專利名稱：大功率電器自動檢測及斷電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬市電電網(wǎng)局部自動控制斷電設(shè)備，專用于監(jiān)測、控制大功率電器接入市電線路。
在我國目前電力供應(yīng)緊張的情況下，有些大功率電器如電熱，電炊、空調(diào)器的接入有時會直接影響其他家庭電器的使用，因此，在一些局部地區(qū)必須采取限制措施。
目前防止市電線路中接用大功率電器的控制斷電裝置一般都采用限流型，即線路中負(fù)載電流達到限制電流值時斷開負(fù)載電源。其缺點在于市電線路中只允許接用電流小于限制電流的負(fù)載，因此不能控制很多的用戶；更嚴(yán)重的是，限流型控制裝置難以區(qū)別線路中的大電流是穩(wěn)定的還是短暫的，因此，限流型控制斷電裝置不能應(yīng)用在接有較小功率電動機負(fù)載的市電線路中。
隨著家用電冰箱的普及，要求市電線路在斷電若干分鐘后再繼續(xù)供電，以免電冰箱壓縮機受損?，F(xiàn)有的限流型控制斷電裝置是以市電線路中電流是否過流或線路負(fù)載端阻抗是否很小來判斷大功率負(fù)載是否仍在線，因此無法適應(yīng)目前的需要。
本實用新型的目的就是為了克服限流型控制斷電裝置存在的上述缺點，設(shè)計一種防止市電線路中接用大功率電器的自動檢測并及時斷電的監(jiān)控裝置，在保證電視機，電冰箱，電風(fēng)扇，洗衣機等家用電器用電的基礎(chǔ)上，防止大功率的電熱，電炊和空調(diào)器過早地被普遍采用。
本實用新型是一種非限流型大功率電器自動檢測及斷電裝置，其特征在于由電流——電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓記憶及電壓增加量檢測電路，延時比較電路，開關(guān)控制電路和無穩(wěn)壓電源電路組成。


圖1是本實用新型原理圖。
圖中，Ⅰ／U為電流電壓轉(zhuǎn)換電路，Ⅰ為電壓記憶及電壓增加量檢測電路；Ⅱ為延時比較電路；Ⅲ為開關(guān)控制電路，Ⅳ為電源電路。
圖中左上端接220伏市電電源進線，右上端接負(fù)載，負(fù)載工作電流同時通過Ⅰ／U電路和開關(guān)控制電路Ⅲ中的常通交流固態(tài)繼電器SSR。Ⅰ／U電路將交流電流量轉(zhuǎn)換為直流電壓量Uab，并輸出至電壓記憶及電壓增加量檢測電路Ⅰ。當(dāng)負(fù)載功率瞬間增加△P，引起負(fù)載電流增加△Ⅰ時，Uab同時增加△Uab。R的取值保證記憶電容C的充電時間遠(yuǎn)大于△Uab的建立時間，因此，在△Uab建立后的瞬間Uc基本不變，UR與△Uab大小基本相等。若△Uab≥比較器F1的基準(zhǔn)電壓，比較器F1輸出信號觸發(fā)延時比較電路中的單穩(wěn)電路T1。T1的輸出通過D1使繼電器J1吸合t1秒，斷開C的充放電回路，使Vc保持原值；t1秒后，T1翻轉(zhuǎn)，J1釋放，同時觸發(fā)單穩(wěn)電路T2，T2的輸出使J2吸合t2秒，將比較器F2與a點接通，此時a點對地電壓Ua＝Uab＋Uc＝｜Uab｜－｜Uc｜，｜Uab｜為負(fù)載功率增加后的值。如果Ua≥比較器F2的基準(zhǔn)電壓，表明線路上增加了比較穩(wěn)定的大功率電器，F(xiàn)2的輸出信號觸發(fā)開關(guān)控制電路Ⅲ中的單穩(wěn)電路T3，T3的輸出信號使交流固態(tài)繼電器SSR由常通狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，同時經(jīng)D2使J1吸合，J1的動斷觸點J1－1將C的充放電回路斷開，使Uc仍維持在負(fù)載功率增加前的值上。t3秒后，單穩(wěn)電路T3翻轉(zhuǎn)，使SSR由斷開狀態(tài)變?yōu)槌Ｍ顟B(tài)，電路重復(fù)前述過程。若Ua＜比較器F2的基準(zhǔn)電壓，則表明新增加的大功率電器已經(jīng)撤出或已經(jīng)小于要限制的功率，比較器F2的輸出不觸發(fā)開關(guān)控制電路Ⅲ中的單穩(wěn)電路T3，SSR保持常通狀態(tài)，負(fù)載正常工作，J1的動斷觸點J1－1將C的充放電回路接通，Uc趨于與Uab相同，直至相等。
