мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой

Формула изобретения

1. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой, отличающееся тем, что содержит: корпус; входную питающую линию, выходную приоритетную линию, выходную неприоритетную линию, датчик тока в цепи приоритетной нагрузки, служащий для определения ее статуса включена-выключена; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания компаратора, соответствующим включенному состоянию нагрузки, реле с силовым ключом; модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы; логический модуль, управляющий реле с силовым ключом таким образом, что при включенной приоритетной нагрузке силовой ключ разомкнут, и напряжение сети не поступает в неприоритетную нагрузку, а при выключенной приоритетной нагрузке - силовой ключ замкнут, и напряжение сети подается в неприоритетную нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка; светодиоды для индикации включения нагрузок, соединенные с соответствующими выходами логического модуля.

2. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.1, отличающееся тем, что порог срабатывания компаратора допускает протекание небольшого тока через приоритетную нагрузку без реакции устройства, как на включение неприоритетной нагрузки, что необходимо для корректной работы потребителей с электронными пускорегулирующими устройствами.

3. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.1, отличающееся тем, что может быть выполнено в виде мобильного розеточного адаптера или разветвителя с штепсельной вилкой и розетками для подключения приоритетной и неприоритетной нагрузок, или в виде модуля для установки в монтажную коробку.

4. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой, отличающееся тем, что содержит: входную питающую линию; корпус; выходную линию для подключения приоритетной нагрузки, выходные линии для подключения неприоритетных нагрузок; датчик тока в цепи приоритетной нагрузки для определения ее статуса включена-выключена; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания компаратора, соответствующим включенному состоянию выбранной в текущий момент времени нагрузки; переключающие контакты реле, коммутирующие цепи нагрузок; модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы; логический модуль, управляющий реле с переключающими контактами таким образом, что в любой момент времени замкнутой может быть только одна линия, подающая напряжение в одну нагрузку, и, если нагрузка включена, то она будет включена до своего выключения, затем будет подключена следующая линия, и, если нагрузка в ней включена, то она будет включена до своего выключения, а если не включена, то продолжится перебор нагрузок до обнаружения включенной; светодиоды по числу нагрузок, служащие для индикации включения нагрузок, соединенные с соответствующими выходами логического модуля.

5. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.4, отличающееся тем, что установленный порог срабатывания компаратора допускает протекание небольшого тока через приоритетную нагрузку без реакции устройства, как на включение неприоритетной нагрузки, что необходимо для работы потребителей с электронными пускорегулирующими устройствами.

6. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.4, отличающееся тем, что может быть выполнено в виде мобильного розеточного адаптера или разветвителя со штепсельной вилкой и розетками для подключения приоритетной и неприоритетных нагрузок, или в виде модуля для установки в монтажную коробку.

7. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой, отличающееся тем, что состоит из одного блока для подключения приоритетной нагрузки, и одного блока для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки, взаимодействие между блоками осуществляется с помощью передачи команд дистанционного управления; при этом блок для подключения приоритетной нагрузки, содержит: корпус; входную питающую линию; выходную линию для подключения приоритетной нагрузки; датчик тока в цепи приоритетной нагрузки для определения ее статуса включена-выключена; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания, соответствующим включенному состоянию нагрузки; передающий модуль для дистанционной передачи команд управления на блок для подключения неприоритетной нагрузки; модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы; логический модуль, управляющий передающим модулем таким образом, что при включенной приоритетной нагрузке передающий модуль дистанционной командой выключит неприоритетную нагрузку, а при выключенной приоритетной нагрузке - передающий модуль передаст дистанционную команду на включение неприоритетной нагрузки до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка; светодиоды, служащие для индикации состояния нагрузки, соединенные с соответствующими выходами логического модуля; а блок для подключения неприоритетной нагрузки содержит: корпус, входную питающую линию, выходную линию для подключения неприоритетной нагрузки, приемный модуль, служащий для приема дистанционных команд управления от передающего модуля блока для подключения приоритетной нагрузки; модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы, реле с силовым ключом, служащим для коммутации цепи неприоритетной нагрузки; логический модуль, управляющий реле таким образом, что при получении приемным модулем команды на выключение неприоритетной нагрузки, силовой ключ разомкнут и напряжение сети не поступает в эту нагрузку, но при получении приемным модулем команды на включение неприоритетной нагрузки - силовой ключ замыкается, и напряжение сети подается в неприоритетную нагрузку; светодиоды, служащие для индикации состояния нагрузки, соединенные с соответствующими выходами логического модуля.

8. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.7, отличающееся тем, что порог срабатывания компаратора допускает протекание небольшого тока через приоритетную нагрузку без реакции устройства, как на включение неприоритетной нагрузки, что необходимо для работы потребителей с электронными пускорегулирующими устройствами.

9. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.7, отличающееся тем, что блоки могут быть выполнены в виде мобильных розеточных адаптеров с штепсельными вилками и розетками для подключения соответствующих нагрузок.

10. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.7, отличающееся тем, что логический модуль блока для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки обеспечивает защиту устройства от рассинхронизации работы блоков после временного пропадания напряжения сети или питания одного из блоков таким образом, что при возобновлении подачи сетевого напряжения силовой ключ реле остается в разомкнутом состоянии до получения приемным модулем вышеуказанного блока команды на включение неприоритетной нагрузки от блока для подключения приоритетной нагрузки.

11. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.7 отличающееся тем, что команды дистанционного управления могут передаваться с помощью радиоволн ультракороткого диапазона, или по питающей электросети по любому стандарту.

12. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой, отличающееся тем, что состоит из трех и более разнесенных блоков: одного - для подключения приоритетной нагрузки; одного или более промежуточных блоков - для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки; и одного оконечного блока для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки; взаимодействие между блоками осуществляется с помощью передачи команд дистанционного управления; при этом блок для подключения приоритетной нагрузки содержит: корпус, входную питающую линию, выходную линию для подключения приоритетной нагрузки; датчик тока в цепи приоритетной нагрузки для определения ее статуса включена-выключена; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания, соответствующим включенному состоянию нагрузки; передающий модуль, служащий для дистанционной передачи команд управления на блок для подключения неприоритетной нагрузки; модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы; логический модуль, управляющий передающим модулем таким образом, что при включенной приоритетной нагрузке передающий модуль дистанционной командой выключит неприоритетную нагрузку, а при выключенной приоритетной нагрузке - передающий модуль передаст дистанционную команду на включение неприоритетной нагрузки до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка; светодиоды, служащие для индикации состояния нагрузки, соединенные с соответствующими выходами логического модуля; промежуточный блок для подключения неприоритетной нагрузки содержит: корпус; входную питающую линию; выходную линию для подключения неприоритетной нагрузки; датчик тока в цепи приоритетной нагрузки для определения ее статуса включена-выключена; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания, соответствующим включенному состоянию нагрузки, модуль питания, обеспечивающий соответствующее электропитание элементов схемы, приемный модуль, служащий для приема дистанционных управляющих команд от передающего модуля соответствующего блока; реле с силовым ключом, служащим для коммутации подключенной к блоку неприоритетной нагрузки; передающий модуль, служащий для передачи дистанционных управляющих команд на следующий в цепочке промежуточный или оконечный блок для подключения неприоритетной нагрузки; логический модуль, управляющий передающим, приемным модулями и реле с силовым ключом, таким образом, что при получении команды от блока для подключения приоритетной нагрузки на включение неприоритетной нагрузки силовой ключ замкнется, напряжение сети поступит в неприоритетную нагрузку промежуточного блока, и, если эта нагрузка включится, о чем сообщит сигнал с выхода компаратора, вызванный сигналом от датчика тока, превышающим установленный порог срабатывания, то передающий модуль передаст на следующий в цепочке блок для подключения неприоритетной нагрузки дистанционную команду на выключение подключенной к нему неприоритетной нагрузки, а текущая неприоритетная нагрузка будет подключена до тех пор, пока не будет отключена или пока не включится приоритетная нагрузка; но, если при получении приемным модулем команды на включение неприоритетной нагрузки она не включится, о чем сообщит датчик тока с компаратором, приоритет блока будет делегирован следующему в цепочке блоку, при этом силовой ключ текущего промежуточного блока разомкнется, отключив цепь его неприоритетной нагрузки, а передающий модуль передаст дистанционную команду на следующий в цепочке блок на включение подключенной к нему неприоритетной нагрузки, которая будет включена до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка, тогда передающий модуль блока для подключения приоритетной нагрузки передаст дистанционную команду на выключение неприоритетных нагрузок, которая будет получена приемным модулем промежуточного блока и, ретранслирована при помощи передающего модуля на следующий в цепочке блок; светодиоды, служащие для индикации состояния нагрузки, соединенные с соответствующими выходами логического модуля; оконечный блок для подключения неприоритетной нагрузки содержит: корпус; входную питающую линию; выходную линию для подключения неприоритетной нагрузки; приемный модуль, служащий для приема дистанционных команд управления от передающего модуля соответствующего блока; модуль питания, обеспечивающий соответствующим электропитанием элементы схемы; реле с силовым ключом для коммутации неприоритетной нагрузки; логический модуль, управляющий реле таким образом, что при получении приемным модулем команды от промежуточного блока на включение неприоритетной нагрузки, подключенной к оконечному блоку, силовой ключ замыкается, и напряжение сети поступает в эту нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка, тогда приемным модулем оконечного блока будет получена команда от промежуточного блока на выключение неприоритетной нагрузки - силовой ключ разомкнется, и неприоритетная нагрузка отключится; светодиоды, служащие для индикации состояния нагрузки, соединенные с соответствующими выходами логического модуля.

13. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.12, отличающееся тем, что логические модули промежуточного и оконечного блоков для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки обеспечивают защиту устройства от рассинхронизации работы блоков после временного пропадания напряжения сети или питания одного из блоков, таким образом, что при возобновлении подачи сетевого напряжения силовые ключи реле этих блоков остаются в разомкнутом состоянии до получения приемными модулями вышеуказанных блоков управляющей команды на включение неприоритетной нагрузки от соответствующего блока.

14. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.12, отличающееся тем, что пороги срабатывания компараторов блока для подключения приоритетной нагрузки и промежуточного блока для подключения неприоритетной нагрузки допускают протекание небольшого тока через соответствующую нагрузку, без реакции устройства, как на включение нагрузки, что необходимо для работы потребителей с электронными пускорегулирующими устройствами.

15. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.12, отличающееся тем, что его блоки могут быть выполнены в виде мобильного розеточного адаптера с итерированной в корпус штепсельной вилкой и розеткой для подключения нагрузки.

16. Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой по п.12, отличающееся тем, что команды дистанционного управления могут передаваться с помощью радиоволн ультракороткого диапазона, или по питающей электросети по любому стандарту.

17. Способ адресного управления неприоритетной нагрузкой в мобильном устройстве адресного управления неприоритетной нагрузкой с одной входной питающей линией, одной выходной приоритетной линией и одной выходной неприоритетной линией, отличающийся тем, что датчик тока в цепи приоритетной нагрузки определяет статус этой нагрузки: включена-выключена, путем сравнения компаратором сигналов от датчика тока с опорным напряжением, составляющим порог срабатывания устройства, соответствующий включенному состоянию приоритетной нагрузки; сигнал с выхода компаратора поступает на логический модуль, который управляет реле с силовым ключом таким образом, что при включении приоритетной нагрузки, подтвержденном сигналом с выхода компаратора, вызванным сигналом от датчика тока, силовой ключ разомкнут, и напряжение сети не поступает в выходную неприоритетную линию и неприоритетную нагрузку, а при выключении приоритетной нагрузки - силовой ключ замыкается, и напряжение сети подается в выходную неприоритетную линию и неприоритетную нагрузку до тех пор, пока не будет включена приоритетная нагрузка.

18. Способ адресного управления неприоритетной нагрузкой в мобильном устройстве адресного управления неприоритетной нагрузкой с одной входной питающей линией, одной выходной приоритетной линией и несколькими выходными неприоритетными линиями, отличающийся тем, что датчик тока в цепи приоритетной нагрузки определяет статус этой нагрузки: включена-выключена, путем сравнения компаратором сигналов от датчика тока с опорным напряжением, составляющим порог срабатывания устройства, соответствующий включенному состоянию приоритетной нагрузки, сигнал с выхода компаратора поступает на логический модуль, управляющий переключающими контактами реле таким образом, что после включения блока в сеть напряжение поступает в замкнутую цепь выходной приоритетной линии и, если подключенная к ней нагрузка окажется включена, что подтвердит сигнал с выхода компаратора, вызванный сигналом от датчика тока, то логический модуль выдаст управляющий сигнал на реле на удержание его контактов в замкнутом состоянии до отключения приоритетной нагрузки, после чего замкнутся контакты реле следующей линии - неприоритетной, подав напряжение в ее нагрузку, и если эта нагрузка окажется включена, то она будет включена до своего выключения, после чего замкнутся контакты реле следующей неприоритетной линии, и, если ее нагрузка окажется включена, то она будет включена до своего выключения, а если не включена, то продолжится перебор нагрузок, до обнаружения включенной или до возврата к выходной приоритетной линии.

19. Способ адресного управления неприоритетной нагрузкой в мобильном устройстве адресного управления неприоритетной нагрузкой, состоящем из двух блоков, отличающийся тем, что датчик тока в цепи приоритетной нагрузки блока для подключения приоритетной нагрузки определяет статус этой нагрузки: включена-выключена, путем сравнения компаратором сигналов от датчика тока с опорным напряжением, составляющим порог срабатывания устройства, соответствующий включенному состоянию приоритетной нагрузки; далее сигнал с выхода компаратора поступает на логический модуль, управляющий передающим модулем таким образом, что при включении приоритетной нагрузки, подтвержденном сигналом с выхода компаратора, вызванным сигналом от датчика тока, передающий модуль дистанционной командой выключит неприоритетную нагрузку, подключенную к блоку для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки, а при выключении приоритетной нагрузки - передающий модуль дистанционно включит неприоритетную нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка; при этом логический модуль блока для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки будет управлять реле таким образом, что при получении приемным модулем команды на выключение неприоритетной нагрузки, силовой ключ размыкается, и напряжение сети не поступает в эту нагрузку, а при получении команды на включение неприоритетной нагрузки - силовой ключ замыкается, и напряжение сети подается в выходную неприоритетную линию и в неприоритетную нагрузку, причем команды дистанционного управления передаются с помощью радиоволн ультракороткого диапазона или по питающей электросети по любому стандарту.

