CN214376627U - 电器运行状态记录装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电器监控技术领域，尤其涉及一种电器运行状态记录装置，包括互感器、整流单元以及控制器，互感器的输出端与整流单元的输入端电性连接，整流单元的输出端与控制器的电源端以及信号采样端电性连接，互感器用于从负载回路中获取电能及信号，并通过整流单元进行整流后送给控制器，控制器对送来的电信号进行采样并存储。整个结构体积小，重量轻，方便安装，能够非常准确地记录电器运行过程中的用电情况，甚至可以记录电器的温度，并通过外部软件将数据绘制成曲线，方便检修人员及时、准确了解电器的使用情况。本实用新型设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，便于组装和检修。

Description

电器运行状态记录装置

技术领域

本实用新型涉及电器监控技术领域，尤其涉及一种电器运行状态记录装置。

背景技术

由于负载的变化，电器在运行时所消耗的电能有所变化，有时候产生的热量也不同，尤其是带有电动机的电器，经常因为堵转或者长期过载运行而造成故障。在维护、检修电器时，由于电器运行的整个状态没有记录，因此很难判断是因为什么原因引起的故障，通常只能通过故障的结果推断可能的原因，但是这种推断是很不准确的，与维护人员的经验，现场的故障痕迹息息相关，因此给维护人员造成诸多困扰。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种电器运行状态记录装置，包括互感器、整流单元以及控制器；

所述互感器的输出端与所述整流单元的输入端电性连接，所述整流单元的输出端与所述控制器的电源端以及信号采样端电性连接；

所述互感器用于从负载回路中获取电能及信号，并通过整流单元进行整流后送给所述控制器，所述控制器对送来的电信号进行采样并存储。

互感器为圆环型结构，其中心孔穿设有电器的供电电路，互感器用于从负载回路中获取电能，并将电能输送给控制器，一方面为控制器提供运行所需要的电能，另一方面提供负载回路中的信号，供控制器进行采样，以便于控制器进行数据记录。应当注意的是，这里的控制器应当具有一定的存储空间，并能够实现数据的断电保持。整个结构不需要单独设立电源，从负载线路上就可以感应获得电能，非常方便，节省了很多不必要的成本，而且方便安装。

优选地，所述整流单元和控制器之间还设置有滤波单元以及采样电路；

所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端电性连接；所述滤波单元的输出端与所述控制器的电源端电性连接；滤波单元用于对整流单元输出的电流进行滤波，为控制器提供可靠的电源供给；

所述整流单元的输出端还与所采样电路的输入端电性连接，所述采样电路的输出端与所述控制器的信号采样端电性连接。这样的结构设计可以使得互感器从负载主回路上获得的能源分成两路，一路经过滤波后供给控制器作为电源，保证控制器的稳定运行，另一路经过采样电路进行处理后送给控制器的信号采样端进行采样，这样就保证了整个系统的正常稳定工作。

优选地，还包括对外接口单元，所述控制器的另一端口与所述对外接口单元电性连接，用于实现控制器对外扩展或者数据通讯。对外接口单元主要有两个作用，一是对外扩展传感器用，比如扩展温度传感器或者湿度传感器等等，由于其使用的是通用IO接口，可以非常方便地进行匹配；另一种作用是方便维护人员对控制器内存储的数据进行读取，比如可以通过串口方式实现读取控制器内存储的数据，为维护人员的检修提供参考。

优选地，所述对外接口单元与温度传感器电性连接，所述温度传感器设置在电器发热件上。温度传感器用于实时监测电器中发热部件的温度，以便于对温度进行采样、存储，便于维修人员查询数据。

优选地，还包括复位电路，所述复位电路与所述控制器的复位端电性连接，用于对控制器进行可靠复位。现有的高性能控制器一般都自带有内部复位的电路功能，但是为了保证电路的可靠性，可以增加一个外部的复位电路。

优选地，所述控制器采用华大MCU系列，控制器包括HC32F003单片机。

优选地，所述温度传感器为18B20单总线温度传感器。

优选地，还包括外壳，所述外壳包括底座；底座为板状结构，其一侧开设有安装孔，安装孔内通过螺丝钉进行固定。

所述底座的上方固定设置有互感器座；所述互感器座呈中空圆柱体结构，其中心设置有穿线管；

所述穿线管的外壁与互感器座的内壁之间设有互感器放置腔；

所述互感器呈环形结构，所述互感器固定设置在所述互感器放置腔内；

所述互感器座与所述底座之间设置有电路板腔，电路板腔内固定设置有电路板；

所述电路板腔的外侧固定设置有盖板。互感器、电路板均通过绝缘防潮的胶水固定在整个外壳内，这样就大大提高了整个装置的可靠性。

优选地，所述外壳采用塑料或者铝合金材质制成。塑料制成的外壳，成本低，容易制作。铝合金材料制成的外壳，可以直接吸收环境中的热量，通过MCU自身的测温功能实现对环境的温度检测，可以减少独立增设温度传感器的成本。

