節能環保的重大發明
——諧振節電器——新發現和新發明是對全人類的重大貢獻

曾凡昌 黃有銀

(1.鞍鋼弓長嶺礦業公司審計處,遼寧遼陽 111008;2.南寧市億豐節能科技有限公司,江西南寧 530000)

節能環保的重大發明
——諧振節電器——新發現和新發明是對全人類的重大貢獻

曾凡昌1黃有銀2

(1.鞍鋼弓長嶺礦業公司審計處,遼寧遼陽 111008;2.南寧市億豐節能科技有限公司,江西南寧 530000)

在當代節能和環保是影響人們生產和健康的重大問題,中國人通過對調諧電路具有選擇信號能力的研究,發現了新能量---諧振能,并發明了《諧振節電器》。

《諧振節電器》有四個大突破:一是節電原理的突破,二是節電設置的突破,三節電效果的突破,四是節電計算的突破。一個節電規律:節電效果與自然品質因數成正比。

節電專家黃有銀利用《諧振節電器》做的節電工程,節電率為20-30%,最多達50%左右。推廣利用諧振節電器的節電,是解決電能不足和改善環保污染的關鍵。

因為新發現和新發明是關系到世界人們幸福的大事,所以是對全人類的重大貢獻！

此文章是反映世界領先科技成果，具有實用性、收藏性和科研性。

內電動勢 諧振能 有功功率因數 自然品質因數 諧振品質因數

中國科學院前院長周光召說:“人們應該堅信,物理學的理論框架永遠不可能完美。因此,在某一歷史時刻,必有一個或不止一個創造性的觀點有待發掘”。

圖1

圖2

在當代無功補償的節電方法雖然在全世界推廣,但因節電的原理不正確,無功補償的節電效果無法解答,節電與竊電分不清楚,有的人還把節電效果當成竊電反對。

圖3

圖4

中國人通過對調諧電路具有選擇信號能力的研究,發現了新能量---諧振能。因為諧振產生新能量,無功補償和其它節電器的節電效果就有了正確的答案。

通過對無功補償節電不同效果的分析,發明了《諧振節電器》,并且獲得國家實用新型專利。關于諧振能的發現和《諧振節電器》四個大突破說明如下。

1 新發現——諧振能的存在

新發現和新發明必須有正確的參照物,外國人發明蒸汽機的參照物:水蒸汽推動壺蓋動現象;中國人發現諧振能和發明諧振節電器的參照物:調諧電路具有選擇信號的能力。

圖5

1.1 調諧電路為什么具有選擇信號的能力

(1)諧振與不諧振輸出能量不相同,這是人們公認的事實。

(2)諧振時輸出能量必須增大,這也是人們公認的事實。

在電信技術中承認上面兩個事實,就做出千萬種的發明。在弱電中沒有提出有功功率因數問題,把視在功率當成總電能。

(3)調諧電路具有選擇信號的能力,誤認為輸出增大能量來至電源？

1)產生失誤的原因:在電工書中講:串聯諧振時負載中的總阻抗最小,電流最大,因此輸出增大,能量來至電源。

2)經過無數實踐證明:串聯諧振時負載中的總阻抗最大,電流最小,從電源輸出的電能不會增加,所以輸出增大,能量來至諧振。表現從電容器中輸出無功電流。

3)在電路諧振時感抗和容抗分析失誤,不是互相抵消,而是互相合作產生“內電動”勢,輸出新的電能。如果電容器不輸出無功電流,就不會產生諧振現象。

4)因為電工書對諧振總阻抗分析失誤,所以對諧振能認識失誤。

①在并聯諧振時,如果感抗與容抗互相抵消,那么并聯諧振時負載中的總阻抗也應當是減小的,電流增大的。實踐證明并聯諧振總阻抗增大,電流減小是正確的。

②串聯諧振小試驗結果:總阻抗增大,輸入電流減小。串聯無功補償已經得到應用。

試驗圖片:圖片中:左燈泡輸出,右燈泡輸入。

圖1沒有電容器,輸出燈泡不亮。圖2安裝電容器,輸入電流減小亮度減弱,電流減少14%,輸出電流增大23.6%,燈泡亮度增大。

通過上面試驗結果證明:調諧電路輸出增大,能量來源電路諧振。