20. Способ адресного управления неприоритетной нагрузкой в мобильном устройстве адресного управления неприоритетной нагрузкой, состоящем из одного блока для подключения приоритетной нагрузки и двух и более блоков для подключения неприоритетной нагрузки, отличающийся тем, что датчик тока в цепи приоритетной нагрузки блока для подключения приоритетной нагрузки определяет статус этой нагрузки: включена-выключена, путем сравнения компаратором сигналов от датчика тока с опорным напряжением, составляющим порог срабатывания устройства, соответствующий включенному состоянию приоритетной нагрузки, далее при включении приоритетной нагрузки сигнал с выхода компаратора поступит на логический модуль, по сигналу которого передающий модуль передаст дистанционную команду на выключение неприоритетной нагрузки промежуточного блока, в то время, как при выключении приоритетной нагрузки передающий модуль передаст дистанционную команду на включение неприоритетной нагрузки промежуточного блока до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка; датчик тока в цепи неприоритетной нагрузки промежуточного блока для подключения и коммутации неприоритетной нагрузки определяет статус этой нагрузки: включена-выключена, путем сравнения компаратором сигналов от датчика тока с опорным напряжением, составляющим порог срабатывания устройства, соответствующий включенному состоянию нагрузки, а сигнал с выхода компаратора при включении неприоритетной нагрузки поступит на логический модуль, который при получении команды от блока для подключения приоритетной нагрузки, разрешающей включение неприоритетной нагрузки, замкнет силовой ключ, и, если эта нагрузка включится, о чем сообщит сигнал с выхода компаратора, вызванный сигналом от датчика тока, то передающий модуль промежуточного блока передаст на следующий в цепочке блок дистанционную команду на выключение его неприоритетной нагрузки или запрещающую включение, а питание неприоритетной нагрузки промежуточного блока будет подключено до тех пор, пока эта нагрузка не отключится или пока не включится приоритетная нагрузка; но, если при получении команды на включение неприоритетной нагрузки промежуточного блока она не включится, о чем сообщит сигнал с датчика тока и компаратора, то приоритет нагрузки промежуточного блока будет делегирован следующему по цепочке блоку, при этом силовой ключ текущего промежуточного блока разомкнется, отключив подачу напряжения в цепь своей выходной неприоритетной линии, а передающий модуль передаст дистанционную команду на следующий в цепочке блок на включение его неприоритетной нагрузки, которая будет включена до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка, тогда передающий модуль блока для подключения приоритетной нагрузки передаст дистанционную команду на выключение неприоритетных нагрузок, которая будет получена приемным модулем промежуточного блока и, ретранслирована передающим модулем на следующий в цепочке промежуточный или оконечный блок, где при получении приемным модулем оконечного блока команды от промежуточного блока на включение неприоритетной нагрузки, подключенной к оконечному блоку, силовой ключ реле замыкается и напряжение сети поступает в нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка, когда приемным модулем будет получена команда от промежуточного блока на выключение неприоритетной нагрузки и силовой ключ оконечного блока разомкнется, при этом неприоритетная нагрузка оконечного блока отключится, причем команды дистанционного управления передаются с помощью радиоволн ультракороткого диапазона или по питающей электросети по любому стандарту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники, к устройствам, повышающим эффективность использования выделенной электрической мощности, и, в частности, к устройствам лимитирования потребляемой от сети электрической мощности с помощью автоматического отключения неприоритетных нагрузок.

Техническим результатом является создание группы устройств нового типа, повышающих эффективность использования выделенной мощности за счет адресного управления неприоритетными нагрузками, и доступных для подключения по принципу - «включил - и работай» людьми, не обладающими специальными знаниями в электротехнике.

Техническая область

Настоящее изобретение относится к способу и группе устройств для автоматического управления неприоритетными нагрузками в точке их подключения в электросеть.

Уровень техники

Одним из факторов, ограничивающим широкое использование современной бытовой техники, является недостаточная электрическая мощность, выделяемая на здание, офис или квартиру, а также недостаточное сечение электропроводки, не рассчитанной на подключение дополнительной мощной нагрузки. При подключении электроприборов с суммарной мощностью больше выделенной (например, электрообогреватель и электрочайник), срабатывает вводной защитный автомат, обесточивая все помещение. По этой причине во многих домах и офисах, особенно старой постройки, затруднено подключение самой необходимой техники, такой как электробойлеры, отопительные приборы, электрические системы теплого пола, СВЧ-печи, электрочайники и т.п. Причем последствием перегрузки проводки может быть даже пожар.

Проблему увеличения количества подключаемого оборудования и лимитирования потребляемой от электросети мощности позволяют решить устройства, работающие по принципу приоритетного управления потребителями с помощью отключения неприоритетных нагрузок. Они защищают вводной автомат от отключения по перегрузке.

Такие устройства, устанавливаемые в электрощит, выпускаются многими электротехническими фирмами и называются по-разному. Например, Schneider Electric называет такие аппараты - реле отключения неприоритетной нагрузки; Moeller - реле приоритетной нагрузки; ABB - реле управления нагрузкой. Другие названия - реле приоритетов, автоматическая система управления нагрузками и т.п.

Эти устройства не дают возможности включить все приборы одновременно, как бы, выстраивая их в очередь на включение, таким образом, чтобы суммарная потребляемая ими мощность, никогда не превысила допустимую.

Эти устройства, которые можно принять за аналоги, используют следующий способ управления неприоритетной нагрузкой. С помощью датчика тока производится постоянный контроль суммарного тока потребления всех нагрузок и сравнение его текущего значения с максимально допустимой величиной. При превышении заданного порога происходит отключение линий с неприоритетными нагрузками. Обратное подключение происходит автоматически, через заданный интервал времени, если значение общего потребляемого тока опустится ниже максимально допустимого значения.

В простейшем виде такое устройство содержит: входную питающую линию, выходную приоритетную линию, выходную неприоритетную линию, датчик тока с компаратором и источником опорного напряжения, силовое реле.

Работает устройство следующим образом. Напряжение с входной питающей линии беспрепятственно поступает на выходную приоритетную линию. К ней подключаются потребители с высоким приоритетом, которые не отключаются ни при каких условиях. Суммарный потребляемый ток нагрузок измеряется датчиком тока, сигнал с которого постоянно поступает на компаратор и сравнивается с опорным напряжением, которое регулируется и составляет так называемую уставку реле, т.е. порог срабатывания.

Как только ток во входной питающей линии превысит ток уставки, компаратор изменит состояние, что приведет к срабатыванию силового реле, контакты которого отключат неприоритетную линию на время, пока общий потребляемый ток не упадет ниже тока уставки.

Как только это условие выполнится, произойдет обратный процесс - компаратор изменит состояние и реле подключит неприоритетную линию. Таким образом, все потребители снова окажутся подключенными к электропитанию.

Основными недостатками, ограничивающими широкое применение таких устройств в быту является:

- невозможность их использования без серьезной модернизации электропроводки в доме или квартире, поскольку, даже при наличии отдельной линии электропитания на каждое помещение, отключаться будут все розетки этого помещения, потому что они объединены, т.е., например, вместе с неприоритетным отопительным прибором в конкретной комнате будет отключаться телевизор и торшер;

- при отсутствии возможности прокладки новых проводов;

- отсутствие возможности использования устройства для адресного управления нагрузкой, подключенной к конкретным розеткам в помещениях;

- высокая стоимость устройств и работ по их инсталляции;

- невозможность самостоятельной установки устройства неспециалистом;

- отсутствие мобильности и возможности переноса подобных устройств вместе с потребляющим прибором.

Известен аналог другого типа, «Устройство ограничения мощности потребляемой электроэнергии» (Патент на изобретение РФ № 2141711, 10.03.1999 Опубликован: 20.11.1999. МПК Н02Н 3/093, Н02Н 9/02) включающее в себя: датчик потребляемой мощности, блок определителя перегрузки, ждущий мультивибратор, блок формирователя отключения, первый триггер, силовой коммутатор, блок повторного включения, счетчик количества включений, второй триггер, элемент "И", источник питания, сигнализатор превышения мощности, сигнализатор включения питания, пусковая кнопка, предохранитель, клеммы для установления значения максимально допустимой мощности потребляемой электроэнергии, переменный резистор.

Недостатки - те же, что у всех аналогов. Кроме того, устройство не управляет неприоритетными нагрузками, а полностью отключает подачу электроэнергии при перегрузке, если пользователь сам не отключит часть неприоритетных нагрузок вручную.

Известен аналог, устройство «Гибкая система управления электрической нагрузкой и способ ее работы» (Патент на изобретение РФ 2431172, 26.11.2006, опубл. 10.10.2011, МПК С05В 15/00, 2006.01.

Устройство управления нагрузкой для контролирования и регулирования потребления электроэнергии потребителем содержит: главный центральный процессор, соединенный с источником электроэнергии и выполненный с возможностью получения сигнала от него; запоминающее устройство, соединенное с главным центральным процессором; множество управляемых релейных блоков, соединенных с множеством нагрузок при помощи множества локальных автоматических выключателей, причем каждый блок содержит: реле, реагирующее на команды главного центрального процессора; датчик тока, электрически соединенный с реле, причем реле и датчик тока электрически соединены с главным центральным процессором, и электрическую линию, имеющую первый конец, соединяющий релейный блок с источником питания электроэнергии, и второй конец, соединяющий с локальным автоматическим выключателем, соединенным с, по меньшей мере, одной нагрузкой.

Главный центральный процессор, запоминающее устройство и релейные блоки помещены в один корпус, расположенный между главным автоматическим выключателем и локальными автоматическими выключателями.

