用于監(jiān)控電源的功率分析模塊制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于監(jiān)控電源的功率分析模塊。一種分析電源的特性的方法包括：接收具有至少一個(gè)相位的電源；以及感測(cè)至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信號(hào)。所述方法包括：基于至少一個(gè)相位中選擇的相位的所感測(cè)的電壓信號(hào)來檢測(cè)所選擇的相位的過零事件。所述方法還包括：基于對(duì)應(yīng)的所感測(cè)的電壓信號(hào)使用處理器來確定至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信息。所述方法還包括：響應(yīng)于過零事件經(jīng)由電化隔離器輸出脈沖序列。所述序列中的一些脈沖或所有脈沖的各自的長(zhǎng)度基于至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的對(duì)應(yīng)電壓信息。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本公開內(nèi)容涉及一種用于監(jiān)控電源的功率分析模塊。
技術(shù)介紹
該部分提供與本公開內(nèi)容有關(guān)的背景信息，但不一定是現(xiàn)有技術(shù)。 各種應(yīng)用需要幾乎恒定地供應(yīng)可靠的電功率，以有效地工作。例如，醫(yī)院需要電力的恒定和可靠的供應(yīng)，以在需要時(shí)確保手術(shù)室等中的醫(yī)療設(shè)備。此外，食品零售商(例如超市和百貨店)需要電力的恒定和可靠的供應(yīng)，以正確地操作與顯示箱和冷庫(kù)關(guān)聯(lián)的冷凍系統(tǒng)，以防食品變質(zhì)。雖然公共公司通常是一致和可靠的電功率的主要來源，但這樣的功率有時(shí)由于惡劣天氣、不可預(yù)見的事故或維護(hù)而中斷。電力的中斷雖然令人生氣并且不愉快，但普通公眾一般是可忍受的。另一方面，例如醫(yī)院的機(jī)構(gòu)以及例如食品零售商的商店無法負(fù)擔(dān)他們的電源的甚至微小的中斷。因此，不能負(fù)擔(dān)他們的電源的甚至微小的中斷的電力消費(fèi)者一般依賴于發(fā)電機(jī)和其它備份系統(tǒng)，以在來自公共公司的電氣服務(wù)中斷的時(shí)段期間供應(yīng)電功率。轉(zhuǎn)換切換器使得這些消費(fèi)者能夠在主電源(即來自公共公司)和輔助電源(即當(dāng)一個(gè)源變得不可靠或需要維護(hù)時(shí)的發(fā)電機(jī)或另外備份系統(tǒng))之間進(jìn)行切換。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
該部分提供本專利技術(shù)的概述，并且不包括本專利技術(shù)的完整范圍或其所有特征。一種分析電源的特性的方法包括接收具有至少一個(gè)相位的電源；以及感測(cè)至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信號(hào)。所述方法包括基于至少一個(gè)相位中選擇的相位的所感測(cè)的電壓信號(hào)來檢測(cè)所選擇的相位的過零事件。所述方法還包括基于對(duì)應(yīng)的所感測(cè)的電壓信號(hào)使用處理器來確定所述至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信息。所述方法還包括響應(yīng)于過零事件經(jīng)由電化隔離器輸出脈沖序列。所述序列中的一些脈沖或所有脈沖的各自的長(zhǎng)度基于至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的對(duì)應(yīng)電壓信息。所述方法還包括在自動(dòng)轉(zhuǎn)換切換器中接收電源和第二電源；從電化隔離器接收脈沖序列；基于所接收的脈沖序列，選擇電源和第二電源中的一個(gè)；以及將所選擇的電源連接到負(fù)載。所述方法的一些實(shí)現(xiàn)包括具有三個(gè)相位的電源以及確定三個(gè)相位的相位旋轉(zhuǎn)。所述方法可以包括基于相位旋轉(zhuǎn)而選擇預(yù)定間隔；以及輸出序列中的至少兩個(gè)脈沖之間具有預(yù)定間隔的脈沖序列。