专利名称：大功率电器自动检测及断电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属市电电网局部自动控制断电设备，专用于监测、控制大功率电器接入市电线路。
在我国目前电力供应紧张的情况下，有些大功率电器如电热，电炊、空调器的接入有时会直接影响其他家庭电器的使用，因此，在一些局部地区必须采取限制措施。
目前防止市电线路中接用大功率电器的控制断电装置一般都采用限流型，即线路中负载电流达到限制电流值时断开负载电源。其缺点在于市电线路中只允许接用电流小于限制电流的负载，因此不能控制很多的用户；更严重的是，限流型控制装置难以区别线路中的大电流是稳定的还是短暂的，因此，限流型控制断电装置不能应用在接有较小功率电动机负载的市电线路中。
随着家用电冰箱的普及，要求市电线路在断电若干分钟后再继续供电，以免电冰箱压缩机受损。现有的限流型控制断电装置是以市电线路中电流是否过流或线路负载端阻抗是否很小来判断大功率负载是否仍在线，因此无法适应目前的需要。
本实用新型的目的就是为了克服限流型控制断电装置存在的上述缺点，设计一种防止市电线路中接用大功率电器的自动检测并及时断电的监控装置，在保证电视机，电冰箱，电风扇，洗衣机等家用电器用电的基础上，防止大功率的电热，电炊和空调器过早地被普遍采用。
本实用新型是一种非限流型大功率电器自动检测及断电装置，其特征在于由电流——电压转换电路、电压记忆及电压增加量检测电路，延时比较电路，开关控制电路和无稳压电源电路组成。
图1是本实用新型原理图。
图中，Ⅰ／U为电流电压转换电路，Ⅰ为电压记忆及电压增加量检测电路；Ⅱ为延时比较电路；Ⅲ为开关控制电路，Ⅳ为电源电路。
图中左上端接220伏市电电源进线，右上端接负载，负载工作电流同时通过Ⅰ／U电路和开关控制电路Ⅲ中的常通交流固态继电器SSR。Ⅰ／U电路将交流电流量转换为直流电压量Uab，并输出至电压记忆及电压增加量检测电路Ⅰ。当负载功率瞬间增加△P，引起负载电流增加△Ⅰ时，Uab同时增加△Uab。R的取值保证记忆电容C的充电时间远大于△Uab的建立时间，因此，在△Uab建立后的瞬间Uc基本不变，UR与△Uab大小基本相等。若△Uab≥比较器F1的基准电压，比较器F1输出信号触发延时比较电路中的单稳电路T1。T1的输出通过D1使继电器J1吸合t1秒，断开C的充放电回路，使Vc保持原值；t1秒后，T1翻转，J1释放，同时触发单稳电路T2，T2的输出使J2吸合t2秒，将比较器F2与a点接通，此时a点对地电压Ua＝Uab＋Uc＝｜Uab｜－｜Uc｜，｜Uab｜为负载功率增加后的值。如果Ua≥比较器F2的基准电压，表明线路上增加了比较稳定的大功率电器，F2的输出信号触发开关控制电路Ⅲ中的单稳电路T3，T3的输出信号使交流固态继电器SSR由常通状态变为断开状态，同时经D2使J1吸合，J1的动断触点J1－1将C的充放电回路断开，使Uc仍维持在负载功率增加前的值上。t3秒后，单稳电路T3翻转，使SSR由断开状态变为常通状态，电路重复前述过程。若Ua＜比较器F2的基准电压，则表明新增加的大功率电器已经撤出或已经小于要限制的功率，比较器F2的输出不触发开关控制电路Ⅲ中的单稳电路T3，SSR保持常通状态，负载正常工作，J1的动断触点J1－1将C的充放电回路接通，Uc趋于与Uab相同，直至相等。
由于延时比较电路Ⅱ中的比较器F2是在大功率电器接入市电线路t1秒后才把记忆电容C的电压值与接入大功率电器后的电压值Uab作比较的，只要t1＞电动机启动时间，就可以滤除电动机启动电流，使小功率电动机在负载端的使用不受影响。
调节比较器F1、F2的基准电压(或改变输入比较器的电压)为不同值，可监控不同功率的大功率电器。额定功率小于控制功率的电器分别接入市电线路，本大功率电器自动检测及断电装置不会断开负载电源，因此，本实用新型适用于负荷很大的场合。
延时控制接通负载电源时可检测出大功率电器是否仍在线路上。若大功率电器仍在线上，则继续维持断电状态，若大功率电器撤出线路，则恢复正常供电。
本实用新型无过流保护，故需与速熔型保险丝等快速过流保护装置配合使用。
图2是本实用新型实施例的电路图。
