判断交流负载特性的方法及系统、调光节能控制器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910055275.4

申请日:

2009.07.23

公开号:

CN101963635A

公开日:

2011.02.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20090723|||公开

IPC分类号:

G01R31/00; H05B37/02

主分类号:

G01R31/00

申请人:

中达电通股份有限公司

发明人:

舒震寰

地址:

201209 上海市浦东新区曹路镇民夏路238号

优先权:

专利代理机构:

上海光华专利事务所 31219

代理人:

余明伟

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内容摘要

本发明揭示了一种判断交流负载特性的方法及系统,该方法把负载电压看作标准的正弦波形;获取在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或根据或的值来分类和判断负载的特性。本发明提出的分类和判断交流负载特性的方法,通过对负载电流进行积分判断,能够灵活的运用软件进行处理,该方法可方便的测量出交流负载的特性,这对需要测量负载特性的各种电力电子的控制设备找到了方便准确有效的测量方法,如果运用软件来处理,还可以节约了硬件成本,增强测量的灵活性。

权利要求书

1: 一种分类和判断交流负载特性的方法, 其特征在于, 该方法包括如下步骤 : A、 把负载电压看作标准的正弦波形 ; B、 取电压的初相位为 0, 电流的初相位为 电压的数学表达式为 : u = Umcos(ωt) ; 其 中, u 为交流电压的瞬时值, i 为交流电流的瞬时值, Um 为交流电压的最大值, ω 为角频率, 为电流的初相位 ; C、 获取在任意 (n-m+1/2)T 周期内电流的积分 D、 根据 若 阻性负载 ; 若 若 阻性负载 ; 若 或 的值判断负载的特性 ; 分类并判断负载为类电 或 其中, m、 n 为整数 ; 分类并判断负载为类电感性负载 ; 若 分类并判断负载为类电容性负载 ; 分类并判断负载为类电感性负载 ; 若 分类并判断负载为类电容性负载。 分类并判断负载为类电
2: 根据权利要求 1 所述的判断交流负载特性的方法, 其特征在于 : 所述步骤 C 中, 通过获取 的值等同于获取 或
3: 根据权利要求 1 所述的判断交流负载特性的方法, 其特征在于 : 所述步骤 C 中, 通过采样方法计算出 或
4: 利用权利要求 1 至 3 任一所述判断交流负载特性方法的判断系统, 其特征在于, 该系 统包括 : 累 计 积 分 获 取 模 块, 用 以 计 算 在 任 意 (n-m+1/2)T 周 期 内 电 流 的 积 分 其中, m、 n 为整数 ; 负载特性判断模块, 用以根据 或 的值分类和判断负载的特性。 或
5: 根据权利要求 4 所述的分类和判断交流负载特性的方法, 其特征在于 : 负载特性判断模块判断 感性负载 ; 若 或 的值, 若 分类并判断负载为类电 分类并判断负载 分类并判断负载为类电阻性负载 ; 若 2 为类电容性负载 ; 若 负载为类电阻性负载 ; 若 分类并判断负载为类电感性负载 ; 若 分类并判断 分类并判断负载为类电容性负载。
6: 一种调光节能控制器, 其特征在于, 该控制器包括权利要求 4 或 5 所述交流负载特性 判断系统, 根据该判断系统获取的负载特性调节电压。

