CN2277135Y

CN2277135Y - 多功能家庭节电电能管理装置

Info

Publication number: CN2277135Y
Application number: CN 96217758
Authority: CN
Inventors: 王辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2006-09-13

Abstract

本实用新型涉及一种电能管理装置;其目的在于提供一种多功能家庭节电电能管理装置;包括保护与控制电路1、电流电压采样电路2、有功电能计量电路3、电源电路4、无功功率补偿调节电路5,保护与控制电路1的输出端与负载相连,电流电压采样电路2的输入端与负载相连,其输出端与有功电能计量电路3、无功功率补偿调节电路5的输入端相连。本实用新型具有电能计量;安全保护;无功功率补偿调节,防窃电和电量控制等功能。

Description

多功能家庭节电电能管理装置

本实用新型涉及一种电能管理装置。

随着时代的发展和我国人民生活水平的提高，家用电器在人们的生活中越来越普及，在有些地区大功率的家用电器已经被人们经常使用。家用电器的使用无疑给人们的生活带来了方便和欢乐，然而，这却带来了用电量的激增，给用电管理带来了困难，其表现为：1、超负荷使用大功率电器，2、存在多种方式的窃电行为，3、功率因数随负载不同变化，平均值较小；4、电能计量仪表准确度较低；5、电能计量仪表无负载功率消耗。这些问题的存在降低了电能的使用质量，给电能生产与管理部门造成很大的经济损失。近年来，出现了许多电能管理装置，但这些电能管理装置的功能只局限于电能计量和记录，远不能满足当前的需要。

本实用新型的目的在于提供一种多功能家庭节电电能管理装置。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：

一种多功能家庭节电电能管理装置，包括电源电路4，其特征在于它还包括保护与控制电路1、电流电压采样电路2、有功电能计量电路3、无功功率补偿调节电路5；保护与控制电路1的输出端与负载相连，电流电压采样电路2的输入端与负载相连，其输出端与有功电能计量电路3、无功功率补偿调节电路5的输入端相连。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来实现：

保护与控制电路1包括电感元件L1-L5、集成电路IC21-IC24、二极管D1-D9、三极管T5、双向晶闸管SCR1-SCR2、电阻R1-R7，双向晶闸管SCR1接在用户电源电路中，其门极与另一双向晶闸管SCR2相连，双向晶闸管SCR2则通过三极管T5与集成电路IC23的输出极相连，线圈L1、L2、L4接在用户电源电路中，线圈L3与集成电路IC24的正输入端相连，线圈L5与集成电路IC22的正输入端和电阻R5相连，集成电路IC21的负输入端与电阻R1、R2相连，电阻R1、R2的另一端与用户电源和测试开关K1相连，电阻R3、R4的一端与用户电源相连，其另一端与集成电路IC21的输出极相连，集成电路IC21、IC22、IC24的输出端与集成电路IC23的正输入端相连。

电流电压采样电路2包括电阻R10-R12、集成电路IC1-IC2、电子开关T1，电流采样电阻R10并接在集成电路IC1的输入端，集成电路IC2的输入端与负载及电压采样电阻R11、R12相连，集成电路IC1、IC2的输出端与电子开关T1相连。

有功电能计量电路3包括集成电路IC3-IC13、二极管D10-D11、步进电机M1、机械计数器JJ，集成电路IC4的输入端与电压采样电阻R11、R12及集成电路IC3的输出端相连，集成电路IC3的输入端与电子开关T1相连，集成电路IC4的输出端与包括有集成电路IC5-IC13、三极管T2、二极管D10、D11、步进电机M1、机械计数器JJ的V/F转换及显示驱动电路相连。

无功功率补偿调节电路5包括集成电路IC14-IC20、场效应管T3、三极管T4、步进电机M2，集成电路IC14的输入端与电子开关T1相连，其输出端与集成电路IC15的负输入端相连，集成电路IC15的输出端与集成电路IC16的输入端和包括有集成电路IC17、场效应管T5、集成电路IC18等组成的V/F变换器相连，集成电路IC16的输出端经三极管T4与集成电路IC19相连，集成电路IC18的输出端与集成电路IC19的输入端相连，集成电路IC19的输出端与集成电路IC20的输入端相连，集成电路IC20的输出端与步进电机M2相连，步进电机M2与可调电容器C3相连。