互感器L与R1、R2、D1、C1构成电流电压转换电路；继电器J1的动断触点J1－1、R3、W1、C2和时基集成电路IC3内部的一个比较器(该比较器相当于图1中的F1)构成电压记忆及电压增加量检测电路；单稳电路IC3和反相器IC4(这两部分电路相当于图1中的T1)以及单稳电路IC5、继电器J1线包、继电器J2、比较器IC2组成延时比较电路；单稳电路IC1和交流固态继电器ACSSR组成开关控制电路；R9、C14、D8－11和C12、C13组成无稳压电源电路。
IC3与C3、D2、R4、R5、C4构成一个单稳电路。IC3处于稳态时，C4充满电荷，IC3的2脚电位＞ 2/3 Vcc，6脚电位为零(IC3电源接通瞬间，C4使IC3的2脚接地，置IC3输出为高电平)；由真值表可见，IC3输出高电平；当IC3的6脚电位≥ 2/3 Vcc时，由真值表可见，IC3的输出变为低电平，C4通过R5放电至C4电压≤ 1/3 Vcc时，IC3翻转，暂稳态结束。
555时基电路真值表
负载电流增加时，电流增加量通过互感器L耦合，D1整流，C1流滤波后，在W1中心抽头上产生直流电压增加量△U。R3和W1的取值保证C2充电时常数＞＞C1充电时常数，即在Uc1变化后的瞬间Uc2仍基本不变。当△U≥IC3内部比较器的基准电压时，触发IC3构成的单稳电路，IC3的输出脉冲由反相器IC4反相后，通过D5使J1吸合t1秒，J1的动断触点J1－1断开C2的充放电回路，使Uc2保持在J1吸合前的值上不变；t1秒后，IC3单稳电路翻转，反相器IC4的输出脉冲使J1释放，动断触点J1－1接通C2充放电回路。J1释放的同时，由微分电路C6、R6，产生的负脉冲触发单稳电路IC5，IC5的输出使J2吸合t2秒，J2的动合触点J2－1将比较器IC2的输入端与D1负极相接。此时IC2的输入端电压等于Uc1与Uc2之和，即｜Uc1｜－｜Uc2｜。若比较器IC2的输入电压≥IC2的基准电压，则IC2输出电压使单稳电路IC1进入暂稳态t3秒，IC1的输出将交流固态继电器ACSSR由常通状态变为断开状态，同时经D6将J1第二次吸合，动断触点J1－1断开C2充放电回路，使Vc2保特在J1第二次吸合前的值上。t3秒后，单稳电路IC1翻转，使ACSSR由断开状态变为常通状态，同时J1释放，电路重复前述过程。如果比较器IC2的输入电压＜IC2的基准电压，IC2的输出不触发单稳电路IC1，ACSSR保持常通状，负载正常工作，动断触占点J1－1使Uc2趋于与Uc1大小相同，直至相等。
W1的取值应保证C2的充电时间常数＞＞C1的充电时间常数。
调节W1和W2，使IC3内部比较器的输入电压和比较器IC2的基准电压为不同值，可监控不同功率的大功率电器。
本实施例采用无稳压电源，随市电电压缓慢波动的电源电压可使555时基集成电路内部比较器的基准电压也随之波动，从而 提高了本实用新型的检测精度。
本实施例电路中的保险丝BX采用速熔型。
由于本实施例大功率电器自动检测及断电装置电路中采用555时基集成电路和过零型交流固态继电器SSR，使本装置结构简单，灵敏度高，功耗小，抗干扰性强，不产生电磁干扰，能在市电电压波动的情况下，准确地检测出大功率电器的接入并及时自动控制断电。
本实用新型可以监控10安培以上的大负荷，在我国目前电力供应紧张的情况下，为控制大功率生活用电器接入市电电网提供了一种简单可靠的自动检测控制装置。
权利要求1.一种大功率电器自动检测及断电装置，其特征在于该装置由电流--电压转换电路、电压记忆及电压增加量检测电路、延时比较电路，开关控制电路和无稳压电源组成。
2.如权利要求1所述的大功率电器自动检测及断电装置，其特征在于电压记忆及电压增加量检测电路由继电器J1的动断触点J1－1、电阻R3、电位器W1及电容器C2组成。
3.如权利要求1所述的大功率电器自动检测及断电装置，其特征在于延时比较电路由两级单稳电路IC3、IC5和反相器IC4、继电器J1、J2和比较器IC2组成。
专利摘要本实用新型是一种大功率电器自动检测及断电装置，由电流—电压转换电路，电压记忆及电压增加量检测电路，延时比较电路，开关控制电路及无稳压电源组成，串接于市电电源与负载之间，能在市电电压波动的情况下准确检测出大功率电器的接入并及时自动控制断电。延时控制接通负载电源时可检测出大功率电器是否仍在线路上，可控制10安培以上的大负荷线路，在保证电视机，电冰箱，电风扇等用电的基础上达到防止大功率电器使用的目的。
文档编号H02H3/44GK2056547SQ88219038
公开日1990年4月25日 申请日期1988年11月30日 优先权日1988年11月30日
发明者苏林 申请人:苏林