由于延時比較電路Ⅱ中的比較器F2是在大功率電器接入市電線路t1秒后才把記憶電容C的電壓值與接入大功率電器后的電壓值Uab作比較的，只要t1＞電動機啟動時間，就可以濾除電動機啟動電流，使小功率電動機在負(fù)載端的使用不受影響。
調(diào)節(jié)比較器F1、F2的基準(zhǔn)電壓(或改變輸入比較器的電壓)為不同值，可監(jiān)控不同功率的大功率電器。額定功率小于控制功率的電器分別接入市電線路，本大功率電器自動檢測及斷電裝置不會斷開負(fù)載電源，因此，本實用新型適用于負(fù)荷很大的場合。
延時控制接通負(fù)載電源時可檢測出大功率電器是否仍在線路上。若大功率電器仍在線上，則繼續(xù)維持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，若大功率電器撤出線路，則恢復(fù)正常供電。
本實用新型無過流保護，故需與速熔型保險絲等快速過流保護裝置配合使用。
圖2是本實用新型實施例的電路圖。
互感器L與R1、R2、D1、C1構(gòu)成電流電壓轉(zhuǎn)換電路；繼電器J1的動斷觸點J1－1、R3、W1、C2和時基集成電路IC3內(nèi)部的一個比較器(該比較器相當(dāng)于圖1中的F1)構(gòu)成電壓記憶及電壓增加量檢測電路；單穩(wěn)電路IC3和反相器IC4(這兩部分電路相當(dāng)于圖1中的T1)以及單穩(wěn)電路IC5、繼電器J1線包、繼電器J2、比較器IC2組成延時比較電路；單穩(wěn)電路IC1和交流固態(tài)繼電器ACSSR組成開關(guān)控制電路；R9、C14、D8－11和C12、C13組成無穩(wěn)壓電源電路。
IC3與C3、D2、R4、R5、C4構(gòu)成一個單穩(wěn)電路。IC3處于穩(wěn)態(tài)時，C4充滿電荷，IC3的2腳電位＞ 2/3 Vcc，6腳電位為零(IC3電源接通瞬間，C4使IC3的2腳接地，置IC3輸出為高電平)；由真值表可見，IC3輸出高電平；當(dāng)IC3的6腳電位≥ 2/3 Vcc時，由真值表可見，IC3的輸出變?yōu)榈碗娖?，C4通過R5放電至C4電壓≤ 1/3 Vcc時，IC3翻轉(zhuǎn)，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。
555時基電路真值表
負(fù)載電流增加時，電流增加量通過互感器L耦合，D1整流，C1流濾波后，在W1中心抽頭上產(chǎn)生直流電壓增加量△U。R3和W1的取值保證C2充電時常數(shù)＞＞C1充電時常數(shù)，即在Uc1變化后的瞬間Uc2仍基本不變。當(dāng)△U≥IC3內(nèi)部比較器的基準(zhǔn)電壓時，觸發(fā)IC3構(gòu)成的單穩(wěn)電路，IC3的輸出脈沖由反相器IC4反相后，通過D5使J1吸合t1秒，J1的動斷觸點J1－1斷開C2的充放電回路，使Uc2保持在J1吸合前的值上不變；t1秒后，IC3單穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，反相器IC4的輸出脈沖使J1釋放，動斷觸點J1－1接通C2充放電回路。J1釋放的同時，由微分電路C6、R6，產(chǎn)生的負(fù)脈沖觸發(fā)單穩(wěn)電路IC5，IC5的輸出使J2吸合t2秒，J2的動合觸點J2－1將比較器IC2的輸入端與D1負(fù)極相接。