CN109687388A - 自动限荷保护器 - Google Patents

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Abstract

一种自动限荷保护器。在壳体上设有第一断路器和第二断路器，自动限荷保护器通过互感器采集第一断路器的负载信号并发送至控制芯片，当第一断路器连接的负载超过电流设定值时，控制芯片控制第二断路器切断电源；第一断路器的负荷恢复正常时，第二断路器电源恢复通电。本发明自动限荷保护器可实现负载间的控制，当第一负载用电负荷超过设定值时，自动切断第二负载的电源，以保证第一断路器的负载继续保持工作且总闸不会过载跳闸，当第一负载负荷恢复正常时，第二负载同时恢复；通过急需用电设备对非急需用电设备的临时限制，保证了用电网络负荷稳定性；保持电网三相负荷平衡；可使用电设备避峰运行，保证电网正常工作。

Description

自动限荷保护器
技术领域
本发明涉及负载保护器，特别涉及一种自动限荷保护器。
背景技术
限荷保护器用于宾馆、学生寝室、工厂宿舍和建筑工地民用房以及规定的使用功率场所的用电自动控制。主要是限制非法使用阻性负载功率电热设备。但现有的限荷保护器一般连接一个用电设备，只能对一个负载进行负荷监测和开关控制，功能单一。而有些用电场所，如家庭中，用电设备较多，用电环境比较复杂，不同用电设备的功率不同，当多个用电设备同时接入电网中时，当有大功率设备急需工作时，若各用电设备同时处于工作状态可能会造成供电不足或电网崩溃，这时就需要负载间进行自动控制。
发明内容
为了解决背景技术中限荷保护器只能对一个负载进行监测、控制，功能单一的问题，本发明提供一种可控制多个负载并具有负载间控制功能的自动限荷保护器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动限荷保护器，包括壳体，壳体上设有输入端和输出端，所述输入端与总闸连接，所述输出端与负载连接，所述壳体内设有第一断路器和第二断路器，所述第一断路器和第二断路器的进线端与所述输入端连接、出线端与所述输出端连接，所述第二断路器具有重合闸功能，
自动限荷保护器通过互感器输入电路采集所述第一断路器的电流大小并发送至CPU逻辑电路的控制芯片，
所述第一断路器的负载电流超过上限值时，所述控制芯片控制所述第二断路器断开，第二断路器的负载切断电源，使第一断路器的负载保持工作并且总闸不会由于过载而跳闸；
所述第一断路器的负载电流恢复正常时，所述第二断路器复位，第二断路器负载恢复通电。
壳体上还设有自动限荷保护选择开关，所述自动限荷保护选择开关通过分压电路选择不同分压值为控制芯片提供基准信号。
所述第一断路器也可具有重合闸功能。
所述重合闸功能由重合闸单元实现，所述重合闸单元包括电机和传动组件，具有重合闸功能的第一断路器或第二断路器的负载电路过压或欠压时，所述电机驱动所述传动组件，由传动组件带动第一断路器或第二断路器脱扣。
所述传动组件包括互相啮合的输入齿轮、输出齿轮和传动齿轮，所述电机的输出轴表面设有螺纹，所述输入齿轮与所述螺纹啮合，所述输出齿轮上设有驱动轴，所述驱动轴与第一断路器或第二断路器连接。
所述驱动轴上设有三角形连接轴，第一断路器和第二断路器上设有与所述三角形连接轴适配的三角形连接孔。
所述第一断路器和第二断路器还设有电流检测电路。
所述第一断路器和第二断路器在所述壳体外设有手柄。
所述互感器输入电路中的电流互感器可以是外置互感器或内置互感器。
本发明的有益效果是：本发明自动限荷保护器可同时连接两个负载，当第一负载电流超过设定值时，自动切断第二负载的电源，以保证第一负载继续保持工作且总闸不会过载跳闸，当第一负载电流恢复正常时，第二负载同时恢复，实现动检测控制；电流断路器；通过急需用电设备对非急需用电设备的临时限制，保证了用电网络负荷稳定性；保持电网三相负荷平衡；可使用电设备避峰运行，保证电网正常工作。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为本发明实施例的内部结构示意图。
图3为本发明实施例的接线示意图。
图4为本发明实施例开关的连接孔形状示意图。
图5为本发明实施例连接轴形状示意图。
图6至图13为为本发明实施例的电路原理图。
