電子限荷自動控制器(以下簡稱控制器)適用于交流50Hz 、工作電壓AC22OV 的控制電路中, 使系統按預定的電功率供電。當用電負荷超過規定的范圍值時, 控制器自動切斷負載電源。待負荷恢復設定功率值后又可自動接通負載電源, 從而實現用電負載自動監測與控制?刂破魍庥^采用DZ47類似結構, 并與DZ47小型斷路器并軌安裝配套使用。在其面板上配有發光二極管來指示監測控制器的工作狀態: 指示燈為綠色時表示負載電源呈接通運行狀態;指示燈為紅色時表示負載已被切斷,限荷控制器已啟動工作。
工作原理
由于控制器外觀體積小,再加上內部負荷不大,所以采用RC阻容降壓給控制器提供電源。電容參數值的確定主要根據控制器內部負載來確定。控制器內部主要負載包括: 內部大功率轉換繼電器(DC24V , P = O.93W )、雙色發光二極管LED、Ul55芯片、三極管等器件。其中大功率繼電器在吸合時負載最大, 在限荷器工作時繼電器吸合電流達38mA 。再加上發光二極管以及芯片等工作負載電流12mA ,所以電源提供50mA 電流就可以滿足控制器正常工作。
降壓電容在該電路中主要起到容抗XC降壓和提供負載電流的作用。容抗X C 的值可由(220V一24V)/50xIO3A =39200 得出;其中XC = l/ 2 πfC , 電容值C = l / 2πfX C 為0 .81μF , 根據電容參數系列可選擇0 .82 μF?刂破髟诓皇褂脮r與之并聯的泄放電阻主要起到給電容提供泄放電荷通道的作用。阻值通常選擇在100 KΩ一1M Ω, 功率1W以上。
這里, 555電路在應用和工作方式上一般可歸納分單穩電路、無穩電路、雙穩電路三大類。該控制器內部555電路采用單穩態來完成限荷工作。通常在2腳端為“高電平”時,3腳端V uT = 0呈穩態;當2腳端為“低電平”時,3腳端VOUT= 1呈暫穩態, 且暫穩態時間t=1.1x R12xC5來確定。
控制器正常工作狀態
當控制器內部電流取樣磁環Ll沒有達到所設定電流負荷時, 則Ll經D5一D8與C5的電壓值不能使Q3導通工作, 即呈截止狀態;在控制器通電瞬間Q3在Rl。提供基極電流下飽和導通, 使C5電容電壓迅速提高, 從而保證555 2腳端為“高電平”狀態, 使3 腳端輸出為穩態Vout=0, 控制器正常工作。
C4電容經風作用下充電電壓上升, 使Q l導通工作。而在通電瞬間Q2工作時, 因Ql的基極電壓受C 4電容充電限制Q1呈截止狀態。Q 1導通后, 致使Q2從飽和導通狀態變為截止狀態。進入正常工作后, C5端的“高電平”由V cc 經R12充電得到保持, 從而保證控制器在正常工作狀態下工作。
控制器負載保護工作狀態
當L1磁環因檢測負載電流超出預定值時, 再經D5一D8與C7作用, 由R5加至Q3基極電壓從截止狀態變為導通狀態;Wl可調電位器可以調整相應Q3基極電壓, 使磁環感應電壓有相應誤差時可以由此調整。此時C5上電壓經R3與Q3變為“低電平”, 電路進入暫穩態。3端輸出VouT=1,Q4經R8作用導通, 其控制的繼電器吸合工作觸點轉換, 使過負荷用電器工作電源得到切換;此時暫穩態時間(保護器自動復位時間)由R12與C5充放電來確定。如果在保護器自動復位時間過后, 負載還是超負荷, 則555繼續呈暫穩態, 相應控制器也繼續呈保護工作狀態;當負荷低于預定值時(過載故障已排除) , Q3又呈截止狀態, 555從暫穩態回到穩態狀, 3端輸出為“低電平”限荷器工作正常。
結束語
在控制器安裝使用時, 需擰緊卡線螺釘,以防止大電流時因接觸不良而發熱, 接線可按控制器外殼標注接線圖正確接線。因控制器內部采用繼電器且最大允許電流16A , 所以控制器負載不應超出該值。如負載為感性負載時, 應酌情降低控制電流規格, 通常按1/3 降低為原則。另外從保護和控制工作特點要求, 在大電流負載情況下, 控制器有一定的反時限特性, 以便對負載進行有效控制和保護。電子限荷自動控制器因控制簡單, 可靠性高, 安裝方便無需調試, 被廣泛應用于需用電限荷的場所。