1.2 無功補償電路與調諧電路的關系

(1)相同之處:組成的元件相同,感抗=容抗相同,歐姆定律都適用。

(1)不同之處:電能大小不同,品質因數不同,產生的諧振程度不相同。

圖6

根據上面兩方面分析推理:在支路中做無功補償,負載中的電壓、電流和功率必然產生三增大。實踐證明推理是正確的,在無功補償時產生三增大現象,并且節約了電能,減少了電費,用戶和供電都獲得了好處。

1.3 諧振能是怎樣產生的

電流是由電子定向移動產生的,研究電子運動規律必須利用力學理論探討。

1.3.1 什么代表能量

在宏觀作用力代表能量,反作用力消耗能量;在微觀交流電路中,電源電壓代表能量,負載中的阻抗是反作用力消耗能量,表現產生電壓降。

1.3.2 純電感負載消耗電能的原因

當電感輸出能量時,電源變成了負載。在一個周期中的任何瞬間,電源沒有增加,負載也沒有減少,所以一個周期中的平均功率,應當利用瞬時功率絕對值和的平均值計算,結果不等于“零”,與無功功率量綱的存在相符合。

書中利用代數和的方法計算,因為計算結果為“零”,誤認為無功功率不消耗電能,起名為無功功率,按物理意義應當稱為電磁功率。

1.3.3 電路諧振產生能量的原因

(1)感抗和容抗的電流與電壓的相位相反,相差180度。都是保守力本身不消耗電能。

(2)在接通電源瞬間,電感不消耗電能,電源向電容器充電,把電能儲存在電容器中;

(3)當充電結束電容器放電,此時電容和電源同時向電感負載輸入電能,電源不消耗電能。書中稱為電磁振蕩。把電源和負載各一半時間的反作用力,轉變為作用力,表現從電容器中輸出無功電流,從力學方面看無功功率是由能量轉變的,具有能量會做功。

(4)在電路諧振時負載中的功率因數是不變的,當電容輸出無功電流時有功功率也會增大,有功功率計算公式:P=IUCOS;COS不變,I和U增加,P必然增大。

因為有功功率代表電能,諧振時有功功率增大,所以電路諧振產生諧振能。

1.3.4 諧振能與諧振現象的關系

(1)從哲學和力學方面分析:諧振現象是諧振能存在的表現,諧振能是諧振現象的產生原因,二者是不可分割的統一體,利用諧振現象,就是利用諧振能。

(2)承認諧振現象,否認諧振能的存在,諧振現象就是一個無源之水,無本之木。

1.4 怎樣證明諧振能的存在？檢驗標準不同,所得結果不相同

(1)利用理論為標準:因為電工書中認為無功功率不代表電能,所以諧振能不存在。

(2)利用實踐為標準:在電源和負載不變時,負載做功增大,證明諧振能的存在。

1.5 發現諧振能的意義

1.5.1 節電方法分兩種

(1)利用減小負載容量和縮短用電時間方法,節約電能,不屬于節電器。

(2)電感負載做功不變,利用增大電能的方法,節約電能,屬于節電器。

1.5.2 當代的無功補償,實際就是利用諧振現象的節電器

(1)在無功補償時,負載做功只增不減,這是公認的。是否會節約電能決定于是否有新能量產生。人們否認節電效果的根據,就是諧振能的存在沒有發現。

(2)諧振能的發現各種節電器的節電效果,就有了正確的答案,因為有新能量產生所以具有節電效果。輸入+新能=負載做功增大。

諧振能是各種節電器的靈魂,諧振能的發現如果得到公認,必然會推動節電的大發展。

1.6 諧振能的存在與能量守恒定律的關系

(1)任何定律都是相對的,是有條件的。在沒有電容器的電路中,輸出等于輸入,符合能量守恒定律。

(2)兩種相反事物互相結合,產生的物理和化學現象,能量守恒定律不適用。1)共振、共鳴和諧振都是物理現象,不能利用能量守恒定律否認物理現象的存在。實踐的現象是由事物的發展規律決定的,不是由人們的意志決定的。2)煤和油通過化學反應,輸出能量大于輸入能量,才會有用處。