在一些布置中，脈沖序列包括(i)表示過零事件的同步脈沖以及(ii)對(duì)于至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位，表示對(duì)應(yīng)電壓信息的至少一個(gè)電壓脈沖。此外，開始輸出同步脈沖可以與過零事件近似同時(shí)發(fā)生，并且同步脈沖可以是脈沖序列中的初始脈沖。在存在三個(gè)相位的情況下，輸出脈沖序列可以包括輸出與三個(gè)相位中的每個(gè)相位對(duì)應(yīng)的電壓脈沖。在一些實(shí)現(xiàn)中，至少一個(gè)相位中的第一相位的電壓信號(hào)包括瞬時(shí)電壓讀數(shù)，確定第一相位的電壓信息包括檢測(cè)瞬時(shí)電壓讀數(shù)的峰值。確定第一相位的電壓信息可以還包括基于瞬時(shí)電壓讀數(shù)而計(jì)算第一相位的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。統(tǒng)計(jì)參數(shù)可以包括以下中的至少一個(gè)均值、根均值、均方根值。確定至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信息可以包括確定以下中的至少一個(gè)線間電壓、線到中性點(diǎn)電壓、線間電壓的平方、線到中性點(diǎn)電壓的平方、線間電壓的均值、線到中性點(diǎn)電壓的均值、線間電壓的均方根、以及線到中性點(diǎn)電壓的均方根。確定電壓信息以及輸出脈沖序列可以還包括對(duì)于至少一個(gè)相位中的每一個(gè)相位，確定表示線到中性點(diǎn)電壓的第一電壓參數(shù)以及表示線間電壓的第二電壓參數(shù)；第一電壓參數(shù)和第二電壓參數(shù)中的至少一個(gè)的均值；以及第一電壓參數(shù)和第二電壓參數(shù)中的至少一個(gè)的均方根；并且脈沖序列包括α)與過零事件對(duì)應(yīng)的同步脈沖以及αυ對(duì)于至少一個(gè)相位中的每一個(gè)相位，表示均方根的電壓脈沖。在存在三個(gè)相位的情況下，所述方法可以包括確定三個(gè)相位的相位旋轉(zhuǎn)；基于相位旋轉(zhuǎn)而選擇預(yù)定間隔；以及輸出脈沖序列中的 至少兩個(gè)脈沖之間具有預(yù)定間隔的脈沖序列。在該實(shí)現(xiàn)中，可以輸出脈沖序列，使得同步脈沖是脈沖序列中的初始脈沖，同步脈沖的開始與過零事件近似同時(shí)，以及電壓脈沖中的每一個(gè)電壓脈沖由預(yù)定間隔分離。還公開了一種接收具有至少一個(gè)相位的電源的功率分析模塊。所述功率分析模塊包括感測(cè)模塊，其感測(cè)所述至少一個(gè)相位的電壓信號(hào)；過零模塊，其基于至少一個(gè)相位中選擇的相位的所感測(cè)的電壓信號(hào)來檢測(cè)所選擇的相位的過零事件；處理模塊，其基于至少一個(gè)相位的所感測(cè)的電壓信號(hào)來確定至少一個(gè)相位中的每一個(gè)相位的電壓信息；以及輸出模塊，其將響應(yīng)于過零事件的脈沖序列輸出到電化隔離器，其中，所述序列中的一些脈沖或所有脈沖的長(zhǎng)度基于至少一個(gè)相位中的每一個(gè)相位的電壓信息。功率分析模塊可以感測(cè)自動(dòng)轉(zhuǎn)換切換器的電源。脈沖序列的長(zhǎng)度可以與電壓信息成比例，和/或序列中的初始脈沖的長(zhǎng)度可以是固定的預(yù)定長(zhǎng)度。功率分析模塊可以監(jiān)控三相電源，并且可以確定三個(gè)相位的相位旋轉(zhuǎn)，基于相位旋轉(zhuǎn)而選擇預(yù)定間隔；以及輸出模塊可以輸出脈沖序列中的至少兩個(gè)脈沖之間具有預(yù)定間隔的脈沖序列。此外，可以在處理器上實(shí)現(xiàn)功率分析模塊，并且過零模塊可以包括比較器，比較器檢測(cè)所選擇的相位的過零事件。比較器可以在處理器外部。應(yīng)用的其它領(lǐng)域通過在此提供的描述將變得清楚。該
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