说明书


判断交流负载特性的方法及系统、 调光节能控制器

    技术领域 本发明涉及一种负载特性测量方法, 尤其涉及一种利用电流积分分类及判断交流 负载特性的方法 ; 同时, 本发明还涉及一种利用上述交流负载特性判断方法的交流负载特 性判断系统, 此外, 本发明还涉及一种包括上述交流负载特性判断系统的调光节能控制器。
     背景技术 目前在交流负载特性测量方法中, 在各种电力电子控制设备中, 目前还没有较好 的判断负载特性的方法。目前的测量方法需要借助专用的硬件设备, 或者干脆不判断负载 的特性, 只测量负载的功率因素。传统的测量方法有如下缺陷 :
     1, 用硬件设备判断的方法成本高, 灵活度差。
     2, 当使用环境比较糟糕, 用过零点判断法, 容易出现误判断, 影响对电力电子设备 的精确控制。
     3, 当有容性负载和感性负载并联时候, 当电流波形非正弦波时, 用传统的电流和 电压过零点比较方法将会出现负载特性判断错误。比如, 容性的脉冲形电流的节能灯和感 性的其它灯具并联使用时, 实际特性有可能是容性, 而用过零点法将全部判断成感性, 出现 错误。
     发明内容
     本发明所要解决的技术问题是 : 提供一种利用电流积分分类和判断交流负载特性 的方法。
     同时, 本发明提供一种利用上述交流负载特性判断方法的交流负载特性判断系统。
     另外, 本发明还提供一种包括上述交流负载特性判断系统的调光节能控制器。
     为解决上述技术问题, 本发明采用如下技术方案 :
     一种判断交流负载特性的方法, 该方法包括如下步骤 :
     A、 把负载电压看作标准的正弦波形 ;
     B、 取 电 压 的 初 相 位 为 0, 电流的初相位为电压的数学表达式为 : u=Umcos(ωt) ; 其中, u 为交流电压的瞬时值, i 为交流电流的瞬时值, Um 为交流电压的最大值, ω 为角频率,
     为电流的初相位 ; 或 其中, m、 n 为整C、 获取在任意 (n-m+1/2)T 周期内电流的积分数;
     D、 根据 若或的值判断负载的特性 ; 分类并判断负载为分类并判断负载为类电感性负载 ; 若类电阻性负载 ; 若
     分类并判断负载为类电容性负载 ; 分类并判断负载为类电感性负载 ; 若 分类并判断负载为类电容性负载。 分类并判断负载为若类电阻性负载 ; 若
     所述步骤 C 中,通过计算出的值等同于计算出或这样就可在半个周期类分类及判断出负载的特性。
     所述步骤 C 中, 通过采样方法获取或利用上述判断交流负载特性方法的判断系统, 该系统包括 : 累计积分获取模块, 用以计算在任意 (n-m+1/2)T 周期内电流的积分 其中, m、 n 为整数 ; 或
     负载特性判断模块, 用以根据 负载特性判断模块判断 或或的值判断负载的特性。 的值, 若 分类并判断负载为 分类并判断 分类并类电感性负载 ; 若 负载为类电容性负载 ; 若 判断负载为类电阻性负载 ; 若
     分类并判断负载为类电阻性负载 ; 若 分类并判断负载为类电感性负载 ; 若 分类并判断负载为类电容性负载。一种调光节能控制器, 该控制器包括上述交流负载特性判断系统, 根据该判断系 统获取的负载特性调节电压。
     本发明的有益效果在于 : 本发明提出的分类及判断交流负载特性的方法, 通过对 负载电流进行积分判断, 能够灵活的运用软件进行处理, 该方法可方便的测量出交流负载 的特性, 这对需要测量负载特性的各种电力电子的控制设备找到了方便准确有效的测量方 法, 如果运用软件来处理, 还可以节约了硬件成本, 增强测量的灵活性。 附图说明
     图 1 为本发明判断交流负载特性方法的流程图。具体实施方式
     下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一
     本发明的交流负载分类方法描述如下。交流输入电压为正弦波, 用如下的瞬时值 表达式表示。
     u = Umcos(ωt), 式1
     其中, u: 交流电压的瞬时值。
     Um : 交流电压的最大值。
     Im : 交流电流的最大值。
     ω: 角频率 T: 周期。 用如下的判断式对负载特性进行分类 式2 由于交流负载电流都是对称周期性电流, 因此对于如下扩展式分类同样有效。 式3 式4 式5积分电流关系 It1 > 0 It1 = 0 It1 < 0 负载特性 类感性负载 类阻性负载 类容性负载对于正弦电流波形, 可以证明用该电流积分分类方法判定的负载特性类型和传统 的负载特性类型完全一致, 以下是证明过程。
     1、 设电压的初相位为 0, 电流的初相位为 则电压电流有如下的数学表达式。
     电压的数学表达式为 :
     u = Umcos(ωt), 式6
     电流的数学表达式为 :
     式7 其中, u: 交流电压的瞬时值。 i: 交流电流的瞬时值。 Um : 交流电压的最大值。 Im : 交流电流的最大值。 ω: 角频率电流的初相位。 由于上述定义电压的初相位为 0, 电流的初相位为 本领域的技术人员应该了解, 当 电流与电压同相位, 负载为电阻性负载, 当 所以电流对电压的相位差 负载为电感性 电流超前于电压一个相角 电流滞后于电压一个相角为负载, 当
     负载为电容性负载。 用电流积分分类法的算法来判定, 计算公式和计算出来的结果为 : 式8 式9 同理可以求的其它值如下 : 式 10
     式 11
     式 12
     2、 由于是交流负载, 所以电流对电压的相位差应该在之间, 根据以上推算我们可以得到利用电流积分法测量负载特性具有如下的判定方法。
     从对照表格中我们可以看出, 对于正弦电流波形的负载特性用电流积分方法分类 和常用方法分类结果是一致的。
     3、 由于对非正弦电流波形的 Qf 无法象计算 Pf 值那样计算, 对于非正弦波形的负 载特性分类和计算目前还没有统一的说法。而对于很多电子负载设备的控制来说, 电流波
     形对控制是非常关键的, 而有效的负载特性分类方法和迅速判断负载特性都非常重要, 用 电流积分方法很好的利用了电流波形对负载设备重要性, 用这种方法来对负载特性进行分 类有着非常积极的意义。
     这里本发明的描述和应用是说明性的, 并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的, 对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是, 在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下, 本发明可以以其它形式、 结构、 布置、 比例, 以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下, 可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。
     如, 获取电流的积分 It1 的方法可以通过采样等方法获取。