优选地，所述控制器对送来的电信号进行模拟/数字转换后再进行存储。

本实用新型通过将互感器、整流单元、滤波单元、控制器、采样电路、复位电路以及对外接口单元有机地合成在一个外壳内，使得整个结构体积小，重量轻，方便安装，能够非常准确地记录电器运行过程中的用电情况，甚至可以记录电器的温度，并通过外部软件将数据绘制成曲线，方便检修人员及时、准确了解电器的使用情况。本实用新型设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，便于组装和检修。

附图说明

图1是电器运行状态记录装置连入负载回路时的示意图；

图2是电器运行状态记录装置的电路结构框图；

图3是电器运行状态记录装置的电路图；

图4是本实用新型提供的实施例中外壳的内部结构示意图；

图5是本实用新型提供的实施例中外壳的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~5，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图2、4、5所示，一种电器运行状态记录装置1，包括一个外壳以及互感器10、整流单元11以及控制器13。

其中，如图4和图5所示，外壳包括底座100。底座100为板状结构，其一侧开设有安装孔，安装孔内通过螺丝钉104进行固定。底座100的上方固定设置有互感器座101。互感器座101呈中空圆柱体结构，其中心设置有穿线管102。穿线管102的外壁与互感器座101的内壁之间设有互感器放置腔105。互感器10呈环形结构，互感器10固定设置在互感器放置腔105内。互感器座101与底座100之间设置有电路板腔106，电路板腔106内固定设置有电路板。电路板焊接有整流单元11以及控制器13等功能模块。电路板腔106的外侧固定设置有盖板103。互感器10、电路板均通过绝缘防潮的胶水固定在整个外壳内，这样就大大提高了整个装置的可靠性。

电路部分，互感器10的输出端与整流单元11的输入端电性连接，整流单元11的输出端与控制器13的电源端以及信号采样端电性连接。互感器10用于从负载回路中获取电能及信号，并通过整流单元11进行整流后送给控制器13，控制器13对送来的电信号进行模拟/数字转换后再进行存储。这里的互感器10为圆环型结构，与外壳匹配，互感器的中心孔穿设有电器的供电电路，互感器10用于从负载回路中获取电能，并将电能输送给控制器13，一方面为控制器13提供运行所需要的电能，另一方面提供负载回路中的信号，供控制器13进行采样，以便于控制器13进行数据记录。应当注意的是，这里的控制器应当具有一定的存储空间，并能够实现数据的断电保持。整个结构不需要单独设立电源，从负载线路上就可以感应获得电能，非常方便，节省了很多不必要的成本，而且方便安装。这里的控制器13可以采用市面上成熟的低功耗单片机，本实施例优选采用华大MCU系列，尤其是HC32F003单片机，其功耗非常小，整个装置的电流不超过1mA，因此能够满足需要。

在一实施例中，如图2所示，整流单元11和控制器13之间还设置有滤波单元12以及采样电路14。整流单元11的输出端与滤波单元12的输入端电性连接。滤波单元12的输出端与控制器13的电源端电性连接。滤波单元12用于对整流单元11输出的电流进行滤波，为控制器13提供可靠的电源供给。整流单元11的输出端还与所采样电路14的输入端电性连接，采样电路14的输出端与控制器13的信号采样端电性连接。这样的结构设计可以使得互感器10从负载主回路上获得的能源分成两路，一路经过滤波后供给控制器作为电源，保证控制器的稳定运行，另一路经过采样电路进行处理后送给控制器13的信号采样端进行采样，这样就保证了整个系统的正常稳定工作。

此外，还可以包括复位电路15，复位电路15与控制器13的复位端电性连接，用于对控制器13进行可靠复位。现有的高性能控制器13一般都自带有内部复位的电路功能，但是为了保证电路的可靠性，可以增加一个外部的复位电路。

在一实施例中，还包括对外接口单元16，控制器13的另一端口与对外接口单元16电性连接，用于实现控制器13对外扩展或者数据通讯。对外接口单元16应当安装在外壳的外部，以便于操作。这里的对外接口单元16采用PCB板制成金手指结构，或者上面留有触点，以便于操作人员对其内部的数据进行读取。对外接口单元16主要有两个作用，一是对外扩展传感器用，比如扩展温度传感器或者湿度传感器等等，由于其使用的是通用IO接口，可以非常方便地进行匹配。另一种作用是方便维护人员对控制器内存储的数据进行读取，比如可以通过串口方式实现读取控制器内存储的数据，为维护人员的检修提供参考。

