帶有負(fù)載功率顯示的智能惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)涉及一種惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置，特別是一種帶有負(fù)載功率顯示的智能惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置，包括信號(hào)采集單元、比較單元、電能計(jì)量單元、控制單元、聲光報(bào)警單元和顯示單元，其中信號(hào)采集單元由電壓采樣電阻R5、RP1，電流采樣電阻R1組成，比較單元由比較模塊LM339?U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，電能計(jì)量單元由電能計(jì)量模塊AD7755?U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2?U5組成，控制單元由單片機(jī)控制模塊STC12C2052?U3和繼電器K1組成，本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)能夠有效判斷負(fù)載是否為惡性負(fù)載，避免系統(tǒng)的誤動(dòng)作，在惡性負(fù)載移除后能夠自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，且能夠連續(xù)調(diào)節(jié)惡性負(fù)載的門(mén)限功率，使用方便，應(yīng)用范圍廣。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種具有電能與功率計(jì)量、惡性負(fù)載功率顯示、阻性惡性負(fù)載識(shí)另IJ，并帶有聲光報(bào)警及保護(hù)功能的裝置，屬惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置。
技術(shù)介紹
目前，在一些學(xué)校和工廠中，學(xué)生和職工在宿舍內(nèi)經(jīng)常使用大功率的用電設(shè)備，使得電線過(guò)快老化或超負(fù)荷運(yùn)行，從而給宿舍的用電安全帶來(lái)隱患甚至引發(fā)火災(zāi)。目前，針對(duì)學(xué)生公寓及職工宿舍的安全用電問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外已有一些相應(yīng)的用電保護(hù)裝置，其主要功能是通過(guò)這些裝置在一定程度上限制用電設(shè)備的功率，然而這些用電保護(hù)裝置常常存在一定的缺陷如(I)對(duì)于某些用電設(shè)備，由于其啟動(dòng)時(shí)功率要遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行時(shí)的功率，這可能造成用電保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)作；(2) —些用電保護(hù)裝置不能對(duì)負(fù)載的性質(zhì)進(jìn)行判斷，即無(wú)法 區(qū)分阻性負(fù)載、容性負(fù)載及感性負(fù)載，使得一些具有容性及感性的負(fù)載無(wú)法正常工作。(3)一些用電保護(hù)裝置在動(dòng)作后，需要人工對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，從而浪費(fèi)了人力資源，同時(shí)帶來(lái)了使用上的不便，從而限制了此裝置的大規(guī)模應(yīng)用。(4) 一些用電保護(hù)裝置在設(shè)定完門(mén)限功率后無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，這給裝置在不同場(chǎng)合及情況下的應(yīng)用帶來(lái)了不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種應(yīng)用范圍廣、設(shè)計(jì)合理、功能強(qiáng)大的惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置。為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是包括信號(hào)采集單元、比較單元、電能計(jì)量單元、控制單元、聲光報(bào)警單元和顯示單元，所述的信號(hào)采集單元由電壓采樣電阻R5、RPl和電流采樣電阻Rl組成，用于實(shí)時(shí)采集負(fù)載的電流和電壓，所述的比較單元由比較模塊LM339 U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負(fù)載的性質(zhì)，并判斷負(fù)載是否為惡性負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為惡性時(shí)輸出惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)，電能計(jì)量單元由電能計(jì)量模塊AD7755U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，用于計(jì)算負(fù)載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元由單片機(jī)控制模塊STC12C2052U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時(shí)將負(fù)載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示，聲光報(bào)警單元由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當(dāng)識(shí)別出惡性負(fù)載后，該系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動(dòng)器Q6 Q9組成，在惡性負(fù)載情況下顯示惡性負(fù)載的功率。