中的描述和具體示例僅意在舉例說明，并不意圖限制本專利技術(shù)的范圍。附圖說明在此描述的附圖僅用于說明，并且不意圖限制本公開內(nèi)容的范圍。圖I是轉(zhuǎn)換切換器設(shè)備的功能框圖；圖2A是根據(jù)本專利技術(shù)的原理的功率分析模塊的功能框圖；圖2B是根據(jù)本專利技術(shù)的原理的另一功率分析模塊的功能框圖；圖2C是根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的另一功率分析模塊的功能框圖；圖3A-圖3C是根據(jù)本公開內(nèi)容的原理的功率分析模塊生成的脈沖序列的示意性表不;圖4是詳解功率分析模塊計(jì)算電壓信息的方法的操作的流程圖；圖5是詳解用于維修功率分析模塊產(chǎn)生的中斷的方法的操作的流程圖；以及圖6是用于控制輸出的輸出狀態(tài)機(jī)的表示。貫穿附圖的若干視圖，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)指示對(duì)應(yīng)的部分。具體實(shí)施例方式例如在將給負(fù)載的功率從故障公用電源切換到備份電源時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換切換器(automatic transfer switch)將多個(gè)電源之一電連接到負(fù)載。自動(dòng)轉(zhuǎn)換切換器的主控制 器可以基于對(duì)應(yīng)的功率分析模塊提供給它的每個(gè)電源的測(cè)量而確定使用電源中的哪一個(gè)。參照這些功率分析模塊中的一個(gè)的示例實(shí)現(xiàn)，功率分析模塊感測(cè)對(duì)應(yīng)電源的電壓信號(hào)。基于電壓信號(hào)，功率分析模塊計(jì)算電壓信息，并且經(jīng)由電化隔離器(galvanic siolator)將該信息發(fā)送到主控制器。功率分析模塊使用二進(jìn)制脈沖序列來表示電壓信息。每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間與一條電壓信息對(duì)應(yīng)。電壓信息的項(xiàng)包括每個(gè)相位的相位到中性點(diǎn)電壓的RMS(root meansquare，均方根)以及每對(duì)相位之間的相位到相位電壓的RMS。功率分析模塊使用脈沖之間具有預(yù)定長(zhǎng)度的間隔(space)來傳達(dá)電源是否為多相電源，如果是，則還有電源的相位旋轉(zhuǎn)。布置脈沖序列的順序以及空白的預(yù)定長(zhǎng)度對(duì)于主控制器是已知的，從而主控制器可以確定對(duì)應(yīng)的電壓和相位信息。二進(jìn)制脈沖序列在每個(gè)電源周期發(fā)送一次，并且因此發(fā)送要比電源的一個(gè)周期更短。序列的發(fā)送的開始與電源的選定的相位的過零(zero crossing)(在正方向或負(fù)方向上)同步。提供示例實(shí)現(xiàn)，使得本公開將是詳盡的，并且將把范圍完全傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。闡述了大量具體細(xì)節(jié)(例如具體組件、設(shè)備和方法的示例)，以提供對(duì)本公開內(nèi)容的透徹理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，無需采用具體細(xì)節(jié)，可以通過很多不同形式來實(shí)施示例布置，并且也不應(yīng)理解為限制本公開內(nèi)容的范圍。在一些示例布置中，不詳細(xì)描本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種方法，包括：接收具有至少一個(gè)相位的電源；感測(cè)所述至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信號(hào)；基于所述至少一個(gè)相位中選擇的相位的所感測(cè)的電壓信號(hào)來檢測(cè)所選擇的相位的過零事件；基于對(duì)應(yīng)的所感測(cè)的電壓信號(hào)使用處理器來確定所述至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的電壓信息；以及響應(yīng)于所述過零事件經(jīng)由電化隔離器輸出脈沖序列，其中，所述序列中的一些脈沖或所有脈沖的各自的長(zhǎng)度基于所述至少一個(gè)相位中的每個(gè)相位的對(duì)應(yīng)電壓信息。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：約翰·海斯，弗拉迪米爾·米洛斯拉夫斯基，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：阿斯科動(dòng)力科技公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：