1.7 物理能與計量能的關系

(1)從電源與負載做功方面的分析:視在功率代表總電能,當電源和負載不變時,負載做功大小與消耗的視在功率成正比。

(2)因為有無功功率和無功功率成本不同,在發電和用電方面的計量中,有功功率代表總電能也是正確的,所以物理能與計量能之間沒有矛盾。

(3)因為有功功率和無功功率都是由能量轉變的,它們是同胞兄弟。所以它們互相有聯系,改變無功功率的大小,有功功率也會發生變化,補償無功功率時會增加有功功率。

2 諧振節電器具有四個大突破

2.1 實用新型名稱:諧振節電器

2.1.1 發明證書簡介

證書號:第3286903號,專利號:ZL2013 20408166.8,授權公告日:2013年11月27日,發明人:曾凡昌,QQ:425554627;http://gclzfc.blog.163.com/

2.1.2 發明書摘要

諧振節電器,是一種利用諧振電路制作的節電器。它包括獨立變壓器、電容器、電感器、調壓器;獨立變壓器的輸出端與電感器、調壓器依次連接,所述的電感器與電容器并聯,調壓器的輸出端與電感負載連接。

2.1.3 發明原理

本實用新型諧振節電器電路基于諧振電路原理。有獨立輸入變壓器串聯適當的電感器。諧振節電器的三要素:變壓器、電感器、電容器。

2.1.4 節電效果

經過試驗:無功補償時電能增大一倍多:平均節電率為20-30%,最多達50%左右。南寧某公司在混凝土攪拌站項目上試運行本產品,經測算:(1)節電前:負載做功功率28.8KW,有功功率因數0.31;(2)節電后:負載做功功率63.2KW,有功功率因數0.98(因為電源電壓不變,輸入的電流減小,輸入的電能不會增大);做節電改造后,負載中的功率增大了34.4KW,(63.2-28.8)÷28.8×100%=119.44%。

2.1.5 并聯諧振時負載中的電流

電源輸入的有功電流與電容器輸入的無功電流矢量和;

因IX2諧振時的總阻抗:Z2=U/IP;式中Q2表示諧振時感抗與純電阻的比,稱諧“振品質因數”。X2代表電路中的感抗,R代表純電阻,IP為諧振時從電源輸入的有功電流。

注:計算公式是假設電壓不變,實際電壓是增大的,所以計算出的電流值不是實際值,但不影響節電的計算結果。

2.2 為什么說諧振節電器有四個大突破

2.2.1 節電原理的突破

(1)世界公認的無功補償節電原理:并聯諧振時總阻抗增大,從電源輸出的電流減小,提高總電路中的功率因數,減少線路中的有功損耗。

(2)諧振節電器節電原理:本實用新型諧振節電器電路基于諧振電路原理(利用諧振電路就是利用諧振能)。諧振電路的特征:電流或電壓必須比原來增大。

2.2.2 節電設置的突破

(1)常規無功補償設置:電容器+控制器,沒有固定的條件。

(2)諧振節電器設置:電容器+獨立變壓器+串聯電感器+控制器。

2.2.3 節電效果的突破

(1)常規無功補償節電效果:在無功補償時負載中的電壓、電流和功率三不變。無功補償的節電效果是減少線路中的有功損耗,無功補償好處在供電,不在用戶。

(2)諧振節電器節電效果:因為諧振時負載中的功率因數不變,電流和電壓都增加,負載做功必然會增大,當負載做功不變時,就會減少輸入電能,減少電費。

節電效果=線路節電+電感負載節電,對用戶和供電都有好處。

①節電效果案例之一:并聯諧振小試驗:試驗結果如圖3、圖4:左側輸出燈泡,右側輸入燈泡。燈泡亮度的變化,是電能變化的鐵證。

圖3沒有電容器,輸入燈泡亮。圖4安裝電容器,輸出燈泡亮。

②節電效果案例之二:黃有銀教授級高級工程師應用諧振節電器原理做的無功補償:2013.07.11來信說:目前做節能工程,有用變頻和補償,會做補償的人,不一定會做節電,最近,我在北海發現聯記海產企業做節電工程前力調費3579.80元,一位做過補償的人去做節電工程后,力調費13378.83元。電費增加,誰還能讓他們做節電呢？