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是(I)本技術(shù)能夠?qū)ω?fù)載的性質(zhì)進(jìn)行判斷，即能夠判斷負(fù)載為容性、阻性或感性，只有當(dāng)負(fù)載的有功功率超過(guò)設(shè)定的門(mén)限功率時(shí)，該裝置才啟動(dòng)報(bào)警和保護(hù)功能；(2)本技術(shù)能夠?qū)τ秒娫O(shè)備啟動(dòng)時(shí)造成的負(fù)載過(guò)大與惡性負(fù)載進(jìn)行判別，從而有效避免系統(tǒng)的誤動(dòng)作；(3)本技術(shù)在惡性負(fù)載移除后能夠自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，恢復(fù)系統(tǒng)供電，有效節(jié)約了人力成本；(4)本技術(shù)能夠連續(xù)調(diào)節(jié)惡性負(fù)載的門(mén)限功率，并且對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)境門(mén)限功率可重新設(shè)置，因此使用更為方面，應(yīng)用范圍更廣。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)原理框圖；圖2是本技術(shù)功率比較單元LM339模塊電路原理圖；圖3是本技術(shù)電能計(jì)量單元AD7755模塊電路原理圖；圖4是本技術(shù)控制單元STC12C2052模塊電路原理·圖5是本技術(shù)顯示單元MT05641BR模塊電路原理圖；圖6是本技術(shù)電路原理總圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。由圖I-圖6可知，本技術(shù)包括信號(hào)采集單元I、比較單元2、電能計(jì)量單元3、控制單元4、聲光報(bào)警單元5和顯示單元6，所述的信號(hào)采集單元I由電壓采樣電阻R5、RP1和電流采樣電阻Rl組成，用于實(shí)時(shí)采集負(fù)載的電流和電壓，所述的比較單元2由比較模塊LM339U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負(fù)載的性質(zhì)，并判斷負(fù)載是否為惡性負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為惡性時(shí)輸出惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)，電能計(jì)量單元3由電能計(jì)量模塊AD7755U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，用于計(jì)算負(fù)載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元4由單片機(jī)控制模塊STC12C2052U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時(shí)將負(fù)載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示，聲光報(bào)警單元5由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當(dāng)識(shí)別出惡性負(fù)載后，該系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動(dòng)器Q6 Q9組成，在惡性負(fù)載情況下顯示惡性負(fù)載的功率。所述的信號(hào)采集單元中R5的一端與火線相連，另一端經(jīng)滑動(dòng)變阻器RPl和電阻R14分別與AD7755 Ul及LM339 U2相連。電阻Rl串聯(lián)在零線中用于測(cè)量負(fù)載電流并以電壓的方式輸出。所述的比較單元中芯片LM339經(jīng)電阻R13與滑動(dòng)變阻器RP2的中心端相連，且與光電耦合器TLP521-2設(shè)有信號(hào)通道，調(diào)節(jié)RP2滑動(dòng)端的位置可以調(diào)整惡性負(fù)載的門(mén)限功率。所述的電能計(jì)量單元中芯片AD7755 Ul與短路跳線S5 SI的中心端相連接，用于調(diào)整AD7755 Ul的工作模式，所述的聲光報(bào)警單元中的三極管Q5用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器SPEAKER。所述的控制單元中的芯片STC12C2052 U3與TLP521-2設(shè)有信號(hào)通道，用于接收經(jīng)光電耦合器TLP521-2隔離后的惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)和負(fù)載功率脈沖信號(hào)，芯片STC12C2052U3經(jīng)8個(gè)限流電阻分別與4位數(shù)碼管MT05641BR U4相連。本技術(shù)由信號(hào)采集單元、比較單元、電能計(jì)量單元、控制單元、聲光報(bào)警單元和顯示單元組成。信號(hào)采集單元由電壓采樣電阻R5、RPl,電流采樣電阻Rl組成，比較單元由比較模塊LM339U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，電能計(jì)量單元由電能計(jì)量模塊AD7755 Ul和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2U5組成，控制單元由單片機(jī)控制模塊STC12C2052 U3和繼電器Kl組成，聲光報(bào)警單元由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動(dòng)器Q6 Q9組成。信號(hào)采集單元中R5的一端與火線相連，另一端經(jīng)滑動(dòng)變阻器RPl和電阻R14分別與AD7755 Ul的8腳及LM339 U2的4、5腳相連。