Недостатки устройства те же, что у всех аналогов, кроме того - повышенная сложность и громоздкость.

Известен аналог, «Способ управления группой электронагревательных устройств» (Патент 2259022, 10.03.2004. Опубл.: 20.08.2005. МПК Н05В 1/02, H02J 13/00, G05D 23/00) Схема управления представляет собой потребитель, подключенный к сети электроснабжения. У потребителя установлен блок управления, который через линию связи соединен с термо-измерительными (пускорегулирующими) устройствами и датчиком мощности.

Данный способ управления группой электронагревательных устройств принят за прототип.

Способ управления группой электронагревательных устройств, установленных у конечного потребителя, предусматривающий подключение группы электронагревательных устройств потребителя к общей сети энергоснабжения с ограниченной мощностью нагрузки, с использованием блока управления, осуществляющего управление работой электронагревательных устройств в заранее заданной последовательности, отличающийся тем, что каждому электронагревательному устройству присваивают порядковый номер, в соответствии с которым устройство с наибольшим порядковым номером в группе имеет приоритет во включении, хранят в базе данных блока управления значение мощности каждого устройства и значение предельно допустимой нагрузки сети, а также температурно-временные циклограммы, представляющие желаемое для потребителя изменение температуры нагреваемой среды в определенные периоды времени, в контрольные моменты времени отключают устройства, температура нагреваемой среды которыми выше или равна желаемому значению, и исключают их из рассмотрения, измеряют мощность, потребляемую всеми прочими электроприемниками, подключенными к данной сети электроснабжения, и вычисляют допустимое значение общей мощности электронагревательных устройств как разность между значениями предельно допустимой мощности нагрузки сети и мощности прочих электроприемников, сравнивают допустимое значение общей мощности электронагревательных устройств с помощью устройства, имеющего приоритет, если результат сравнения отрицательный, при котором допустимое значение общей мощности электронагревательных устройств меньше мощности электронагревательного устройства, имеющего приоритет, то исключают данное устройство из рассмотрения и сравнивают допустимое значение мощности электронагревательных устройств с мощностью следующего устройства, имеющего приоритет, если результат сравнения положительный, при котором допустимое значение общей мощности электронагревательных устройств больше или равно мощности электронагревательного устройства, то включают данное устройство и исключают его из дальнейшего рассмотрения, уменьшают допустимое значение общей мощности электронагревательных устройств на величину мощности включенного устройства, полученное значение сравнивают с мощностью следующего устройства, имеющего приоритет, после рассмотрения последнего устройства последовательность управления электронагревательными устройствами повторяется со следующего контрольного момента времени.

Недостатки те же, что у всех аналогов, плюс узкая, специализированная область применения.

Наиболее близким по техническому решению устройством, принятому за прототип является «Электрически управляемый размножитель» (Патент на изобретение РФ 2396652, 27.11.2006. Опубл.: 10.08.2010. МПК H01R 13/70 (2006.01), H01R 25/00 (2006.01).

Указанное устройство представляет собой электрический удлинитель с индикацией превышения допустимого тока, в котором пользователь может дистанционно, с помощью пульта, управлять включением и выключением отдельных штепсельных розеток, находящихся на корпусе удлинителя.

Устройство содержит корпус с розетками, промаркированными в соответствии с приоритетом подачи электроэнергии, индикаторные лампочки и электрическую схему в корпусе удлинителя.

Электрическая схема содержит гальваноскоп для обнаружения тока в силовом кабеле удлинителя; радиопередающий и принимающий блок управляющего сигнала, контроллер - пульт дистанционного управления (ПДУ) с радио передатчиком и кнопками, промаркированными в соответствии с приоритетом подачи электроэнергии (номерами розеток), и ряд ключей, соответствующих количеству розеток, для выборочной подачи энергии посредством ручного или дистанционного управления, если выходной сигнал от гальваноскопа о статусе нагрузки сигнализирует о превышении установленного порога перегрузки.

Работает устройство следующим образом.

В розетки удлинителя, управляемые с ПДУ включаются вилки потребителей электроэнергии, которые можно включать и выключать соответствующими кнопками на контроллере - ПДУ. При индикации перегрузки удлинителя можно отключить некоторые розетки с не нужными в данный момент (неприоритетными потребителями) или выключить все розетки.

Недостаток такого устройства - отсутствие функционала для автоматического управления неприоритетной нагрузкой при появлении сигнала о превышении установленного порога мощности; ручное управление включением-выключением нагрузок при появлении сигнала о перегрузке; ограниченная мощность подключаемой к удлинителю нагрузки; узкая область применения, в основном, для питания телевизора с сопутствующей радиотехникой.

На устранение недостатков аналогов и прототипа направлено данное изобретение.

Техническая задача

Настоящее изобретение было сделано для решения вышеупомянутых проблем и устранения недостатков, присущих аналогам и прототипу. В задачи входило и создание нового способа управления нагрузками, отличного от применяемого в аналогах и прототипе.

Первой целью данного изобретения является создание моноблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой, для подключения приоритетной и неприоритетной нагрузок к одной штепсельной розетке, с автоматическим включением неприоритетной нагрузки при отключении приоритетной нагрузки, и ее отключением при включении приоритетной нагрузки; или, по другому варианту, для последовательного перебора (опроса) нескольких разно-приоритетных нагрузок до обнаружения одной, включенной в текущий момент времени.

Второй целью изобретения является создание двухблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой для раздельного подключения одной приоритетной и одной неприоритетной нагрузок к двум разным штепсельным розеткам, находящимся в разных помещениях, с автоматическим включением неприоритетной нагрузки при отключении приоритетной нагрузки, и ее отключением при включении приоритетной нагрузки.

Третьей целью данного изобретения является создание многоблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой для раздельного подключения одной приоритетной и двух и более неприоритетных нагрузок к разным штепсельным розеткам, находящимся в разных помещениях, с автоматическим включением первой неприоритетной нагрузки при отключении приоритетной нагрузки, и ее отключением при включении приоритетной нагрузки; с автоматическим включением второй неприоритетной нагрузки при отключенной приоритетной нагрузке и отключенной первой неприоритетной нагрузке, и ее отключением при включении приоритетной нагрузки; и т.д.

Техническое решение

В соответствии с данным изобретением первой из указанных целей можно достигнуть созданием моноблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой, содержащего: корпус, входную питающую линию, розетку для подключения приоритетной нагрузки и розетку для подключения неприоритетной нагрузки; датчик тока для регистрации включения приоритетной нагрузки; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания; реле с силовым ключом, два красных светодиода, модуль питания схемы, логический модуль, управляющий реле таким образом, что при включенной приоритетной нагрузке силовой ключ разомкнут и напряжения сети не поступает в неприоритетную нагрузку, а при выключенной приоритетной нагрузке - силовой ключ замкнут, и напряжение сети подается в неприоритетную нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка. Светодиоды индицируют включение соответствующих нагрузок.

Или, по второму варианту, моноблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой, содержащего: входную питающую линию, корпус с розетками для подключения нагрузок; датчик тока для регистрации включения выбранной в текущий момент времени нагрузки; компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом, соответствующим включенному состоянию нагрузки; переключающие контакты реле (показанные для упрощения описания и наглядности), красные светодиоды по числу нагрузок, модуль питания схемы, логический модуль, управляющий реле с переключающими ключами таким образом, что в любой момент времени замкнут только один силовой ключ, подающий напряжение в одну цепь нагрузки, и если, нагрузка включена, то она будет включена до своего выключения, затем будет подключена следующая линия, если нагрузка в ней включена, то она будет включена до своего выключения, а если не включена, то продолжится перебор нагрузок до обнаружения включенной, и т.д. Причем, для регистрации тока в нескольких нагрузках используется всего один датчик тока.

Вторую цель изобретения можно достигнуть созданием мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой, состоящего двух блоков: - для подключения приоритетной нагрузки (для краткости, назовем его - блок А), и - для подключения неприоритетной нагрузки (для краткости, назовем его - блок Б).

