器的平均节电效率达到25％左右,具有较好的可靠性和较高的性价比,具有很好的市场前景。