本实用新型具有电能计量；过压、欠压、过流、短路、漏电等安全保护；无功功率补偿调节，防窃电和空载无功耗等节能和电量控制等功能，工作稳定，体积小，成本低，稍加改动即可实现分时计度、自动抄表或适应计算机管理。

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的电路图。

下面结合附图进一步详述本实用新型的实施：根据图1-2所示，本实用新型包括保护与控制电路1、电流电压采样电路2、有功电能计量电路3、电源电路4、无功功率补偿调节电路5。电流电压采样电路2包括电阻R10-R12、IC1-IC2、电子开关T1，电流采样电阻R10并接在集成电路IC1的输入端，且与负载相连，集成电路IC2的输入端与电压采样电阻R11、R12相连，集成电路IC1、IC2的输出端与电子开关T1相连；被测电压由R11、R12分压获得，送入有功电能计量电路3，被测电流由采样电阻R10转换成电压信号，经集成电路IC1同相放大后送入由集成电路IC2控制的电子开关T1，信号经由电子开关T1送入有功电能计量电路3的集成电路IC3和无功电流检测电路IC14。保护与控制电路1包括电感元件L1-L5、集成电路IC21-IC24、二极管D1-D9、三极管T5、可控硅SCR1-SCR2、电阻R1-R7；双向晶闸管SCR1接在用户电源电路中，作为主电路的无触点开关，其门极与另一双向晶闸管SCR2相连，双向晶闸管SCR2则通过三极管T5与集成电路IC23的输出极相连，其中R6、R7、C1给双向晶闸管SCR1提供触发电流，线圈L1、L2、L4接在用户电源电路中，线圈L3与集成电路IC24的正输入端相连，线圈L5与集成电路IC22的正输入端和电阻R5相连，集成电路IC21的负输入端与电阻R1、R2相连，电阻R1、R2的另一端与用户电源和测试开关K1相连，电阻R3、R4的一端与用户电源相连，其另一端与集成电路IC21的输出极相连，集成电路IC21、IC22、IC24的输出端与集成电路IC23的正输入端相连；当负载正常工作时，作为比较器的集成电路IC23输出低电平，三极管T5饱和导通，封锁住双向晶闸管SCR2的触发电路，使双向晶闸管SCR2截止，此时经R6、R7、C1支路给双向晶闸管SCR1提供触发电流，使其导通，对用户供电；负载工作正常时，流经线圈L1、和L2的电流大小相等，方向相反，线圈L3不产生感应电动势，当发生漏电或人身触电时，流经线圈L1、L2的电流不相等，线圈L 3中产生感应电动势，经集成电路IC24半波精密整流放大后，送至集成电路IC23，使其输出高电平使三极管T5截止，此时直流电源经电阻R9、R10支路给双向晶闸管SCR2提供触发电流，双向晶闸管SCR2一旦导通，双向晶闸管SCR1立即截止，切断用户电源，达到漏电和触电保护目的；在正常负载时，由电阻R5上获得的电压经集成电路IC22半波精密整流放大后送入集成电路IC23，此时集成电路IC23输出低电平，若负载电流超过允许值时，集成电路IC22的输出使集成电路IC23输出高电平，使双向晶闸管SCR1截止，切断用户电源，达到过流保护目的；过电压信号由电阻R3、R4获得，当出现过压时，集成电路IC23输出高电平，使三极管T5截止，双向晶闸管SCR1截止切断用户电源，达到过电压保护目的；欠电压信号由电阻R1、R2分压获得，当电压低于允许值时，集成电路IC21输出高电平，从而使集成电路IC23输出高电平，使三极管T5截止，实现欠压保护。有功电能计量电路3包括集成电路IC3-IC13、二极管D10-D11、步进电机M1、机械计数器JJ；集成电路IC4的输入端与电压采样电阻R11、R12及集成电路IC3的输出端相连，集成电路IC3的输入端与电子开关T1相连，集成电路IC4的输出端与由集成电路IC5-IC13、三极管T2、二极管D10、D11、步进电机M1组成的V/F转换及显示驱动电路相连；被测电压经电压采样电阻R11、R12后，通过整流滤波器送入乘法器IC4，被测电流经采样电阻R10和集成电路IC1、电子开关T1和集成电路IC3等组成的有源滤波电路后，送入乘法器IC4，乘法器IC4的输出信号送入V/F转换、分频和步进电机驱动电路，实现有功电能的计量和显示。无功功率补偿调节电路5包括集成电路IC14-IC20、场效应管T3、三极管T4、步进电机M2；集成电路IC14的输入端与电子开关T1相连，其输出端与集成电路IC15的负输入端相连，集成电路IC15的输出端与集成电路IC16的输入端和由集成电路IC17、场效应管T5、集成电路IC18等组成的V/F变换器相连，集成电路IC16的输出经三极管T4与集成电路IC19相连，集成电路IC18的输出端与集成电路IC19的输入端相连，集成电路IC19的输出端与集成电路IC20的输入端相连，集成电路IC20的输出端与步进电机M2相连，步进电机M2与可调电容器C3相连；由电子开关T1输出的电压经集成电路IC14、IC15后分成两路，一路经由集成电路IC17、IC18场效应管T3等组成的V/F变换器，送入集成电路IC19，控制步进电机M2旋转角度的大小，另一路经由集成电路IC16、三极管T4等组成的控制电路，送入集成电路IC19，控制步进电机M2的旋转方向，集成电路IC19接受前级输入的旋转角度大小和方向的控制信号后，送入集成电路IC20，驱动步进电机，实现外接电容器容量的调节。K2为负载开关，电阻R13、电感L6、电容C2为等效负载。

