Устройство для ограничения мощности потребляемой энергии
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для предотвращения использования нелимитированного количества электроэнергии. Технический результат заключается в повышении надежности устройства и удобства в настройке и эксплуатации. Для этого устройство содержит датчик потребляемой мощности, блок определителя перегрузки, силовой коммутатор, счетчик включений, интегратор, индикатор перегрузки, компаратор, элемент ИЛИ и цифровой индикатор, причем первый вход цифрового индикатора соединен с входом Uоп. блока определителя перегрузки, а второй вход соединен с выходом блока определителя перегрузки и входом интегратора, выход которого соединен с индикатором перегрузки и с входом компаратора, выход которого соединен с входом счетчика включений и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетчика включений и индикатором аварийного отключения, а выход через переключатель с входом управления силового коммутатора, выходы которого соединены с нагрузкой потребителя, а входы соединены с источником питания, кнопкой принудительного включения и выходом датчика потребляемой мощности, другие выходы которого соединены с блоком определителя перегрузки, а входы с трехфазной сетью питания.
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к области устройств, предназначенных для предотвращения использования нелимитированного количества электроэнергии.
Известно устройство для ограничения мощности потребляемой энергии (RU, патент на изобретение 
214711 Н02Н 3/093, Н02Н 9/02)
содержащее датчик потребляемой мощности, блок определителя перегрузок, ждущий мультивибратор, блок формирователя отключения, первый триггер, блок повторного включения и силовой коммутатор, причем вход датчика потребляемой мощности выполнен с возможностью соединения с электрической сетью, первый выход датчика потребляемой мощности соединен с входом блока определителя перегрузки, первый выход блока определителя перегрузки посредством ждущего мультивибратора соединен с первым входом блока формирователя отключения, второй выход блока определителя перегрузки соединен со вторым входом блока формирователя отключения, выход блока формирователя отключения соединен с первым входом первого триггера, при этом сигнал с первого триггера отключает силовой коммутатор, на второй вход которого поступает сетевое напряжение, выход которого выполнен с возможностью подключения к потребителю, при этом сигнал с первого триггера поступает на блок повторного включения, на котором задана временная задержка повторного включения силового коммутатора.
Основными недостатками известного устройства являются низкая надежность, обусловленная сложностью схемы и неудобство в настройке и эксплуатации из-за необходимости применения при настройке дополнительного прибора - вольтметра, показания которого необходимо переводить в единицы мощности, а также из-за отсутствия информации о величине перегрузки, что не дает возможность пользователю оперативно отключить достаточную часть нагрузки при включении индикатора перегрузки или аварийного отключения.
Техническим результатом от использования заявленной полезной модели является повышение надежности устройства за счет упрощения схемы и повышение удобства при настройке и эксплуатации за счет введения в схему цифрового индикатора и индикатора перегрузки.
Достигается указанный технический результат тем, что в устройстве для ограничения мощности потребляемой энергии, содержащем датчик потребляемой мощности, блок определителя перегрузки, силовой коммутатор, счетчик включений, отличающийся тем, что в устройство дополнительно введены интегратор, индикатор перегрузки, компаратор, элемент ИЛИ и цифровой индикатор, причем первый вход цифрового индикатора соединен с входом Uоп. блока определителя перегрузки, а второй вход соединен с выходом блока определителя перегрузки и входом интегратора, выход которого соединен с индикатором перегрузки и с входом компаратора, выход которого соединен с входом счетчика включений и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетчика включений и индикатором аварийного отключения, а выход через переключатель с входом управления силового коммутатора, выходы которого соединены с нагрузкой потребителя, а входы соединены с источником питания, кнопкой принудительного включения и выходом датчика потребляемой мощности, другие выходы которого соединены с блоком определителя перегрузки, а входы с трехфазной сетью питания.
Представленная схема поясняет заявленное техническое решение.
Устройство для ограничений мощности потребляемой энергии содержит датчик потребляемой мощности 1, блок определителя перегрузки 2, интегратор 3, компаратор 4, цифровой индикатор 5, служащий как для определения значения максимально допустимой мощности потребляемой электроэнергии, так и для определения значения превышения мощности нагрузки в реальном времени, переменный резистор 6, переключатель 7, элемент ИЛИ 8, силовой коммутатор 9, кнопка принудительного включения 10, блок питания 11 с индикатором 12, счетчик включений 13, индикатор аварийного отключения 14, индикатор перегрузки 15.