企業主不得不請我去查看,處理后,力調費為-79.96元(受獎)。電費節省53%,我們的做法實際上就是利用諧振節電,用電設備的功率因數都調到0.98以上。

他先后做100多個工程,沒有一個不節電的,每年節約電費達2600萬元以上。

③節電效果案例之三:治理有害諧波時節約電費50%以上:我們對中山市的一家塑料廠進行的治理就證明了這一點。這個廠的電費也從每月22萬下降到10萬左右。(22-10)÷22×100%=54%;(原來的電費是治理后的2倍多)。

2.2.4 節電計算的突破

(1)在當代諧振負載中的電流或電壓增大結果計算不出來:

①在電工書中講:并聯諧振負載中的電流是輸入總電流的Q倍,串聯諧振時負載中的電壓是輸入電壓的Q倍。Q=X/R;

②因為X和R都是諧振前的參數,計算結果諧振前后電流或電壓值不變,計算不出電流或電壓的增大值。Q可稱“自然品質因數”,與諧振現象無關。

(2)諧振節電器新的計算公式:并聯諧振時負載中的電流為:電源輸入的有功電流與電容器輸入的無功電流矢量和;因為Q2是諧振時的品質因數,大于自然品質因數Q,所以能計算出并聯諧振后的電增加值。又因為電流增大,所以能計算出有功功率增加值,計算結果與實際節電效果相統一。

2.3 一個節電規律:節電效果與自然品質因數成正比,品質因數與頻率成正比

2.3.1 自然品質因數物理意義

書中講品質因數Q是感抗與純電阻的比值:Q=X/R;Q也是電感負載中的無功電流與有功電流的比值:Q=I無/I有。

2.3.2 電工書中講

并聯諧振時負載中的電流為:I無=QI有;從計算公式中看Q值越大,無功電流也越大。諧振時品質因數Q2與自然品質因數Q成正比增大。

2.3.3 增加一個獨立的變壓器,串聯適當的電感器的作用

(1)會降低原來電路的功率因數,提高電路中的品質因數。

(2)在電源和負載不變時,串聯適當的電感器,會減少從電源輸入的電能。

(3)把電容器和大電網隔開。電容器安裝在變壓器的輸出端,在支路中做無功補償。就會產生諧振現象,做出電流、電壓和功率三增大的結果。

(4)收費電能表安裝在變壓器的輸入端,測量出的電能是從電源輸入的電能。

通過上面分析可以得知:為什么治理有害諧波節電效果比常規無功補償節電效果大的原因。注意:串聯電感器必須適當,無功補償保持動態電磁平衡。

3 諧振節電器與節能環保的關系

3.1 為什么在解決能源和環保問題上,丟掉西瓜,抓芝麻

(1)中國的發電量比例從網上得知:煤電73%、水電14.6%、核電2.4%、氣電2.3%、其他7.7% http://zhidao.baidu.com/question/146825175.html“其他”可能包括燃油電站、風力發電、海浪發電、太陽能發電等。目前國內風電的比例遠低于核電。

(2)無功補償節約的總電量,大于總發電量。

1)不論無功功率是否會做功,沒有無功功率是不行的。根據歐姆定律視在功率是守恒的:①電源(包括內電動勢)輸出的視在功率與負載消耗的視在功率是相同的。②在電源和負載不變的條件下,負載做功大小與消耗的視在功成正比。

