带有负载功率显示的智能恶性负载识别与保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种恶性负载识别与保护装置，特别是一种带有负载功率显示的智能恶性负载识别与保护装置，包括信号采集单元、比较单元、电能计量单元、控制单元、声光报警单元和显示单元，其中信号采集单元由电压采样电阻R5、RP1，电流采样电阻R1组成，比较单元由比较模块LM339?U2及门限功率设置电位器RP2组成，电能计量单元由电能计量模块AD7755?U1和光电转换模块TLP521-2?U5组成，控制单元由单片机控制模块STC12C2052?U3和继电器K1组成，本实用新型专利技术能够有效判断负载是否为恶性负载，避免系统的误动作，在恶性负载移除后能够自动对系统进行复位，且能够连续调节恶性负载的门限功率，使用方便，应用范围广。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有电能与功率计量、恶性负载功率显示、阻性恶性负载识另IJ，并带有声光报警及保护功能的装置，属恶性负载识别与保护装置。
技术介绍
目前，在一些学校和工厂中，学生和职工在宿舍内经常使用大功率的用电设备，使得电线过快老化或超负荷运行，从而给宿舍的用电安全带来隐患甚至引发火灾。目前，针对学生公寓及职工宿舍的安全用电问题，国内外已有一些相应的用电保护装置，其主要功能是通过这些装置在一定程度上限制用电设备的功率，然而这些用电保护装置常常存在一定的缺陷如(I)对于某些用电设备，由于其启动时功率要远大于正常运行时的功率，这可能造成用电保护系统的误动作；(2) —些用电保护装置不能对负载的性质进行判断，即无法 区分阻性负载、容性负载及感性负载，使得一些具有容性及感性的负载无法正常工作。(3)一些用电保护装置在动作后，需要人工对系统进行复位，从而浪费了人力资源，同时带来了使用上的不便，从而限制了此装置的大规模应用。(4) 一些用电保护装置在设定完门限功率后无法进行调节，这给装置在不同场合及情况下的应用带来了不便。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种应用范围广、设计合理、功能强大的恶性负载识别与保护装置。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是包括信号采集单元、比较单元、电能计量单元、控制单元、声光报警单元和显示单元，所述的信号采集单元由电压采样电阻R5、RPl和电流采样电阻Rl组成，用于实时采集负载的电流和电压，所述的比较单元由比较模块LM339 U2及门限功率设置电位器RP2组成，用于判断负载的性质，并判断负载是否为恶性负载，当负载为恶性时输出恶性负载识别信号，电能计量单元由电能计量模块AD7755U1和光电转换模块TLP521-2U5组成，用于计算负载消耗的电能并以脉冲的形式输出，控制单元由单片机控制模块STC12C2052U3和继电器Kl组成，用于控制用电系统电源的通或断，同时将负载消耗的电能送入显示系统进行显示，声光报警单元由发光二极管D4、蜂鸣器SPEAKER和三极管Q5组成，当识别出恶性负载后，该系统启动声光报警提示，显示单元由四位数码管MT05641BR U4及其驱动器Q6 Q9组成，在恶性负载情况下显示恶性负载的功率。本技术的优点是(I)本技术能够对负载的性质进行判断，即能够判断负载为容性、阻性或感性，只有当负载的有功功率超过设定的门限功率时，该装置才启动报警和保护功能；(2)本技术能够对用电设备启动时造成的负载过大与恶性负载进行判别，从而有效避免系统的误动作；(3)本技术在恶性负载移除后能够自动对系统进行复位，恢复系统供电，有效节约了人力成本；(4)本技术能够连续调节恶性负载的门限功率，并且对于不同的应用环境门限功率可重新设置，因此使用更为方面，应用范围更广。附图说明图I是本技术原理框图；图2是本技术功率比较单元LM339模块电路原理图；图3是本技术电能计量单元AD7755模块电路原理图；图4是本技术控制单元STC12C2052模块电路原理·图5是本技术显示单元MT05641BR模块电路原理图；图6是本技术电路原理总图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。由图I-图6可知，本技术包括信号采集单元I、比较单元2、电能计量单元3、控制单元4、声光报警单元5和显示单元6，所述的信号采集单元I由电压采样电阻R5、RP1和电流采样电阻Rl组成，用于实时采集负载的电流和电压，所述的比较单元2由比较模块LM339U2及门限功率设置电位器RP2组成，用于判断负载的性质，并判断负载是否为恶性负载，当负载为恶性时输出恶性负载识别信号，电能计量单元3由电能计量模块AD7755U1和光电转换模块TLP521-2U5组成，用于计算负载消耗的电能并以脉冲的形式输出，控制单元4由单片机控制模块STC12C2052U3和继电器Kl组成，用于控制用电系统电源的通或断，同时将负载消耗的电能送入显示系统进行显示，声光报警单元5由发光二极管D4、蜂鸣器SPEAKER和三极管Q5组成，当识别出恶性负载后，该系统启动声光报警提示，显示单元由四位数码管MT05641BR U4及其驱动器Q6 Q9组成，在恶性负载情况下显示恶性负载的功率。所述的信号采集单元中R5的一端与火线相连，另一端经滑动变阻器RPl和电阻R14分别与AD7755 Ul及LM339 U2相连。