Блок А содержит: корпус, входную питающую линию, розетку для подключения приоритетной нагрузки, датчик тока для регистрации включения приоритетной нагрузки, компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания, красный светодиод для индикации включения нагрузки, зеленый светодиод для индикации работы с выключенной нагрузкой; передающий модуль для передачи команд управления на блок Б, модуль питания схемы, логический модуль, управляющий передающим модулем таким образом, что при включенной приоритетной нагрузке передающий модуль передаст дистанционную команду, запрещающую включение неприоритетной нагрузки на блок Б, а при выключенной приоритетной нагрузке - передающий модуль передаст дистанционную команду разрешающую включение неприоритетной нагрузки на блок Б до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка.

Блок Б содержит: корпус, входную питающую линию, розетку для подключения неприоритетной нагрузки, приемный модуль, модуль питания схемы, красный свето-диод для индикации включения нагрузки, зеленый светодиод для индикации работы с выключенной нагрузкой, реле с силовой ключом, логический модуль, управляющий реле таким образом, что при получении приемным модулем команды от блока А запрещающую включение неприоритетной нагрузки силовой ключ разомкнут и напряжение сети не поступает в эту нагрузку, а при получении приемным модулем команды от блока А разрешающей включение неприоритетной нагрузки - силовой ключ замыкается, и напряжение сети подается в неприоритетную нагрузку до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка на блоке А.

Дистанционные команды управления могут передаваться с помощью радиоволн на частотах 433 МГц (или в других, более высоких, разрешенных диапазонах радиочастот), по питающей электросети по международному стандарту Х10, или в инфракрасном диапазоне волн с длиной волны около 0,75-1,4 микрон. Алгоритмы управления и управляющие команды будут рассмотрены позже.

Третью цель можно достигнуть созданием многоблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой, в состав которого, кроме описанных выше блоков А и Б, входит промежуточный блок В (один или более), содержащий корпус, входную питающую линию, розетку для подключения неприоритетной нагрузки, датчик тока для регистрации включения нагрузки, компаратор с источником опорного напряжения для сравнения сигнала от датчика тока с установленным порогом срабатывания, красный светодиод для индикации включения нагрузки, зеленый светодиод для индикации работы с выключенной нагрузкой, приемный модуль для приема управляющих команд от блока А, реле с силовым ключом, передающий модуль для передачи команд управления на блок Б, модуль питания схемы, логический модуль, управляющий передающим модулем и реле с силовым ключом, таким образом, что:

- при получении приемным модулем блока В команды от блока А, запрещающей включение неприоритетной нагрузки, силовой ключ разомкнут, напряжение сети не поступает в эту нагрузку, передающий модуль передаст на следующий в цепочке блок В или Б дистанционную команду, запрещающую включение подключенной к нему неприоритетной нагрузки;

- при получении приемным модулем блока В команды от блока А, разрешающей включение неприоритетной нагрузки, замкнет силовой ключ и подаст питание в неприоритетную нагрузку, подключенную к нему: если эта нагрузка включится, о чем сообщит сигнал с выхода компаратора, вызванный сигналом от датчиком тока, превышающим порог срабатывания, то передающий модуль передаст на следующий в цепочке блок В или конечный блок Б, дистанционную команду, запрещающую включение подключенной к нему неприоритетной нагрузки, а собственная неприоритетная нагрузка будет подключена до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка на блоке А;

- при получении приемным модулем блока В команды от блока А, разрешающей включение неприоритетной нагрузки, но при не подтверждении включения нагрузки датчиком тока с компаратором, приоритет блока В будет делегирован следующему, по цепочке блоку (В или Б), при этом силовой ключ разомкнется, отключив свою неприоритетную нагрузку, а передающий модуль передаст дистанционную команду на следующий в цепочке блок (В или Б), разрешающую включение подключенной к нему, неприоритетной нагрузки до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка.

Все три цели достигаются за счет использования в перечисленной группе устройств нового способа управления неприоритетной нагрузкой, отличающегося от аналогов и прототипа тем, что:

- датчик тока в изобретении находится в цепи приоритетной нагрузки (и не предназначен для измерения общего суммарного тока, протекающего через все приоритетные и неприоритетные нагрузки, на основании величины которого отключаются неприоритетные нагрузки);

- датчик тока в изобретении служит для определения текущего статуса приоритетной нагрузки: включена или выключена, на основании чего включается или выключается неприоритетная нагрузка;

- в любой момент времени к сети может быть подключена или приоритетная нагрузка, или неприоритетная нагрузка, причем, неприоритетная нагрузка может быть подключена тогда и только тогда, когда отключена приоритетная нагрузка;

- приоритетная нагрузка и неприоритетная нагрузка могут подключаться, как в одну розетку, при помощи мобильного блока, так и в розетки, находящиеся в разных помещениях, через отдельные мобильные блоки, осуществляющие автоматическое дистанционное управление неприоритетной нагрузкой в зависимости от состояния приоритетной нагрузки;

- в изобретении отсутствует задержка на включение или выключение неприоритетной нагрузки.

Изобретение «Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой» содержит совокупность существенных признаков, необходимую и достаточную для достижения указанного технического результата.

Из уровня техники не известны технические решения с заявленной совокупностью существенных признаков, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - новизна.

Краткое описание чертежей

Устройство, работа и преимущества этого изобретения станут более понятыми благодаря приведенному описанию прилагаемых чертежей. В связи с этим не делается попыток показать конструктивные и схемные особенности настоящего изобретения более детально, чем это необходимо для понимания принципов работы. Приведенное описание с чертежами лишь обеспечивает понимание возможностей практической реализации настоящего изобретения.

Фиг.1 - Представляет собой блок-схему, иллюстрирующую состав и взаимодействие основных элементов первого варианта моноблочного «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой»;

Фиг.2 - Представляет собой блок-схему, иллюстрирующую состав и взаимодействие основных элементов второго варианта моноблочного «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой»;

Фиг.3 - Представляет собой блок-схему, иллюстрирующую состав и взаимодействие основных элементов блока А «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой», предназначенного для подключения приоритетной нагрузки;

Фиг.4 - Представляет собой блок-схему, иллюстрирующую состав и взаимодействие основных элементов блока Б «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой», предназначенного для подключения неприоритетной нагрузки;

Фиг.5 - Представляет собой блок-схему, иллюстрирующую состав и взаимодействие основных элементов блока В «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой», предназначенного для подключения неприоритетной нагрузки и ретрансляции управляющих команд к следующему блоку;

Фиг.6 - Представляет собой концептуальную иллюстрацию одного из возможных вариантов внешнего вида блоков А, Б, В изобретения;

Фиг.7 - Представляет собой простейший пример использования «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой» для оптимизации энергопотребления отопительных приборов;

Осуществление изобретения

Это краткое описание не предназначено для определения ключевых признаков и объема защиты заявленного объекта изобретения, а необходимо для иллюстрации, в общем виде, его состава, принципов работы, логики взаимодействия блоков и различных вариантов исполнения.

Сущность и идея изобретения заключается в управлении неприоритетной нагрузкой в точках ее подключения к сети в соответствии с логическим принципом «ИЛИ»: пока работает приоритетная нагрузка, например, электрочайник на кухне -неприоритетная нагрузка, например, водонагреватель в ванной комнате, автоматически отключается. Как только чайник закипел и отключился - автоматически включается неприоритетная нагрузка. В нашем примере, это водонагреватель в ванной комнате.

Моноблочное «Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой» (первый вариант).

Первый вариант моноблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой (Фиг.1), содержит: корпус - 30, входную питающую линию - 1, выходную приоритетную линию - 11 и выходную неприоритетную линию - 19; датчик тока - 2; компаратор - 3 с источником опорного напряжения - 4; реле - 16 с силовым ключом - 17, два красных светодиода - 6, модуль питания - 10, логический модуль - 5.

Устройство работает следующим образом.

После включения блока в сеть напряжение с входной питающей линии - 1 поступает на модуль питания - 10, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и на выходную приоритетную линию - 11, выполненную, например, в виде штепсельной розетки. К ней подключается потребитель с высоким приоритетом.