2)從實踐中得知,無功功率的需要量比有功功率還要多。

如果不補償無功功率,全國電能就會減少50%以上,就會有50%以上的企業因缺少電能而停產,因此無功補償的作用是極大的。

3)在補償無功功率時,有功功率和視在功率按同一比例增大。

①電感負載好比一個純電阻與純電感的串聯電路,存在著阻抗、電流和功率三個三角形。在無功補償時,因總電路中的電流減小,提高功率因數,所以輸入的有功功率不會增加。

②當電路諧振時負載中的電流和電壓增大,功率因數不變,所以視在功率和有功功率按相同的比例增大。所以按有功功率計算,無功補償節約的總電量也大于總發電量。

③單臺設備節電成功案例,文章前面說的:做節電改造后,負載中的功率增大了34.4KW,(63.2-28.8)÷28.8×100%=119.44%。

從發電到用電層層補償,一定會大于單層節電的效果超過50%,即增大一倍以上。

(3)為什么在解決能源和環保問題上,丟掉西瓜,抓芝麻！

通過調查發電量比例,得知什么是西瓜,什么是芝麻。

(1)風力發電、海浪發電、太陽能發電等,目前國內風電的比例遠低于核電。核電2.4%,風力發電、太陽能發電小于2.4%,與利用諧振節約的電能量相比好比是芝麻。(2)因為利用諧振節約的電能大于總發電量,與風能和太陽能發電比就好比是西瓜。(3)從發電量統計得知,世界至今沒有承認諧振能的存在,所以丟掉西瓜,抓芝麻。不論怎樣抓,不會解決大問題。(4)發現諧振能,發明諧振節電器,是解決世界能源和環保的關鍵。諧振能公認之時,就是能源和環保解決之日。

3.2 無功補償節電原理不正確,阻礙了無功補償節電的發展

3.2.1 節電與竊電分不清楚,打節電官司

(1)節電專家黃有銀來信說:我做了幾十家企業的節電工程中,有過一個企業抄表員說我是竊電,后來抄表員報到縣供電公司,供電公司來人解剖節電器,認定不是竊電,是正常的無功補償節電(在支路中利用諧振能做的無功補償)。

(2)電工論壇網友說:我在教學中有位學員就是這樣說的:他們單位的電度表是電業局的人安裝的,表的讀數是電業局的人抄的,但是電業局的人說他們偷了電,要罰款。

單位不同意,就去打官司,電業局輸了！學員說確實他們單位用電多,而且多得多,但是他也不知道原因,反正他們沒有偷電。

節電官司說明什么？說明理論與實踐相矛盾,理論阻礙了實踐的發展。

3.2.2 把節電效果當成竊電反對,節電還能發展嗎

電工論壇是一面鏡子,反映出人們對無功補償節電的認識有問題。在電工論壇中發表節電奇跡的文章,受到多數人的反對。

(1)一位大學教授說:安裝電容器的好處在供電、發電！好處不在用戶！！！

(2)退休教授回復中說:gclzfc老先生說“推動無功補償節電的大發展”是一個錯誤的說法,給人以錯覺！特別是給用電用戶一個錯覺,認為并聯電容器可以少交電費30%,那是絕對不可能的,……,是自欺欺人而已！