Claims

1、一种多功能家庭节电电能管理装置，包括电源电路4，其特征在于它还包括保护与控制电路1、电流电压采样电路2、有功电能计量电路3、无功功率补偿调节电路5；保护与控制电路1的输出端与负载相连，电流电压采样电路2的输入端与负载相连，其输出端与有功电能计量电路3、无功功率补偿调节电路5的输入端相连。

2、根据权利要求1所述的多功能家庭节电电能管理装置其特征在于：

a)保护与控制电路1包括电感元件L1-L5、集成电路IC21-IC24、二极管D1-D9、三极管T5、双向晶闸管SCR1-SCR2、电阻R1-R7，双向晶闸管SCR1接在用户电源电路中，其门极与另一双向晶闸管SCR2相连，双向晶闸管SCR2则通过三极管T5与集成电路IC23的输出极相连，线圈L1、L2、L4接在用户电源电路中，线圈L3与集成电路IC24的正输入端相连，线圈L5与集成电路IC22的正输入端和电阻R5相连，集成电路IC21的负输入端与电阻R1、R2相连，电阻R1、R2的另一端与用户电源和测试开关K1相连，电阻R3、R4的一端与用户电源相连，其另一端与集成电路IC21的输出极相连，集成电路IC21、IC22、IC24的输出端与集成电路IC23的正输入端相连；

b)电流电压采样电路2包括电阻R10-R12、集成电路IC1-IC2、电子开关T1，电流采样电阻R10并接在集成电路IC1的输入端，集成电路IC2的输入端与负载及电压采样电阻R11、R12相连，集成电路IC1、IC2的输出端与电子开关T1相连；

c)有功电能计量电路3包括集成电路IC3-IC13、二极管D10-D11、步进电机M1、机械计数器JJ，集成电路IC4的输入端与电压采样电阻R11、R12及集成电路IC3的输出端相连，集成电路IC3的输入端与电子开关T1相连，集成电路IC4的输出端与包括有集成电路IC5-IC13、三极管T2、二极管D10、D11、步进电机M1、机械计数器JJ的V/F转换及显示驱动电路相连；

d)无功功率补偿调节电路5包括集成电路IC14-IC20、场效应管T3、三极管T4、步进电机M2，集成电路IC14的输入端与电子开关T1相连，其输出端与集成电路IC15的负输入端相连，集成电路IC15的输出端与集成电路IC16的输入端和包括有集成电路IC17、场效应管T5、集成电路IC18等组成的V/F变换器相连，集成电路IC16的输出端经三极管T4与集成电路IC19相连，集成电路IC18的输出端与集成电路IC19的输入端相连，集成电路IC19的输出端与集成电路IC20的输入端相连，集成电路IC20的输出端与步进电机M2相连，步进电机M2与可调电容器C3相连。