限電器

限電器

電，是工農業生產和人民生活必不可少的能源。而今卻普遍存在著電力資源不足的現象，給生產與生活帶來了極大的不便。如果能限制人們超量用電，無疑既保證了生產與人們生活的正常用電，又能避免浪費，實現了節約用電。

限電器是對一定功率范圍內的用戶進行用電量限制。把限電器串入用戶的電源中，根據用電指標調整好用電功率，若用戶的用電量超過規定功率時，限電器立即切斷該戶的電源，併發出超電量（負荷）的報警，提醒用戶降低超電負荷；與此同時，電路本身將隔一定時間對用電負荷檢測一次，直到該用戶的用電負荷低於規定功率，方能自動恢複正常供電。

1．電路工作原理

限電器的電路如圖44—1所示，它是由超負荷檢測電路、延時檢測電路、報警發聲電路及橋式整流穩壓電路組成的。

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圖44-1

圖中，電抗變換器LH與橋式整流二極管D5~D8、電容C3、電阻R2和電位器W組成超負荷檢測電路。當用戶在正常負荷下用電時，通過負載的電流經電抗變換器LH的初級，在LH的次級將感應出一定數值的電壓，該電壓經D5～D8整流後加在電阻R1、R3上，於是在R3上產生一個上負下正的電壓降UCA，此電壓將使三極管BG1的基極（即B點）電位降低，使BG1承受一個反向偏壓。與此同時，電源經電容C1降壓、D1～D4橋式整流和C2、DW穩壓濾波，輸出的12V直流電經電阻R2，給BG1管的基極加上一個正向偏壓。可見BG1導通與否，是受正、反向兩個偏壓聯合作用決定的在正常情況下，由于負偏壓數值較小，主要是12V電源形成的正向偏壓起作用，則BG1在正向偏壓作用下，始終處于導通狀態，而BG2則處于截止狀態，繼電器J1不動作，其常開觸點J1-1斷開延時檢測電路及報警電路的電源，後部電路不工作。

當用戶的用電超負荷時，流過電抗變換器LH初級的電流增加，LH的次級電壓隨之提高，經整流後，R3兩端的電壓降UCA上升，使BG1基極電位下降，即反向偏壓起作用，導致BG1由導通變截止，BG2基級電位升高，由截止變導通，J1得電動作，其上常開觸點J1-1閉合，使12V直流電源加在延時檢測與報警電路上，發出報警聲響，警告用戶減輕用電負荷。此時，12V電源通過電阻R6、電位器W2向電容C5充電，由于C2兩端電壓不能突變，剛開始時BG3的發射極電位低於基極電位，BG3、BG4均截止，12V電源經電阻R9加到繼電器J2線圈上，J2吸合，其常開觸點J2-1閉合，形成自保，而常閉觸點J2-2斷開，切斷電源，停止向用戶供電。

當C5上的充電電壓上升到BG3的發射極電位高於基極電位時，BG3、BG4立即導通，使流過J2的電流旁路，J2釋放，J2-2閉合，電網向用戶供電；J2-1斷開後部電路電源，延時檢測及報警均停止工作。當J2-2閉合後，若用戶電量仍處在超負荷狀態，上述過程將重複發生，這樣便實現了每隔一定時間檢測一次，直至超負荷降到規定負荷，電網才能正常供電。

報警發聲電路是借助于音樂集成塊發出音樂報警聲。二極管D9～D11的作用是產生勢壘電壓，向音樂集成電路提供3V左右的電壓，使音樂集成塊工作。電容C7是改善發音的音質。

2．元件選擇及調試

LH為電抗變換器，是限電器的關鍵元件，其磁環的大小應依據限定的功率選定。磁環可以選用MXO?000型，初級用φ0．8mm漆包線繞15圈，次級用Φ0．17mm漆包線繞200圈。若無磁環，LH可用GEI(19)型鐵芯或5W電鈴變壓器的鐵芯統制。先繞次級繞組，墊上3～5層絕緣紙，再繞初級繞組。初級繞組用Φ1．4～1．6mm高強度漆包線繞6～8圈；次級繞組用Φ0．16～0．18mm高強度漆包線繞1000～1200圈。

繼電器J1、J2的工作電壓為12V，其中J2應選用觸點容量較大的。

Dw為穩壓管，穩壓值為12V。

D1～D11為二極管，可選用2CZ型或1N4001。

音樂集成電路，選用Cw9300或KD?53等型。

BG1、BG2和BG4，為NPN型三極管，選用3DG6或9014，β＞80。

BG3為PNP型三極管，選用3AX31或9015。

Y為0．25W、8Ω小口徑揚聲器。

BX為保險絲，額定電流為0．5A。

R1、R7、R8100ΩR2、R522kΩ

R31kΩR42kΩ

R66．8kΩR9220Ω

W1電位器（或半可調電阻）10kΩ

W2電位器（或半可調電阻）470kΩ

C10．47μF，耐壓為400V

C2100μFC3、C433μF

C5470μFC60.22μF

C710μF

調節W1，可確定限定功率。

調節W2，確定每一次檢測的間隔時間。

所有元器件都焊在印刷電路板上，再放置在盒子裏，並安裝在電度表附近。為了讓用戶知道是因超負荷而斷電，揚聲器最好通過引線放置在室內，以及時提醒用戶盡快減少用電負荷。

限電器的印刷電路如圖44—2所示。

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圖44-2