其中，图6为互感器输入电路和自动限荷保护选择开关电路；图7为负荷信号抗扰输入电路；图8为CPU逻辑电路；图9为电源电路；图10为过欠压采样电路；图11为定位电路；图12为马达驱动电路；图13为LED指示电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：
本发明实施例中，一种自动限荷保护器，其包括壳体，壳体上设有输入端101和输出端102，输入端101与总闸连接，输出端102与负载连接，保护器壳体内设有第一断路器1和第二断路器2，第一断路器1和第二断路器2的进线端与所述输入端101连接，出线端与所述输出端102连接，其中，第二断路器具有重合闸功能，自动限荷保护器通过互感器输入电路采集第一断路器1的电流信号并通过负荷信号抗扰输入电路发送至CPU逻辑电路的控制芯片，第一断路器1超过电流上限值时，控制芯片控制第二断路器断开，第二断路器2切断电源；第一断路器1的负荷恢复正常时，第二开关复位，第二断路器2电源接通，第二断路器的重合闸功能使第二断路器连接的负载出现过、欠压故障时可保护电路。
壳体上还设有自动限荷保护选择开关10，通过选择开关可设定第一断路器1的电流上限值，根据不同的负载情况选择合适的上限值，本实施例的自动限荷保护选择开关通过分压电路实现，通过不同电阻值的分压值为控制芯片提供不同大小的基准信号。
所述第一断路器也可具有重合闸功能。本实施例中，第二断路器2与重合闸单元3连接，由重合闸单元3实现重合闸功能，重合闸单元包括电机4和传动组件5，由传动组件5与第二断路器2连接，第二断路器2的负载电路过压或欠压时，电机4工作并驱动传动组件5，由传动组件5使第一断路器脱扣，使第二断路器的负载断开电源。
传动组件5包括互相啮合的输入齿轮501、输出齿轮502和传动齿轮503，电机4的输出轴表面设有螺纹，输入齿轮501与所述螺纹啮合，输出齿轮503上设有驱动轴6，通过驱动轴6与第二断路器2连接，驱动轴6与第二断路器的连接处设有三角形连接轴8，第二断路器上相应设有与三角形连接轴8适配的三角形连接孔9，使用三角形结构使传动效果更好。
第一断路器1和第二断路器2还设有电流检测电路，具有过电流保护功能。
第一断路器1和第二断路器2在壳体上均设有手柄7。通过断路器手柄指示各断路器的通断状态。
互感器输入电路中的电流互感器可为内置互感器，也可采用外置互感器。
本自动限荷保护器输入端与总闸接通后，此时产品的第一断路器和第二断路器在输出端连接的负载1、负载2两路均处于导通状态。通过设定自动限荷保护选择开关的档位设定基准值，以该基准值为第一断路器连接的负载1的最大电流值，控制芯片将互感器获得的实际电流值与基准值比较，负载1使用的电流大小不得超过所设定的限荷值，若当负载1上的电流达到所设定的上限后，控制芯片可断开第二断路器，使负载2退出运行，从而使负载1继续工作且不会造成总闸过载而跳闸。若负载1停止用电或恢复到正常负荷时，负载2则在自行恢复用电，以达到保护用电的安全，从而达到无需人工操作的智能负载切换。
当线路出现过、欠压故障时，重合闸单元具有重合闸功能可自行控制断路器断开保护线路；线路电压正常后，自动恢复。
本发明实施例控制芯片和互感器位于CPU逻辑电路和互感器输入电路中，重合闸单元具有过欠压采样电路、马达驱动电路、定位电路、LED指示电路、软件烧录口等。
互感器输入电路的插口P5连互感器，互感器产生的电路信号X1经二极管D1、负荷信号抗扰输入电路的电阻R142发送至控制芯片CPU的2脚，自动限荷保护选择开关由电阻R141、电阻R146、电阻R145和电阻R144组成分压电路，选择开关K1选择不同电阻值分压作为基准电压信号X2，基准电压信号X2经过负荷信号抗扰输入电路的电阻R143发送至控制芯片CPU的19脚，通过选择接入的电阻值不同设定相应的基准电压信号给控制芯片，从而设定不同的负荷上限值；负荷信号抗扰输入电路的电阻R142、电阻R143分别经滤波电容C25、滤波电容C26接地。二极管D7接电源VCC，作为保护支路，当电压过大时通过保护支路放电。
CPU逻辑电路包括控制芯片CPU，型号为STM8S103F3P6。芯片CPU的7脚与8脚之间串联电容C18，11脚和12脚接地，其余引脚与其他电路连接。
