[其他]无源自动限电器

说明书

本实用新型是一种限制单相用电器负载功率容量的装置，特别是小功率用电器负载的限电装置。

现在使用的限电器装置都是有源的，要消耗一些电能，而且都是用在厂矿企业生产中的大功率用电器负载上。在厂矿企业集体宿舍及学校的学生宿舍，由于没有合适的限电装置，就存在一些使用大功率用电器负载的现象。例如，有的厂矿企业和学校规定，集体宿舍不准烧电炉，但还是有烧电炉的现象存在。有的还因用电器负载功率过大而引起烧坏电源线的事故发生。

本实用新型的目的是提供一种可根据用电器负载的功率大小自动作断开与恢复动作，并可控制一个房间用电器负载功率大小的无源自动限电器。当一个房间的用电器负载功率过大，负载电流超过一定值时，就能起到自动断电作用。拿掉用电器负载，电源又恢复正常。只要用电器负载的负载电流不超过一定值，就能保证电源正常工作。

现结合附图对本实用新型作出说明：

附图为处于正常工作状态下的无源自动限电器。它包括一个由电流互感器HL、D1～D4组成的全波整流装置及滤波电容C组成的直流电源；一个由可调电阻Rx、场效应管BG、继电器J、二极管D5、电阻R和二极管D6组成的开关控制电路。R_L为负载。D1～D4组成的全波整流装置接在电流互感器HL的次级；滤波电容C和可调电阻Rx并联后接在整流装置的正负极之间，电容C的正极接整流装置的正极，电容C不但起滤波作用，又作为场效应管BG的工作电源，电容C储存的电荷必须能使继电器J可靠地工作，电容C还作为二极管D6整流后的滤波电容，以保证场效应管BG可靠工作，这就要求电容C有较大的容量。对于100～500W的限电器来讲，电容C的取值一般在100μF～220μF之间，最好是220μF；保护二极管D5与继电器J并联后负端接在直流电源的正极，另一端与场效应管的源极D相接，保护二极管D5是当继电器J释放瞬时电压起到对场效应管BG的保护作用；场效应管BG的控制极G与可调电阻的活动端相接，漏极S与直流电源的负极相接；R    和D6串联后跨接在继电器静触头J1－1～J1－2之间。D1～D4组成的整流装置也可采用半波整流装置。

无源自动限电器的工作原理是：市电电流通过电流互感器HL的原级线圈N1产生励磁电流变化，在次级线圈N2上产生互感电动势U_M2，U_M2的大小决定于IN1的变化率及次级线圈N2之间的互感，即：

U_M2＝M₂(△i₁)/(△t)

U_M2为互感电压，M2为次级线圈N2的电感。

△_i1为线圈变化电流、△t为时间。

根据电流互感原理，U_M2的大小取决于△_i1，当用电器负载RL功率过大，△_i1也要增大，随着△_i1的增大，U_M2也增大。U_M2经整流滤波为直流电压，滤波后的直流电压也是随着△_i1的增大而增大，当U_M2达到一定值时，使场效应管BG导通工作，促使继电器J动作。这时，继电器J的触头J_1－1断开，J_1－2闭合；J_2－1断开，J_2－2闭合，以达到切断电源的目的。无源自动限电器的控制电流是由继电器J的两组触头J1、J2输出，当△_i1增大到一定值时，继电器J吸合触头换相达到无源自动限电器自稳状态，其电流方向为J_1－1→R→D6→RL→J_2－1→C滤波后稳定工作电压，这时只要将用电器负载RL拿掉，无源自动限电器又恢复常态工作。只要用电器负载功率保证在一定范围内，就能使无源自动限电器维持常态工作。一但负载功率过大，无源自动限电器就自动切断电源。

本实用新型提供的无源自动限电器结构简单，体积小，成本低，工作可靠，限电器本身不耗能。可根据每个房间用电器负载功率的大小，做成不同型号的无源自动限电器，从而用来控制每个房间的用电器负载功率。

实施例：100～500W无源自动限电器

电流互感器HL的铁芯采用E₁₂型铁芯，N1线径为φ1.33mm的漆包线，30T；N2线径为φ0.1mm的漆包线，2000T。D1～D4为2Ap6；D5为2Cp二极管；D6为2Cp25二极管；R电阻值为12k；Rx电阻值为22k；继电器J采用JRX－13F型灵敏继电器；BG采用3D001场效应管；电容C为220μF。将上述元器件装在印刷线路板上，用塑料盒或金属盒封装。调整Rx的电阻值，可整定限电器的工作值。