При включении приоритетной нагрузки (например, электрочайника) ее статус определится по наличию потребляемого ею тока датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4, составляющего уставку устройства. Потребляемый нагрузкой ток превысит ток уставки и компаратор - 3 изменит состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который выдаст управляющий сигнал на реле -16, которое разомкнет силовой ключ - 17 и напряжение сети не поступит в выходную неприоритетную линию - 19 и в нагрузку.

Как только приоритетная нагрузка отключится (например, электрочайник закипит и выключится) отсутствие потребляемого ею тока зафиксируется датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4 и изменит состояние компаратора - 3. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который выдаст управляющий сигнал на реле - 16, которое замкнет силовой ключ - 17 и напряжение сети поступит в неприоритетную нагрузку, которая будет включена до тех пор, пока не включится приоритетная нагрузка. Красные светодиоды - 6 индицируют включение соответствующих нагрузок.

Моноблочное «Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой» (второй вариант).

Второй вариант моноблочного мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой (Фиг.2), содержит: корпус - 30, входную питающую линию - 1, выходную, приоритетную линию - 11 и несколькими выходными неприоритетными линиями - 19; датчик тока - 2; компаратор - 3 с источником опорного напряжения - 4; реле - 16 с переключающими контактами - 28, красные светодиоды - 6 по количеству розеток для подключения нагрузки, модуль питания - 10, логический модуль - 5.

Реле - 16 с переключающими контактами - 28 выбрано, как пример, для упрощения описания работы устройства. При двух нагрузках может использоваться одно реле с переключающими контактами, а при большем количестве коммутируемых нагрузок, может использоваться несколько реле с силовыми ключами, работающие как переключатель на Фиг.2.

Устройство работает следующим образом.

После включения блока в сеть напряжение с входной питающей линии - 1 поступает на модуль питания - 10, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и, через замкнутые переключающие контакты - 28 на выходную приоритетную линию - 11, выполненную, например, в виде штепсельной розетки. К ней подключается потребитель с высоким приоритетом. Если эта нагрузка окажется включена, то наличие потребляемого ею тока зафиксируется датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4. Потребляемый нагрузкой ток превысит ток уставки и компаратор - 3 изменит состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который выдаст управляющий сигнал на реле - 16 на удержание силового ключа - 28 в подключенном к выходной приоритетной линии - 11 состоянии. Напряжение сети будет поступать в приоритетную нагрузку.

Как только нагрузка, включенная в выходную приоритетную линию - 11 выключится, отсутствие потребляемого ею тока зафиксируется датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4 и компаратор - 3 изменит состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который выдаст управляющий сигнал на реле - 16 на переключение силового ключа - 28 на следующую выходную неприоритетную линию и розетку. Если нагрузка, подключенная в эту розетку, будет включена, то она будет включена до своего выключения. Затем будет подключена следующая линия. Если нагрузка в ней будет включена, то она будет включена до своего выключения, а если не включена, то продолжится последовательный перебор нагрузок до обнаружения включенной, и т.д. В конце цикла силовой ключ - 28 вернется к выходной приоритетной линии - 11.

Как видно из схемы, для регистрации тока в нескольких нагрузках используется всего один датчик тока.

Двухблочное «Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой».

Устройство состоит из двух основных блоков, выполненных, например, в виде розеточных адаптеров (Фиг.6): один - для подключения приоритетной нагрузки (для краткости, назовем его - блок А), другой - для подключения неприоритетной нагрузки (для краткости, назовем его - блок Б). Взаимодействие между блоками дистанционное: управляющие команды от блока А к блоку Б могут передаваться с помощью радиосигнала, по питающей электросети или в инфракрасном диапазоне волн.

Далее, в описании и на чертежах, для примера, будет представлена передача управляющих команд по радиоканалу.

Блок А (Фиг.3) сдержит следующие основные элементы: входную питающую линию - 1; датчик тока - 2; компаратор - 3; источник опорного напряжения - 4; логический модуль - 5; красный светодиод - 6; зеленый светодиод - 7; радиопередающий модуль - 8 с антенной - 9, модуль питания - 10; выходную приоритетную линию - 11, корпус - 12.

Входная питающая и выходная приоритетная линии могут быть выполнены в виде штепсельной вилки и розетки для подключения нагрузки, интегрированных в корпус блока.

Блок Б (Фиг.4) содержит следующие основные элементы: входную питающую линию - 1; радиоприемный модуль - 13 с антенной - 20; модуль питания - 14, логический модуль - 15; красный светодиод - 6; зеленый светодиод - 7; реле - 16; силовой ключ - 17; корпус - 18, выходную неприоритетную линию - 19.

Входная питающая и выходная неприоритетная линии могут быть выполнены в виде штепсельной вилки и розетки для подключения нагрузки и интегрированы в корпус блока. Реле - 16 с силовым ключом - 17 может представлять собой, как электромагнитное, так и электронное реле. Вместо или вместе с радиоприемным модулем блока, работающим на частотах 433 МГц или на более высоких в разрешенных радиодиапазонах, может быть использован передатчик команд по питающей электросети по стандарту Х10 или или в инфракрасном диапазоне волн с длиной волны около 0,75-1,4 микрон.

Работа устройства

БлокА (Фиг.3) работает следующим образом.

После включения блока в сеть напряжение через входную питающую линию - 1 поступает на модуль питания - 10, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и на выходную приоритетную линию - 11. К ней подключается приоритетный потребитель, который не отключается ни при каких условиях. (Это может быть электрочайник, электрообогреватель со встроенным термостатом, СВЧ-печь, стиральная машина и т.п.) Одновременно, логический модуль - 5 включает зеленый светодиод, индицирующий работу устройства при отключенной нагрузке, и подает управляющий сигнал на радиопередающий модуль - 8, который, через антенну - 9 передает радиокоманду блоку Б на выключение неприоритетной нагрузки в целях предотвращения рассинхронизации блоков. Такая «защитная» команда передается после каждого включения в сеть. Подробнее, о защите от рассинхронизации блоков, сказано ниже.

При включении приоритетной нагрузки (например, электрочайника) величина потребляемого ею тока зафиксируется датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4, составляющего уставку устройства. Если потребляемый нагрузкой ток превысит ток уставки, то компаратор - 3 изменит состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который выдаст управляющий сигнал на радиопередающий модуль - 8, который, в свою очередь, через антенну - 9 передаст радиокоманду на блок Б на выключение неприоритетной нагрузки (даже, если она не была включена).

При этом, логический модуль - 5 включит красный светодиод - 6, сигнализирующий о включении нагрузки.

Когда потребитель выключится (чайник закипел) - ток приоритетной нагрузки, подключенной к блоку А уменьшится ниже величины уставки источника опорного напряжения - 4, вследствие чего, компаратор - 3 изменит свое состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который подаст управляющий сигнал на радиопередающий модуль - 8, который, в свою очередь, через антенну - 9 передаст на блок Б радиокоманду на включение неприоритетной нагрузки. При этом, логический модуль - 5, включит зеленый светодиод - 7, сигнализирующий о работе без нагрузки, а красный светодиод - 6 погаснет. Цвета сигнализирующих светодиодов могут быть измены в соответствие с принятыми международными стандартами.

Логический модуль - 5 также осуществляет защиту устройства от рассинхронизации работы блоков после пропадания напряжения сети.

Происходит это следующим образом. Сразу после возобновления подачи электропитания питания, блок А передает на блок Б команду на выключение неприоритетной нагрузки (не зависимо от статуса приоритетной нагрузки). Далее, сравнением сигнала от датчика тока - 2 компаратор - 3 проверяет величину тока в цепи приоритетной нагрузки, т.е. включение приоритетной нагрузки. Если она не включена, логический модуль - 5 подает сигнал управления на радиопередающий модуль - 8 и тот, через антенну - 9 посылает команду на включение неприоритетной нагрузки на Блок Б.