过欠压采样电路包括采样端口A，采样端口A串联电阻R1、电阻R3与控制芯片CPU的3脚连接。通过过欠压采样电路自动检测，有电压时自动合闸，过压、欠压、失压时实现自动分闸功能。
马达驱动电路包括芯片U1，型号为HG7888，1脚串联电阻R15与CPU逻辑电路的5脚连接，2脚串联电阻R16与CPU逻辑电路的6脚连接，3脚接地，4脚接电源，6脚、7脚分别与插座P1连接，5脚和6脚串联与双向二极管D6一端连接，7脚和8脚串联与双向二极管D6的另一端连接。
定位电路包括光电开关U7、U8，型号为ITR8307S18TR8，U7的1脚和4脚接地，U9的1脚和3脚接地，电源VCC分别经过电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37与U7的3脚、U9的4脚、U9的2脚和U7的2脚连接， U7和U9的2脚均接CPU逻辑电路并通过电容接地。LED指示电路包括接插口LED1，LED的1脚、2脚和4脚分别通过R30、R32和R33与芯片CPU的1脚、20脚和14脚连接。
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动限荷保护器，包括壳体，壳体上设有输入端（101）和输出端（102），所述输入端（101）与总闸连接，所述输出端（102）与负载连接，其特征在于：所述壳体内设有第一断路器（1）和第二断路器（2），所述第一断路器（1）和第二断路器（2）的进线端与所述输入端（101）连接、出线端与所述输出端（102）连接，所述第二断路器（2）具有重合闸功能，
自动限荷保护器通过互感器输入电路采集所述第一断路器（1）的电流大小并发送至CPU逻辑电路的控制芯片，
所述第一断路器（1）的负载电流超过上限值时，所述控制芯片控制所述第二断路器（1）断开，第二断路器（2）的负载切断电源，使第一断路器（1）的负载保持工作并且总闸不会由于过载而跳闸；
所述第一断路器（1）的负载电流恢复正常时，所述第二断路器（2）复位，第二断路器（2）负载恢复通电。
2.根据权利要求1所述的自动限荷保护器，其特征在于：还包括自动限荷保护选择开关（10），所述自动限荷保护选择开关通过分压电路选择不同分压值为控制芯片提供基准信号。
3.根据权利要求1所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述第一断路器（1）也具有重合闸功能。
4.根据权利要求1或3所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述重合闸功能由重合闸单元（3）实现，所述重合闸单元包括电机（4）和传动组件（5），具有重合闸功能的第一断路器或第二断路器的负载电路过压或欠压时，所述电机（4）驱动所述传动组件（5），由传动组件（5）带动第一断路器或第二断路器脱扣。
5.根据权利要求4所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述传动组件（5）包括互相啮合的输入齿轮（501）、输出齿轮（502）和传动齿轮（503），所述电机（4）的输出轴（401）表面设有螺纹，所述输入齿轮（501）与所述螺纹啮合，所述输出齿轮（503）上设有驱动轴（6），所述驱动轴（6）与第一断路器或第二断路器连接。
6.根据权利要求5所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述驱动轴（6）上设有三角形连接轴（8），第一断路器（1）和第二断路器（2）上设有与所述三角形连接轴（8）适配的三角形连接孔（9）。
7.根据权利要求1所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述第一断路器（1）和第二断路器（2）还设有电流检测电路。
8.根据权利要求1所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述第一断路器和第二断路器在所述壳体外设有手柄（7）。
9.根据权利要求1所述的自动限荷保护器，其特征在于：所述互感器输入电路中的电流互感器可以是外置互感器或内置互感器。
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