电阻Rl串联在零线中用于测量负载电流并以电压的方式输出。所述的比较单元中芯片LM339经电阻R13与滑动变阻器RP2的中心端相连，且与光电耦合器TLP521-2设有信号通道，调节RP2滑动端的位置可以调整恶性负载的门限功率。所述的电能计量单元中芯片AD7755 Ul与短路跳线S5 SI的中心端相连接，用于调整AD7755 Ul的工作模式，所述的声光报警单元中的三极管Q5用于驱动蜂鸣器SPEAKER。所述的控制单元中的芯片STC12C2052 U3与TLP521-2设有信号通道，用于接收经光电耦合器TLP521-2隔离后的恶性负载识别信号和负载功率脉冲信号，芯片STC12C2052U3经8个限流电阻分别与4位数码管MT05641BR U4相连。本技术由信号采集单元、比较单元、电能计量单元、控制单元、声光报警单元和显示单元组成。信号采集单元由电压采样电阻R5、RPl,电流采样电阻Rl组成，比较单元由比较模块LM339U2及门限功率设置电位器RP2组成，电能计量单元由电能计量模块AD7755 Ul和光电转换模块TLP521-2U5组成，控制单元由单片机控制模块STC12C2052 U3和继电器Kl组成，声光报警单元由发光二极管D4、蜂鸣器SPEAKER和三极管Q5组成，显示单元由四位数码管MT05641BR U4及其驱动器Q6 Q9组成。信号采集单元中R5的一端与火线相连，另一端经滑动变阻器RPl和电阻R14分别与AD7755 Ul的8脚及LM339 U2的4、5脚相连。电阻Rl串联在零线中用于测量负载电流并以电压的方式输出，Rl的一端经R3与AD7755 Ul的6脚相连，另一端与LM339 U2的9脚相连，并经R2与AD7755U1的5脚相连。比较单元中芯片LM339的3脚接+12V电源，7脚经电阻R13与滑动变阻器RP2的中心端相连，调节RP2滑动端的位置可以调整恶性负载的门限功率，比较单元中芯片LM339的13脚为恶性负载识别信号输出端，该脚接光电稱合器TLP521-2的3脚。电能计量单元中芯片AD7755 Ul的1、2脚接+5V电源，22脚为脉冲输出端CF，经RlO和发光二极管DO与TLP521-2的I脚相连，芯片AD7755U1的12 16脚与短路跳线S5 SI的中心端相连接，用于调整AD7755 Ul的工作模式。声光报警单元中的三极管Q5用于驱动蜂鸣器SPEAKER发出报警声音，Q5的基极与控制器STC12C2052 U3的P3. O引脚相连，发光二极管D4的阳极经限流电阻R34接+5V电源，D4的阴极接控制器STC12C2052 U3的P3. O引脚。控制单元中的芯片STC12C2052 U3的20脚接+5V电源，6、7脚分别与TLP5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有负载功率显示的智能恶性负载识别与保护装置，包括信号采集单元(1)、比较单元(2)、电能计量单元(3)、控制单元(4)、声光报警单元(5)和显示单元(6)，其特征在于：所述的信号采集单元(1)由电压采样电阻R5、RP1和电流采样电阻R1组成，用于实时采集负载的电流和电压，所述的比较单元(2)由比较模块LM339？U2及门限功率设置电位器RP2组成，用于判断负载的性质，并判断负载是否为恶性负载，当负载为恶性时输出恶性负载识别信号，电能计量单元(3)由电能计量模块AD7755？U1和光电转换模块TLP521？2？U5组成，用于计算负载消耗的电能并以脉冲的形式输出，控制单元(4)由单片机控制模块STC12C2052？U3和继电器K1组成，用于控制用电系统电源的通或断，同时将负载消耗的电能送入显示系统进行显示，声光报警单元(5)由发光二极管D4、蜂鸣器SPEAKER和三极管Q5组成，当识别出恶性负载后，该系统启动声光报警提示，显示单元由四位数码管MT05641BR？U4及其驱动器Q6～Q9组成，在恶性负载情况下显示恶性负载的功率。

【技术特征摘要】
1.一种带有负载功率显示的智能恶性负载识别与保护装置，包括信号采集单元(I)、比较单元(2)、电能计量单元(3)、控制单元(4)、声光报警单元(5)和显示单元(6)，其特征在于所述的信号采集单元(I)由电压采样电阻R5、RPl和电流采样电阻Rl组成，用于实时采集负载的电流和电压，所述的比较单元(2)由比较模块LM339 U2及门限功率设置电位器RP2组成，用于判断负载的性质，并判断负载是否为恶性负载，当负载为恶性时输出恶性负载识别信号，电能计量单元(3)由电能计量模块AD7755 Ul和光电转换模块TLP521-2 U5组成，用于计算负载消耗的电能并以脉冲的形式输出，控制单元(4)由单片机控制模块STC12C2052 U3和继电器Kl组成，用于控制用电系统电源的通或断，同时将负载消耗的电能送入显示系统进行显示，声光报警单元(5)由发光二极管D4、蜂鸣器SPEAKER和三极管Q5组成，当识别出恶性负载后，该系统启动声光报警提示，显示单元由四位数码管MT05641BR U4及其驱动器Q6 Q9组成，在恶性负载情况下显示恶性负载的功率。2.根据权利要求I所述的带有负载功率显示的智能恶性负载识别与保护装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：范继祥，尹燕宗，蔡琳，张子锐，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：实用新型
国别省市：