Передача выключающей команды от блока А на блок Б при включении блока А, необходима для защиты устройства от выхода в такой режим работы, при котором неприоритетная нагрузка окажется включенной, потому что была включена ранее (если на блоке Б питание не пропадало), а после временного отключения от электросети блока А включилась еще и приоритетная нагрузка. Т.е. для предотвращения возможности одновременного включения обеих нагрузок.

Таким образом, при каждом первоначальном включении устройства в сеть, или после пропадания сетевого напряжения, блок А начинает свою работу с посылки радиокоманды на отключение неприоритетной нагрузки, что является защитной функцией.

Дополнительное повышение надежности прохождения управляющих команд от блока А к блоку Б возможно при параллельной передаче управляющих команд по разным каналам связи: электрической сети, радиоканалу или ИК.

Важным моментом в работе устройства является следующее. Величина уставки блока А, не важна количественно, поскольку устройство должно лишь обнаружить наличие тока в цепи нагрузки, чтобы «понять», что приоритетная нагрузка включена. Однако, настройка уставки должна допускать протекание небольшого тока через приоритетную нагрузку, без реакции на него устройства, как на включение нагрузки для корректной работы потребителей с внутренними электронными пускорегулирующими устройствами, такими, как термостаты, имеющими собственную потребляемую мощность. Обычно, она не превышает нескольких ватт, но ее нужно учитывать. Блок А должен игнорировать это потребление и не выдавать команду на выключение неприоритетной нагрузки.

Блок Б (Фиг.4) работает следующим образом.

Напряжение с входной питающей линии через входную питающую линию - 1 поступает на модуль питания - 14, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и на силовой ключ - 17.

В исходном состоянии силовой ключ - 17 разомкнут, выходная неприоритетная линия - 19 отключена от сети, нагрузка выключена, о чем сигнализирует зеленый светодиод - 7.

При отключении приоритетной нагрузки (в нашем примере, это электрочайник, при его закипании) с блока А на блок Б поступит радиокоманда на включение неприоритетной нагрузки. Команда будет принята радиоприемным модулем - 13 через антенну - 20. Сигнал с него поступит на логический модуль - 15, по управляющему сигналу которого, посредством реле - 16, замкнется силовой ключ - 17, и напряжение из электросети поступит на выходную неприоритетную линию - 19 и, соответственно, в саму нагрузку.

Одновременно, логический модуль - 15 включит красный светодиод - 6, сигнализирующий о включении нагрузки, а зеленый светодиод - 7 -выключит.

Зеленый светодиод - 7 в блоке Б может использоваться, например, и для дополнительной индикации: если после включения блока в сеть, по прошествии заданного времени, не получена никакая управляющая команда - светодиод - 7 начинает мигать, сигнализируя о необходимости синхронизации блоков или отсутствии прохождения радиокоманд.

Логический модуль - 15 блока Б, также, обеспечивает защиту устройства от рассинхронизации работы блоков после временного пропадания напряжения сети. Защита работает следующим образом. При пропадании сетевого напряжения на блоке Б, реле - 16 отключается и фиксируется в выключенном состоянии. Таким образом, после возобновления подачи сетевого напряжения на блок Б неприоритетная нагрузка останется выключенной до получения команды на включение от блока А.

Введение описанного алгоритма защиты устройства от рассинхронизации определяет порядок включения устройства в сеть. Первым должен включаться блок Б, а затем - блок А. Однако, если Логический модуль - 5 блока А дополнить кнопкой синхронизации - 27, для «внеочередной» синхронизации блоков, при нажатии на которую будет происходить принудительная передача управляющей радиокоманды, соответствующей текущему состоянию приоритетной нагрузки (синхронизация), то порядок включения блоков в сеть будет некритичен.

Кроме того, принудительный запуск устройства кнопкой синхронизации - 27 позволит в любое время проверять надежность прохождения радиосигнала.

Взаимодействие блоков

При включении приоритетной нагрузки от Блока А будет подана радиокоманда на Блок Б на выключение неприоритетной нагрузки, которая будет принята через антенну - 20 и радиоприемный модуль - 13, сигнал с выхода которого поступит на логический модуль - 15, по сигналу которого, разомкнется силовой ключ - 17 реле - 16. Неприоритетная нагрузка отключится.

Одновременно включится зеленый светодиод - 7, индицируя работу с выключенной нагрузкой, а красный светодиод - 6 погаснет.

Цвета сигнализирующих светодиодов могут быть измены в соответствие с принятыми международными стандартами.

Таким образом, в устройстве реализуется принцип качелей: если приоритетная нагрузка включена, то неприоритетная нагрузка - выключена. Как только приоритетная нагрузка отключается - включается неприоритетная нагрузка.

Второй возможный вариант работы «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой»

Нельзя не упомянуть о возможности использования более простого алгоритма работы мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой с использованием одной непрерывной управляющей команды, передаваемой в диапазоне радиоволн, волн оптического диапазона, или по электросети.

Для примера, рассмотрим использование радиоканала.

Идея работы изобретения по второму варианту следующая: в течение всего времени, пока приоритетная нагрузка выключена, блок А передает непрерывную радиокоманду на включение неприоритетной нагрузки, вызывающую срабатывание реле - 16, замыкание силового ключа - 17 на блоке Б (Фиг.4) и удержание ключа в замкнутом состоянии до прекращения передачи радиокоманды.

При включении приоритетной нагрузки передача «включающей» радиокоманды на блок Б прекращается. Ключ - 17 размыкается, отключая неприоритетную нагрузку.

Более подробно.

Блок А (Фиг.3), по второму варианту, работает следующим образом. После включения блока в сеть напряжение с входной питающей линии - 1 поступает на модуль питания - 10, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и на розетку выходную приоритетную линию - 11. К ней подключается потребитель с высоким приоритетом.

В исходном состоянии светится зеленый светодиод, индицирующий работу устройства при отключенной нагрузке.

При включении приоритетной нагрузки величина потребляемого ею тока зафиксируется датчиком тока - 2, сигнал с которого поступит на вход компаратора - 3, где сравнится с источником опорного напряжения - 4, составляющего уставку устройства. В случае, если потребляемый нагрузкой ток превысит ток уставки, то компаратор - 3 изменит состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который подаст на радиопередающий модуль - 8 сигнал, запрещающий передачу радиокоманды.

Таким образом, неприоритетная нагрузка будет выключена. Логический модуль - 5 включит красный светодиод - 6, сигнализирующий о включении приоритетной нагрузки.

В случае, если приоритетная нагрузка выключится - ток приоритетной нагрузки, подключенной к Блоку А уменьшится ниже величины уставки источника опорного напряжения - 4, вследствие чего компаратор - 3 изменит свое состояние. Сигнал с его выхода поступит на логический модуль - 5, который подаст управляющий сигнал на радиопередающий модуль - 8, который, в свою очередь, через антенну - 9 начнет передачу радиокоманды, разрешающей включение неприоритетной нагрузки на время, пока передается радиокоманда, т.е. пока приоритетная нагрузка выключена. При этом, логический модуль - 5 блока А включит зеленый светодиод - 7, сигнализирующий о выключении приоритетной нагрузки, а красный светодиод - 6 погаснет. Цвета сигнализирующих светодиодов могут быть измены в соответствие с принятыми международными стандартами.

Блок Б (Фиг.4), по второму варианту, работает следующим образом.

Напряжение с входной питающей линии - 1 поступает на модуль питания - 14, преобразующий напряжение электросети в напряжение питания элементов схемы, и на силовой ключ - 17.

В исходном состоянии силовой ключ - 17 разомкнут, выходная неприоритетная линия - 19 отключена от сети, нагрузка выключена, о чем сигнализирует зеленый светодиод - 7.

При отключении приоритетной нагрузки на блоке А от него, на Блок Б, поступает радиокоманда на включение неприоритетной нагрузки. Команда будет приниматься радиоприемным модулем - 13 через антенну - 20. Далее сигнал поступит на логический модуль - 15, по управляющему сигналу которого, включится реле - 16 и замкнется силовой ключ - 17, который будет замкнут до тех пор, пока поступает разрешающий радиосигнал (радиокоманда). Напряжение из электросети поступит на выходную неприоритетную линию - 19 и, далее, в саму нагрузку.

