限电器的电路原理

　　限电器是工农业生产和人民生活必不可少的能源。而今却普遍存在着电力资源不足的现象，给生产与生活带来了极大的不便。如果能限制人们超量用电，无疑既保证了生产与人们生活的正常用电，又能避免浪费，实现了节约用电。

　　限电器是对一定功率范围内的用户进行用电量限制。把限电器串入用户的电源中，根据用电指标调整好用电功率，若用户的用电量超过规定功率时，限电器立即切断该户的电源，并发出超电量(负荷)的报警，提醒用户降低超电负荷;与此同时，电路本身将隔一定时间对用电负荷检测一次，直到该用户的用电负荷低于规定功率，方能自动恢复正常供电。

　　1.电路工作原理

　　限电器的电路如图44—1所示，它是由超负荷检测电路、延时检测电路、报警发声电路及桥式整流稳压电路组成的。

　　

 

　　图44-1

　　

 

　　图44-2

　　图中，电抗变换器LH与桥式整流二极管D5~D8、电容C3、电阻R2和电位器W组成超负荷检测电路。当用户在正常负荷下用电时，通过负载的电流经电抗变换器LH的初级，在LH的次级将感应出一定数值的电压，该电压经D5～D8整流后加在电阻R1、R3上，于是在R3上产生一个上负下正的电压降UCA，此电压将使三极管BG1的基极(即B点)电位降低，使BG1承受一个反向偏压。与此同时，电源经电容C1降压、D1～D4桥式整流和C2、DW稳压滤波，输出的12V直流电经电阻R2，给BG1管的基极加上一个正向偏压。可见BG1导通与否，是受正、反向两个偏压联合作用决定的在正常情况下，由于负偏压数值较小，主要是12V电源形成的正向偏压起作用，则BG1在正向偏压作用下，始终处于导通状态，而BG2则处于截止状态，继电器J1不动作，其常开触点J1-1断开延时检测电路及报警电路的电源，后部电路不工作。

　　当用户的用电超负荷时，流过电抗变换器LH初级的电流增加，LH的次级电压随之提高，经整流后，R3两端的电压降UCA上升，使BG1基极电位下降，即反向偏压起作用，导致BG1由导通变截止，BG2基级电位升高，由截止变导通，J1得电动作，其上常开触点J1-1闭合，使12V直流电源加在延时检测与报警电路上，发出报警声响，警告用户减轻用电负荷。此时，12V电源通过电阻R6、电位器W2向电容C5充电，由于C2两端电压不能突变，刚开始时BG3的发射极电位低于基极电位，BG3、BG4均截止，12V电源经电阻R9加到继电器J2线圈上，J2吸合，其常开触点J2-1闭合，形成自保，而常闭触点J2-2断开，切断电源，停止向用户供电。

　　当C5上的充电电压上升到BG3的发射极电位高于基极电位时，BG3、BG4立即导通，使流过J2的电流旁路，J2释放，J2-2闭合，电网向用户供电;J2-1断开后部电路电源，延时检测及报警均停止工作。当J2-2闭合后，若用户电量仍处在超负荷状态，上述过程将重复发生，这样便实现了每隔一定时间检测一次，直至超负荷降到规定负荷，电网才能正常供电。

　　报警发声电路是借助于音乐集成块发出音乐报警声。二极管D9～D11的作用是产生势垒电压，向音乐集成电路提供3V左右的电压，使音乐集成块工作。电容C7是改善发音的音质。

　　2.元件选择及调试

　　LH为电抗变换器，是限电器的关键元件，其磁环的大小应依据限定的功率选定。磁环可以选用MXO?000型，初级用φ0.8mm漆包线绕15圈，次级用Φ0.17mm漆包线绕200圈。若无磁环，LH可用GEI(19)型铁芯或5W电铃变压器的铁芯统制。先绕次级绕组，垫上3～5层绝缘纸，再绕初级绕组。初级绕组用Φ1.4～1.6mm高强度漆包线绕6～8圈;次级绕组用Φ0.16～0.18mm高强度漆包线绕1000～1200圈。

　　继电器J1、J2的工作电压为12V，其中J2应选用触点容量较大的。

　　Dw为稳压管，稳压值为12V。

　　D1～D11为二极管，可选用2CZ型或1N4001。

　　音乐集成电路，选用Cw9300或KD?53等型。

　　BG1、BG2和BG4，为NPN型三极管，选用3DG6或9014，β>80。

　　BG3为PNP型三极管，选用3AX31或9015。

　　Y为0.25W、8Ω小口径扬声器。

　　BX为保险丝，额定电流为0.5A。

　　R1、R7、R8100ΩR2、R522kΩ

　　R31kΩR42kΩ

　　R66.8kΩR9220Ω

　　W1电位器(或半可调电阻)10kΩ

　　W2电位器(或半可调电阻)470kΩ

　　C10.47μF，耐压为400V

　　C2100μFC3、C433μF

　　C5470μFC60.22μF

　　C710μF

　　调节W1，可确定限定功率。

　　调节W2，确定每一次检测的间隔时间。

　　所有元器件都焊在印刷电路板上，再放置在盒子里，并安装在电度表附近。为了让用户知道是因超负荷而断电，扬声器最好通过引线放置在室内，以及时提醒用户尽快减少用电负荷。

　　限电器的印刷电路如图44—2所示。