更具体地，对外接口单元16与温度传感器电性连接，温度传感器设置在电器发热件上。温度传感器为18B20单总线温度传感器。温度传感器用于实时监测电器中发热部件的温度，以便于对温度进行采样、存储，便于维修人员查询数据。当然，本实施例采用的MCU自身有温度检测的功能，也可以直接采用芯片自身的功能对环境进行检测。

但是需要注意的是，这里的外壳可以采用塑料或者铝合金材质制成。塑料制成的外壳，成本低，容易制作。铝合金材料制成的外壳，可以直接吸收环境中的热量，通过MCU自身的测温功能实现对环境的温度检测，可以减少独立增设温度传感器的成本。

图3是电器运行状态记录装置的电路图，图中，J1是对外接口单元16，采用PCB电路板制成具有触点的结构，CT是电压互感器，B1是整流桥，CSIC MCU是单片机。

图1是电器运行状态记录装置连入负载回路时的示意图，负载2通过电缆3与电网连接，互感器10的中线孔中穿过电缆3，从电缆3上感应获得电能送给其各个功能模块。这样的结构非常容易安装，而且便于调试、读取。通过电器运行状态记录装置结合对应的读取装置以及读取软件，能够对电器进行如下记录和显示：工作计次、累计工作时长、过载计次、过载时长、工作电流曲线记录、过载电流曲线记录、被测产品温度测量记录、温度曲线记录等。

本实用新型通过将互感器10、整流单元11、滤波单元12、控制器13、采样电路14、复位电路15以及对外接口单元16有机地合成在一个外壳内，使得整个结构体积小，重量轻，方便安装，能够非常准确地记录电器运行过程中的用电情况，甚至可以记录电器的温度，并通过外部软件将数据绘制成曲线，方便检修人员及时、准确了解电器的使用情况。本实用新型设计合理，结构巧妙，效率高，稳定性好，便于组装和检修。

Claims (10)

1.一种电器运行状态记录装置（1），其特征在于，包括互感器（10）、整流单元（11）以及控制器（13）；

所述互感器（10）的输出端与所述整流单元（11）的输入端电性连接，所述整流单元（11）的输出端与所述控制器（13）的电源端以及信号采样端电性连接；

所述互感器（10）用于从负载回路中获取电能及信号，并通过整流单元（11）进行整流后送给所述控制器（13），所述控制器（13）对送来的电信号进行采样并存储。

2.根据权利要求1所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述整流单元（11）和控制器（13）之间还设置有滤波单元（12）以及采样电路（14）；

所述整流单元（11）的输出端与所述滤波单元（12）的输入端电性连接；所述滤波单元（12）的输出端与所述控制器（13）的电源端电性连接；滤波单元（12）用于对整流单元（11）输出的电流进行滤波，为控制器（13）提供可靠的电源供给；

所述整流单元（11）的输出端还与所采样电路（14）的输入端电性连接，所述采样电路（14）的输出端与所述控制器（13）的信号采样端电性连接。

3.根据权利要求2所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

还包括对外接口单元（16），所述控制器（13）的另一端口与所述对外接口单元（16）电性连接，用于实现控制器（13）对外扩展或者数据通讯。

4.根据权利要求3所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述对外接口单元（16）与温度传感器电性连接，所述温度传感器设置在电器发热件上。

5.根据权利要求1~4任一项所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

还包括复位电路（15），所述复位电路（15）与所述控制器（13）的复位端电性连接，用于对控制器（13）进行可靠复位。

6.根据权利要求1~4任一项所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述控制器（13）采用华大MCU系列，控制器（13）包括HC32F003单片机。

7.根据权利要求4所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述温度传感器为18B20单总线温度传感器。

8.根据权利要求1~4任一项所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

还包括外壳，所述外壳包括底座（100）；

所述底座（100）的上方固定设置有互感器座（101）；所述互感器座（101）呈中空圆柱体结构，其中心设置有穿线管（102）；

所述穿线管（102）的外壁与互感器座（101）的内壁之间设有互感器放置腔（105）；

所述互感器（10）呈环形结构，所述互感器（10）固定设置在所述互感器放置腔（105）内；

所述互感器座（101）与所述底座（100）之间设置有电路板腔（106），电路板腔（106）内固定设置有电路板；

所述电路板腔（106）的外侧固定设置有盖板（103）。

9.根据权利要求8所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述外壳采用塑料或者铝合金材质制成。

10.根据权利要求1所述的电器运行状态记录装置（1），其特征在于：

所述控制器（13）对送来的电信号进行模拟/数字转换后再进行存储。

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