专利名称：微自耗电力限量器的制作方法
本案申请的是一种微自耗电力限量器的发明专利。
安装电力限量器的目的，是为了安全用电和节约用电。目前公知公用的电力限量器，有的性能优良、功能齐全，但复杂昂贵，只适用于电力枢纽和用电大户;有的结构简单、价格适中、使用方便，但自耗较大，抵销了一部分节电的效果;有一项公告号为CN2054223U、名称为无自身功耗的电力定量保安器的实用新型，除有前述优点外，构思也积极可取。但实际上不可能无自身功耗，而且自耗并不小。本发明的目的，是提供一种适用于中、小用电户的，结构简单、价格便宜、故障少、寿命长，使用方便，且自身功耗低微的电力限量器。
本发明的解决方案是用限定用户负荷电流的办法，来限定用电量。采用一套在用户不用电期间无自耗，在用电和超荷报警期间微自耗的装置。其中包括一个使用灵敏电流继电器的采样和比较装置;一个使用RC电路，且该电容器兼作贮能元件的延时装置;一个使用双稳态继电器的执行装置;以及报警装置，等。
图1是一个实施例。其中Usr为用户输入端交流电压，Ufz为用户负荷端交流电压，I为负荷电流。L1和常开接点1、2组成灵敏电流继电器J1，兼有采样和比较的功能。J1可采用ZL87214284的技术。在保证1、2间不因距离太近而放电的条件下，吸合安匝数可调为12。设限定电流值为2A，则直接绕在干簧管上的线圈L1为6匝。在用户不用电期间，L1上当然无功耗。当I＝2A，L1上的压降不足2mV，功耗不足4mW。调整干簧管、永久磁铁和L1之间的相对位置，附加或撤除不同剩磁的永久磁铁，改变L1的匝数，都可改变J1的灵敏度，以设定不同的限流值。J1在工作中会产生抖动，但无妨碍。
当I≥设定值后，J1吸合，报警电路工作。D3半波整流R4、C2、D4产生弛张振荡。R5、SCR2进行开关放大。压电扬声器YD的音量和R5值有关。实测I2≈0.6mA。也可使用其他形式的或较大功率的电路，还可按公知的方法加设灯光报警。尽管功耗相对增大，但报警时间很短，平均功耗仍很小。用户在感知报警后，如把负荷降至限定值以下，J1即断开，报警停止。
C1R2组成延时电路。R3为泄放电阻。D1、R1、J2、SCR1组成执行电路。J1闭合后，D2半波整流，I1经R2向C1充电，把电能贮存于C1中。当C1端电压使D1、SCR1触发导通时，C1经L2迅速放电。J2的接点3、4断开，切断Ufz。如D1的导通电压为40V，则综合电路其他参数，时延约90秒。I3峰值可达0.3A，但I1仅约0.1mA。平均功耗约10mW。可见图1电路在超荷报警状态下的总自耗，不到80mW。比任何公知公用的电力限量器的自耗都小。
J2为双稳态继电器，可用同向脉冲励磁，使其状态翻转。当接点3、4断开后，3、5接通。D5取代D2。在延迟一段时间后，J2翻转，自动恢复供电。此时，如用户仍超荷，则上述过程将反复。AN为机械按钮，可用人工使J2状态翻转，供检查或人工控制用。如撤除接点5和D5，则J2只能用人工复位。
为了便于电业管理，可加设超荷次数累计装置。该装置可使用步进电机驱动机械计数器，或用电子计数及显示的公知办法来解决。
通常，J2接点的分断能力较低。要扩展容限，可用J2去控制供电系统的接触器或自动开关。也可配用电流互感器，把它的次级绕组接于L1。
使用双稳态继电器是本发明的关键。这种继电器兼有脉冲式继电器的典型功能和电磁式继电器的典型结构。脉冲式继电器的突出优点是节能。但其状态翻转必须正、反极性的脉冲励磁，使相关电路或装置复杂化。而且它的磁路必须使用矩磁材料或其他硬磁材料，增加了成本。而电磁式继电器虽结构简单，成本较低，但必须连续通电，功耗大。双稳继电器的目的，在于兼容它们的优点，克服它们的缺点。
双稳态继电器的解决方案是在电磁式继电器典型结构的基础上，加装一个闩锁机构，形成一个可用随意极性的脉冲励磁而实现状态翻转的装置。由于不依赖磁保持，故磁芯可使用廉价的软磁材料。
图2是双稳态继电器的一种结构。1～7为电磁继电器部份，8～15为闩锁机构部份。其中1为衔铁，2为回复簧，3为磁芯，4为励磁线包，5～7为转换接点;8为滑槽座，9为闩钉，10为连杆，11为拨簧，12为滑槽，13为心轴。10可以13为心在11作用下活动。14至15区间是一个缓坡。其余部份略。
图3示出闩钉在滑槽内运行的状况。
设继电器在6、7接通时为“闭”态，5、6接通时为“开”态;又设始态为“开”。这时9处于图3的A处。如给4通以幅值和宽度足够的脉冲电流，则1下吸。9沿12从A至B，如箭头示意。在11的作用下，又从B至C。此时1已达行程之末，在激励脉冲过后，将在2的作用下上移。于是9从C至D，继电器被闩锁在“闭”态。在第二个脉冲激励下，9将从D、E、F、G回至A。继电器从“闭”态翻转为“开”态。15处有一个台阶，G处高于A处，使9只能按设定方向运行。其它形式的闩锁机构，也可采用。本继电器要实现状态翻转，既可用同极性的脉冲励磁，也可用反极性的脉冲励磁。如加设短路环，也可用脉冲交流电励磁。如加设机械操作机构，如按钮、拉线、连杆等，还可兼用人力或其它外力控制。
本电力限量器在不超荷状态下，只有几毫瓦的自耗，其温升可略;而超荷报警直至断电的时间很短，平均功耗仍很小，且只是偶尔发生。加上电路简单，因而故障少，寿命长，管理使用方便，价格便宜，可广泛使用在中小用电单位和千家万户。其中的双稳态继电器，兼具脉冲继电器和电磁继电器的优点，可作为节能器件，使用于各种场合。
权利要求
1.一种微自耗电力限量器，由采样、比较、报警、延时、执行等装置组成。其特征是有一套在用户不用电期间无自耗，在用电和超荷报警期间微自耗的装置。
2.依据权利要求1，其特征是有一个使用灵敏电流继电器的采样和比较装置。
3.依据权利要求1，其特征是有一个使用RC电路，且该电容器兼作贮能元件的延时电路。
4.依据权利要求1，其特征是有一个使用双稳态继电器的执行装置。
5.一种双稳态继电器，兼有脉冲式继电器的典型功能和电磁式继电器的典型结构。其特征是有一个可用随意极性的脉冲励磁而实现状态翻转的装置。
6.依据权利要求5，其特征是有一个闩锁机构。
7.依据权利要求5，其特征是其磁路可使用软磁材料。
全文摘要
一种微自耗电力限量器，用限定负荷电流的办法来限定用电量。由于采用灵敏电流继电器、贮能电容器和双稳态继电器，并配以其他微功耗电路，实现了用户不用电期间无自耗、用电和超荷报警期间微自耗的节电目标。可用于家庭和中小用电单位。其双稳态继电器可用随意极性的脉冲励磁实现状态翻转，兼具脉冲继电器和电磁继电器的优点，可作为节能器件使用。
文档编号H02H3/04GK1067768SQ9110722
公开日1993年1月6日 申请日期1991年6月12日 优先权日1991年6月12日
发明者刘汪, 刘焰 申请人:刘汪, 刘焰