電阻Rl串聯(lián)在零線中用于測(cè)量負(fù)載電流并以電壓的方式輸出，Rl的一端經(jīng)R3與AD7755 Ul的6腳相連，另一端與LM339 U2的9腳相連，并經(jīng)R2與AD7755U1的5腳相連。比較單元中芯片LM339的3腳接+12V電源，7腳經(jīng)電阻R13與滑動(dòng)變阻器RP2的中心端相連，調(diào)節(jié)RP2滑動(dòng)端的位置可以調(diào)整惡性負(fù)載的門(mén)限功率，比較單元中芯片LM339的13腳為惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)輸出端，該腳接光電稱(chēng)合器TLP521-2的3腳。電能計(jì)量單元中芯片AD7755 Ul的1、2腳接+5V電源，22腳為脈沖輸出端CF，經(jīng)RlO和發(fā)光二極管DO與TLP521-2的I腳相連，芯片AD7755U1的12 16腳與短路跳線S5 SI的中心端相連接，用于調(diào)整AD7755 Ul的工作模式。聲光報(bào)警單元中的三極管Q5用于驅(qū)動(dòng)蜂鳴器SPEAKER發(fā)出報(bào)警聲音，Q5的基極與控制器STC12C2052 U3的P3. O引腳相連，發(fā)光二極管D4的陽(yáng)極經(jīng)限流電阻R34接+5V電源，D4的陰極接控制器STC12C2052 U3的P3. O引腳。控制單元中的芯片STC12C2052 U3的20腳接+5V電源，6、7腳分別與TLP5本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種帶有負(fù)載功率顯示的智能惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置，包括信號(hào)采集單元(1)、比較單元(2)、電能計(jì)量單元(3)、控制單元(4)、聲光報(bào)警單元(5)和顯示單元(6)，其特征在于：所述的信號(hào)采集單元(1)由電壓采樣電阻R5、RP1和電流采樣電阻R1組成，用于實(shí)時(shí)采集負(fù)載的電流和電壓，所述的比較單元(2)由比較模塊LM339？U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負(fù)載的性質(zhì)，并判斷負(fù)載是否為惡性負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為惡性時(shí)輸出惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)，電能計(jì)量單元(3)由電能計(jì)量模塊AD7755？U1和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521？2？U5組成，用于計(jì)算負(fù)載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元(4)由單片機(jī)控制模塊STC12C2052？U3和繼電器K1組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時(shí)將負(fù)載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示，聲光報(bào)警單元(5)由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當(dāng)識(shí)別出惡性負(fù)載后，該系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR？U4及其驅(qū)動(dòng)器Q6～Q9組成，在惡性負(fù)載情況下顯示惡性負(fù)載的功率。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶有負(fù)載功率顯示的智能惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置，包括信號(hào)采集單元(I)、比較單元(2)、電能計(jì)量單元(3)、控制單元(4)、聲光報(bào)警單元(5)和顯示單元(6)，其特征在于所述的信號(hào)采集單元(I)由電壓采樣電阻R5、RPl和電流采樣電阻Rl組成，用于實(shí)時(shí)采集負(fù)載的電流和電壓，所述的比較單元(2)由比較模塊LM339 U2及門(mén)限功率設(shè)置電位器RP2組成，用于判斷負(fù)載的性質(zhì)，并判斷負(fù)載是否為惡性負(fù)載，當(dāng)負(fù)載為惡性時(shí)輸出惡性負(fù)載識(shí)別信號(hào)，電能計(jì)量單元(3)由電能計(jì)量模塊AD7755 Ul和光電轉(zhuǎn)換模塊TLP521-2 U5組成，用于計(jì)算負(fù)載消耗的電能并以脈沖的形式輸出，控制單元(4)由單片機(jī)控制模塊STC12C2052 U3和繼電器Kl組成，用于控制用電系統(tǒng)電源的通或斷，同時(shí)將負(fù)載消耗的電能送入顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示，聲光報(bào)警單元(5)由發(fā)光二極管D4、蜂鳴器SPEAKER和三極管Q5組成，當(dāng)識(shí)別出惡性負(fù)載后，該系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警提示，顯示單元由四位數(shù)碼管MT05641BR U4及其驅(qū)動(dòng)器Q6 Q9組成，在惡性負(fù)載情況下顯示惡性負(fù)載的功率。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有負(fù)載功率顯示的智能惡性負(fù)載識(shí)別與保護(hù)裝置，其特征...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范繼祥，尹燕宗，蔡琳，張子銳，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：哈爾濱師范大學(xué)，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：