3.3 諧振節電器是無功補償的新發展

3.3.1 電容器安裝位置不同,負載做功大小不相同

電網好比是大海,支路好比是小河,諧振輸出電能好比是下雨。

(1)天上下雨不會改變大海的水位。當電容器安裝在大電網附近并且直接與大電網相通,諧振輸出電能不會提高電網的電壓值,電感負載中的電流、電壓和功率三不變。

(2)天上下雨會改變小河的水位,稱為漲水。當電容器安裝在支路中,不直接與大電網相通,諧振輸出電能會提高支路負載的電壓值,負載中的電流、電壓和功率三增大。

3.3.2 當無功補償做出三增大,電能表安裝位置不同,節電效果不相同

(1)電表安裝在電容器附近,測量出的電能是諧振后的總電能,測量不出節電效果。

(2)電能表安裝在變壓器的輸入端,電容器安裝在輸出端,才會測量出節電效果。

3.4 諧振節電器與節能環保的關系

(1)諧振節電器達到理論與實踐相統一,如果得到社會公認,節電會飛速地向前發展。在現在的節能基礎上,全國還會提高節電率20%以上,其意義是極大的。

(2)電能節約20%以上,環保也會提高20%以上。

(3)諧振能是最理想的能源,有五大特點:是最清潔,成本最低,容量最大,應用最方便,運行最穩定。是一次投資,年年受益,是對人類貢獻最大的能源。

3.5 諧振節電器具有科學研究價值

3.5.1 直流節電器的發明,在節電和環保中會起到關鍵作用

直流節電器:已經獲得國家實用新型專利,專利號:201120445078.6。

直流節電器實際是交流節電器中的特殊電路,經過整流在直流電路中應用,所以起名為“直流節電器”,在當代電動車和摩托車中急需要這種節電器。

(1)直流節電器小試驗結果:輸入不變,輸出增大一倍多,具有節電效果。

圖5:無電容器,燈泡無光;圖6接電容器,燈泡有光。

①輸入功率:0.280×11.94=3.34瓦。②輸出功率:0.163×67.2=10.95瓦。

③輸出與輸入對比:(10.95-3.34)÷3.34×100%=227%,增大一倍多。

(2)“節能控制主機”,電能增大3倍多。hyz 403315723@qq.com網友來信說:“節能控制主機”在阻性負載中應用節電率最高達75%,相當于把電能增大3倍。

①“節能控制主機”是利用諧振能產生的電能。負載做功不變,消耗電能減少。

如果輸入功率不變,做功就會增大3倍。

②制造實用的直流節電器,對個人是難事,對組織是很容易的。

只要對“節能控制主機”適當修改,整流,就變成了實用的“直流節電器”。

(3)直流節電器是社會發展的需要。電動車存在兩大問題:一個是成本高,另一個是行程短。利用提高電池質量的方法,解決不了根本問題。發明直流節電器,如果電能提高一倍多,就有實用價值,提高3倍,就會解決兩大難題。

(4)直流節電器應用與環保關系極大。如果電動車取代汽車,對減少城市污染問題,就起到了重大作用,這是中國人的夢想,是全人類的希望！

3.5.2 在交流電路中,利用諧振不斷的擴大電能。是實踐發展的原因

(1)在不利用諧振能的情況下,輸出等于輸入,永動機不存在。

(2)在利用諧振能的情況下,輸出大于輸入,永動機就會存在。

①我們單位企業用電量很大,有異步電動機和同步電動機兩種。

領導要求同步電動機過勵運行,發現同步機開動后,電動機的端電壓不降,反而升高。從書中得知:同步電動機過勵運行,相當于調相機,會輸出無功電能。調相機又稱為無功發電機。如果兩種電動機同時都帶動發電機發電,就會輸出的總電能大于消耗的總電能。

②“節能控制主機”,電能增大3倍多。普通電動做功效率按50%計算,利用節能控制

主機輸出的電能,用電動機帶動發電機發電,電能一定會輸出大于輸入。

最后說明:諧振能的發現和節電器的發明不是個人的智慧。

(1)是實踐發展的原因:無功補償節電原理與節電效果相矛盾。

(2)是人類智慧的結晶:在當代各種節電器,都有節電效果,最多增大3倍以上。

(3)是科學雜交的產物:利用哲學和力學理論分析,發現諧振產生新能量---諧振能。

(4)是學習毛著的碩果。獲得三件寶:顯微鏡、透視鏡和永遠鏡。

曾凡昌(1941.3.5—),男,籍貫:遼寧省遼陽市,單位:原工作單位在鞍鋼弓長嶺礦業公司審計處,職稱:工程師(退休),研究節電30多

年,發表節電論文六篇,編寫《電子力學》95年內部出版(QQ425554627)。

黃有銀(1938.07—),男,畢業時間:1965.08,中國科技大學(本科),教授級高級工程師,原工作單位:廣西廣播電視科研所,職務:所長,

現工作單位:南寧市億豐節能科技有限公司,單項節電率最高達50%左右,總工程每年節約電費達2600多萬元。