此時IC2的輸入端電壓等于Uc1與Uc2之和，即｜Uc1｜－｜Uc2｜。若比較器IC2的輸入電壓≥IC2的基準(zhǔn)電壓，則IC2輸出電壓使單穩(wěn)電路IC1進入暫穩(wěn)態(tài)t3秒，IC1的輸出將交流固態(tài)繼電器ACSSR由常通狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，同時經(jīng)D6將J1第二次吸合，動斷觸點J1－1斷開C2充放電回路，使Vc2保特在J1第二次吸合前的值上。t3秒后，單穩(wěn)電路IC1翻轉(zhuǎn)，使ACSSR由斷開狀態(tài)變?yōu)槌Ｍ顟B(tài)，同時J1釋放，電路重復(fù)前述過程。如果比較器IC2的輸入電壓＜IC2的基準(zhǔn)電壓，IC2的輸出不觸發(fā)單穩(wěn)電路IC1，ACSSR保持常通狀，負(fù)載正常工作，動斷觸占點J1－1使Uc2趨于與Uc1大小相同，直至相等。
W1的取值應(yīng)保證C2的充電時間常數(shù)＞＞C1的充電時間常數(shù)。
調(diào)節(jié)W1和W2，使IC3內(nèi)部比較器的輸入電壓和比較器IC2的基準(zhǔn)電壓為不同值，可監(jiān)控不同功率的大功率電器。
本實施例采用無穩(wěn)壓電源，隨市電電壓緩慢波動的電源電壓可使555時基集成電路內(nèi)部比較器的基準(zhǔn)電壓也隨之波動，從而 提高了本實用新型的檢測精度。
本實施例電路中的保險絲BX采用速熔型。
由于本實施例大功率電器自動檢測及斷電裝置電路中采用555時基集成電路和過零型交流固態(tài)繼電器SSR，使本裝置結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，功耗小，抗干擾性強，不產(chǎn)生電磁干擾，能在市電電壓波動的情況下，準(zhǔn)確地檢測出大功率電器的接入并及時自動控制斷電。
本實用新型可以監(jiān)控10安培以上的大負(fù)荷，在我國目前電力供應(yīng)緊張的情況下，為控制大功率生活用電器接入市電電網(wǎng)提供了一種簡單可靠的自動檢測控制裝置。
權(quán)利要求1.一種大功率電器自動檢測及斷電裝置，其特征在于該裝置由電流--電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓記憶及電壓增加量檢測電路、延時比較電路，開關(guān)控制電路和無穩(wěn)壓電源組成。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率電器自動檢測及斷電裝置，其特征在于電壓記憶及電壓增加量檢測電路由繼電器J1的動斷觸點J1－1、電阻R3、電位器W1及電容器C2組成。
3.如權(quán)利要求1所述的大功率電器自動檢測及斷電裝置，其特征在于延時比較電路由兩級單穩(wěn)電路IC3、IC5和反相器IC4、繼電器J1、J2和比較器IC2組成。
專利摘要本實用新型是一種大功率電器自動檢測及斷電裝置，由電流—電壓轉(zhuǎn)換電路，電壓記憶及電壓增加量檢測電路，延時比較電路，開關(guān)控制電路及無穩(wěn)壓電源組成，串接于市電電源與負(fù)載之間，能在市電電壓波動的情況下準(zhǔn)確檢測出大功率電器的接入并及時自動控制斷電。延時控制接通負(fù)載電源時可檢測出大功率電器是否仍在線路上，可控制10安培以上的大負(fù)荷線路，在保證電視機，電冰箱，電風(fēng)扇等用電的基礎(chǔ)上達到防止大功率電器使用的目的。
文檔編號H02H3/44GK2056547SQ88219038
公開日1990年4月25日 申請日期1988年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月30日
發(fā)明者蘇林 申請人:蘇林