Логический модуль - 15 включит красный светодиод - 6, сигнализирующий о включении нагрузки, и выключит зеленый светодиод - 7.

Неприоритетная нагрузка будет включена до тех пор, пока не прекратится прием управляющей радиокоманды от блока А.

Вместо передачи команды управления по радиоканалу, можно использовать передачу команд по питающей электросети по стандарту Х10 или другому.

К достоинствам работы изобретения по такому алгоритму можно отнести простоту схемного решения, защищенность от одновременного включения нагрузок вследствие рассинхронизации блоков, самовосстановление работы после временного пропадания напряжения сети, или питания любого из блоков; не критичность к последовательности включения блоков в сеть.

Работу изобретения можно дополнительно проиллюстрировать так. Например, нужно отапливать две комнаты (Фиг.7), на что требуется подключение двух обогревателей. Но выделенная на квартиру мощность или сечение проводов электропроводки позволяют подключить только один обогреватель. При одновременном включении в сеть двух обогревателей - «выбивает» защитный автомат или греется проводка.

Решение задачи

В одном помещении в розетку - 21 через блок А - 22 включается электроконвектор - 23. Во втором помещении в розетку - 25 через блок Б - 24 включается второй электроконвектор - 26.

Исходим того, что мощность электроконвекторов соответствует площадям и теплопотерям помещений.

Если температура воздуха в первом помещении в исходном состоянии была ниже установленной на термостате электроконвектора - 23 величины, то включится нагрев - температура воздуха в помещении начнет подниматься.

Конвектор - 26 во втором помещении, в это время, будет выключен, не зависимо от температуры воздуха в этом помещении.

Через время Т1 температура воздуха в первом помещении поднимется до установленной величины. Термостат приоритетного электроконвектора - 23 выключит нагрев, а блок Б - 24 включит электроконвектор - 26.

Если температура воздуха во втором помещении, в исходном состоянии, была ниже установленной на термостате электроконвектора - 26 величины, то включится нагрев. Температура воздуха в этом помещении начнет подниматься.

Поскольку условия работы обогревателей одинаковы, то через время Т2, примерно равное Т1, температура воздуха во втором помещении поднимется до установленной величины и термостат электроконвектора - 26 выключит нагрев.

В течение последующего времени Т3 температура в обоих помещениях будет выше установленной величины и ни один из обогревателей не будет включен.

По прошествии времени Т3 температура в первой комнате понизится, и там снова включится нагрев, а электроконвектор - 26 - выключится.

Начнется новый цикл.

Другой пример использования изобретения. Задача.

При той же недостаточной выделенной на квартиру мощности нужно подключить электробойлер и пользоваться электрочайником, одновременная работа которых - недопустима.

Решение.

В блок А включаем электрочайник, а в блок Б - электробойлер.

Во время работы чайника, электробойлер будет выключаться. Но, поскольку, суммарное время работы электрочайника за сутки незначительно, электробойлер будет подключен к сети все оставшееся время.

Многоблочное исполнение «Мобильного устройства адресного управления неприоритетной нагрузкой и способа адресного управления неприоритетной нагрузкой».

Для простоты, остановимся на описании трехблочного исполнения изобретения (хотя, блоков может быть и больше), когда блоки А и Б взаимодействуют между собой не напрямую, а через промежуточный блок В.

Таким образом в электросеть можно подключить три электроприбора, общая мощность которых не укладывается в рамки выделенной или допустимой потребляемой мощности. Они будут включаться в порядке очереди, с учетом своего приоритета. Но, в любой момент времени включенным будет только один электроприбор.

При использовании блока В можно управлять двумя неприоритетными нагрузками с дополнительно получаемым эффектом ретрансляции управляющих команд от блока А, через блок В (и последующие в цепочке блоки), к конечному блоку Б.

Это увеличивает максимально возможную дальность разнесения блоков А и Б между собой без увеличения мощности радиопередающего модуля. При этом, приоритет неприоритетных нагрузок, подключенных к блоку В и Б неравнозначен и будет делиться между ними с учетом более высокого приоритета нагрузки, подключенной к блоку В. Приоритет между блоками В и Б будет, как бы, плавающий.

Подробнее об этом будет сказано ниже.

Применение изобретения в трехблочном исполнении может быть полезно, например, для подключения отопительных конвекторов в трех помещениях дома: большой комнате, средней комнате и небольшой кладовке.

Важное замечание: в трехблочном исполнении изобретения радиоканалы блоков работают таким образом, что (радио)передатчик блока А может взаимодействовать только с (радио)приемником блока В, а (радио)передатчик блока В может взаимодействовать только с (радио)приемником блока Б.

Блок В (Фиг.5) содержит элементы блоков А и Б и содержит: входную питающую линию - 1; датчик тока - 2; компаратор - 3; источник опорного напряжения - 4; логический модуль - 28; светодиоды - 6, 7; радиопередающий модуль - 8 с антенной - 9, модуль питания - 10; радиоприемный модуль - 13 с антенной - 20; логический модуль - 15; красный светодиод - 6; зеленый светодиод - 7; реле - 16; силовой ключ - 17; корпус - 29, выходную неприоритетную линию - 19.

Входная питающая линия и выходная неприоритетная линия могут быть выполнены в виде штепсельной вилки и розетки для подключения нагрузки и интегрированы в корпус блока.

Поскольку выше уже было приведено назначение элементов блоков А и Б, входящих в блок В, то остановимся лишь на описании работы формирователя логических сигналов - 28 (Фиг.5) и логике взаимодействия трех блоков между собой.

Блоки А, Б. В могут быть выполнены в виде розеточных адаптеров (Фиг.6).

Мобильное устройство адресного управления неприоритетной нагрузкой и способ адресного управления неприоритетной нагрузкой в трехблочном (и более) исполнении работает следующим образом.

При поступлении от блока А на блок В (Фиг.5) сигнала, разрешающего включение неприоритетной нагрузки он принимается антенной - 20 и радиоприемным модулем - 13, и поступает на логический модуль - 28, который включает реле - 16, замыкающее контакты силового ключа - 17. Если нагрузка, включенная в выходную неприоритетную линию - 19 «готова к включению», то, например, термостат отопительного прибора, включенного в эту розетку, включит нагрев. Если же нагрузка не включится, или выключится по истечении времени, а приоритетная нагрузка на блоке А так и не будет включена, то приоритет неприоритетной нагрузки будет делегирован блоку Б.

В этом случае логический модуль - 28 разомкнет силовой ключ - 17 и подаст сигнал на радиопередающий модуль - 8, который, через антенну - 9 передаст команду, разрешающую включение неприоритетной нагрузки на следующем, в цепочке, блоке - блоке Б. Силовой ключ - 17 блока Б замкнется, не зависимо от наличия включенной нагрузки, и будет находится в таком состоянии, пока сеть «не понадобится» приоритетной нагрузке, подключенной к блоку А. В этом случае, на блок В поступит команда, запрещающая работу любой неприоритетной нагрузки. Логический модуль - 28 блока подаст сигнал на радиопередающий модуль - 13, а тот, через антенну - 20 передаст радиокоманду на блок В на выключение нагрузки.

Перечень обозначений

1 - Входная питающая линия;

2 - Датчик тока;

3 - Компаратор;

4 - Источник опорного напряжения;

5 - Логический модуль;

6 - Красный светодиод;

7 - Зеленый светодиод;

8 - Радиопередающий модуль;

9 - Антенна;

10 - Модуль питания;

11 - Выходная приоритетная линия;

12 - Корпус блока А;

13 - Радиоприемный модуль;

14 - Модуль питания;

15 - Логический модуль;

16 - Реле;

17 - Силовой ключ;

18 - Корпус блока Б;

19 - Выходная неприоритетная линия;

20 - Антенна;

21 - Розетка в первой комнате;

22 - Блок А;

23 - Приоритетная нагрузка;

25 - Розетка во второй комнате;

24 - Блок Б;

26 - Неприоритетная нагрузка.

27 - Кнопка синхронизации;

28 - Переключающие контакты реле;

29 - Корпус блока В.

30 - Корпус моноблочного устройства.