Цифровой индикатор 5 содержит аналого-цифровой преобразователь, преобразующий величину напряжения, подаваемого с резистора 6 или с выхода блока определителя перегрузки 2 в единицы мощности. Кроме того цифровой индикатор 5 имеет энергонезависимую память на запись всех отключений, например, за месяц и связь с внешним регистратором.
Остальные элементы схемы особых пояснений не требуют.
Устройство работает следующим образом.
Переменным резистором 6 по показаниям цифрового индикатора 5 устанавливаем максимально допустимую мощность потребляемой электрической энергии. Соответствующее напряжение поступает на вход Uоп. определителя перегрузки 2. Ток нагрузки, проходя через трансформатор тока датчика потребляемой мощности 1, преобразуется в напряжения, поступающие на входы Ua; Uв; Uc определителя перегрузки 2, в котором эти напряжения сравниваются с Uоп. В случае, если напряжения Ua; Uв; Uc превышают Uоп. то напряжение превышения поступает на вход интегратора 3, имеющего соответствующую постоянную времени, необходимую для задержки отключения силового коммутатор 9 на время прохождения пусковых токов, импульсных помех, случайных бросков напряжения в электрической сети. В случае устойчивого поступления сигнала превышения нагрузки, интегратор 3 соответственно с выдержкой времени заряжается до величины напряжения, превышающее пороговое напряжение компаратора 4. Компаратор 4 переходит при этом в верхнее устойчивое положение, на его выходе появляется высокий уровень напряжения (логическая 1). Напряжение логической 1 поступает на первый вход элемента ИЛИ 8 и на вход счетчика 13. На выходе элемента ИЛИ 8 образуется высокий уровень напряжения (логическая 1), который, поступая через замкнутый контакт переключателя 7 на вход управления силового коммутатора 9, отключает его.
Для своевременных предупредительных действий пользователя, к выходу интегратора 3 подключен индикатор перегрузки 15, реагирующий на повышение напряжения на выходе интегратора 3. с первого момента появления перегрузки. За время выдержки, получаемое с помощью интегратора, пользователь сможет оценить величину перегрузки по цифровому индикатору 5 и снизить нагрузку путем отключения части потребителей электроэнергии. В этом случае напряжение на выходе интегратора 3 будет снижаться и соответственно не достигнет порогового уровня компаратора 4 т.е. силовой коммутатор 9 не отключится.
Если силовой коммутатор 9 отключился, то ток нагрузки равен нулю, напряжение с блока определителя перегрузки 2 также падает до нуля. При этом начинает разряжаться интегратор 3, напряжение на его выходе с выдержкой времени (выдержка необходима для отключения пользователем части нагрузки) падает до уровня, соответствующего переходу компаратора 4 в нижнее устойчивое положение. Таким образом, на выходе компаратора 4 появляется низкий уровень напряжения (логический 0). Логический 0, поступая на первый вход элемента ИЛИ 8, обеспечивает на выходе этого элемента низкий уровень напряжения. Этот сигнал низкого уровня напряжения поступает на вход управления силового коммутатора 9 и включает его.
Счетчик 13 подсчитывает количество отключений и, при достижении заданного количества, на выходе счетчика появляется логическая 1, которая, поступив на второй вход элемента ИЛИ 8, выдает на выходе этого элемента высокий уровень напряжения, который, поступив на вход управления силового коммутатора 9, отключает его и запрещает дальнейшее включение силового коммутатора 9 в автоматическом режиме. Одновременно при этом с выхода счетчика 13 подается сигнал на включение индикатора аварийного отключения 14.
Переключатель 7 служит для отключения работы устройства в автоматическом режиме (сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 при отключенном переключателе 7 на вход силового коммутатора 9 не поступает), при этом управление силовым коммутатором 9 производится вручную, с помощью кнопки принудительного включения 10.
Устройство для ограничения мощности потребляемой энергии, содержащее датчик потребляемой мощности, блок определителя перегрузки, силовой коммутатор, счетчик включений, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены интегратор, индикатор перегрузки, компаратор, элемент ИЛИ и цифровой индикатор, причем первый вход цифрового индикатора соединен с входом Uоп блока определителя перегрузки, а второй вход соединен с выходом блока определителя перегрузки и входом интегратора, выход которого соединен с индикатором перегрузки и с входом компаратора, выход которого соединен с входом счетчика включений и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетчика включений и индикатором аварийного отключения, а выход через переключатель с входом управления силового коммутатора, выходы которого соединены с нагрузкой потребителя, а входы соединены с источником питания, кнопкой принудительного включения и выходом датчика потребляемой мощности, другие выходы которого соединены с блоком определителя перегрузки, а входы с трехфазной сетью питания.