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1、(10)申请公布号 CN 101963635 A(43)申请公布日 2011.02.02CN101963635A*CN101963635A*(21)申请号 200910055275.4(22)申请日 2009.07.23G01R 31/00(2006.01)H05B 37/02(2006.01)(71)申请人中达电通股份有限公司地址 201209 上海市浦东新区曹路镇民夏路238号(72)发明人舒震寰(74)专利代理机构上海光华专利事务所 31219代理人余明伟(54) 发明名称判断交流负载特性的方法及系统、调光节能控制器(57) 摘要本发明揭示了一种判断交流负载特性的方法及系统,该方法把负载。

2、电压看作标准的正弦波形;获取在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或根据或的值来分类和判断负载的特性。本发明提出的分类和判断交流负载特性的方法,通过对负载电流进行积分判断,能够灵活的运用软件进行处理,该方法可方便的测量出交流负载的特性,这对需要测量负载特性的各种电力电子的控制设备找到了方便准确有效的测量方法,如果运用软件来处理,还可以节约了硬件成本,增强测量的灵活性。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页CN 101963636 A 1/2页21.一种分类和判断交流负载特性的方法,其特征在于,该方法包括。

3、如下步骤:A、把负载电压看作标准的正弦波形;B、取电压的初相位为0,电流的初相位为电压的数学表达式为:uUmcos(t);其中,u为交流电压的瞬时值,i为交流电流的瞬时值,Um为交流电压的最大值,为角频率,为电流的初相位;C、获取在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或其中,m、n为整数;D、根据或的值判断负载的特性;若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载;若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载。2.根据权利要求1所述的判断交流负载特性的方法,其特征在于:所述步骤C中,通过获取的。

4、值等同于获取或3.根据权利要求1所述的判断交流负载特性的方法,其特征在于:所述步骤C中,通过采样方法计算出或4.利用权利要求1至3任一所述判断交流负载特性方法的判断系统,其特征在于,该系统包括:累计积分获取模块,用以计算在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或其中,m、n为整数;负载特性判断模块,用以根据或的值分类和判断负载的特性。5.根据权利要求4所述的分类和判断交流负载特性的方法,其特征在于:负载特性判断模块判断或的值,若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载权 利 要 求 书CN 101963635 ACN 101963636 A 2/2页3为。

5、类电容性负载;若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载。6.一种调光节能控制器,其特征在于,该控制器包括权利要求4或5所述交流负载特性判断系统,根据该判断系统获取的负载特性调节电压。权 利 要 求 书CN 101963635 ACN 101963636 A 1/5页4判断交流负载特性的方法及系统、 调光节能控制器技术领域0001 本发明涉及一种负载特性测量方法,尤其涉及一种利用电流积分分类及判断交流负载特性的方法;同时,本发明还涉及一种利用上述交流负载特性判断方法的交流负载特性判断系统,此外,本发明还涉及一种包括上述交流负载特性判断系统的调。

6、光节能控制器。背景技术0002 目前在交流负载特性测量方法中,在各种电力电子控制设备中,目前还没有较好的判断负载特性的方法。目前的测量方法需要借助专用的硬件设备,或者干脆不判断负载的特性,只测量负载的功率因素。传统的测量方法有如下缺陷:0003 1,用硬件设备判断的方法成本高,灵活度差。0004 2,当使用环境比较糟糕,用过零点判断法,容易出现误判断,影响对电力电子设备的精确控制。0005 3,当有容性负载和感性负载并联时候,当电流波形非正弦波时,用传统的电流和电压过零点比较方法将会出现负载特性判断错误。比如,容性的脉冲形电流的节能灯和感性的其它灯具并联使用时,实际特性有可能是容性,而用过零点。

7、法将全部判断成感性,出现错误。发明内容0006 本发明所要解决的技术问题是:提供一种利用电流积分分类和判断交流负载特性的方法。0007 同时,本发明提供一种利用上述交流负载特性判断方法的交流负载特性判断系统。0008 另外,本发明还提供一种包括上述交流负载特性判断系统的调光节能控制器。0009 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:0010 一种判断交流负载特性的方法,该方法包括如下步骤:0011 A、把负载电压看作标准的正弦波形;0012 B、取电压的初相位为0,电流的初相位为电压的数学表达式为:uUmcos(t);其中,u为交流电压的瞬时值,i为交流电流的瞬时值,Um为交流电压的最大。

8、值,为角频率,为电流的初相位;0013 C、获取在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或其中,m、n为整数;0014 D、根据或的值判断负载的特性;0015 若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为说 明 书CN 101963635 ACN 101963636 A 2/5页5类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载;0016 若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载。0017 所述步骤C中,0018 0019 通过计算出的值等同于计算出或这样就可在半个周期类分类及判断出负载的特性。0020 所述步骤C中,通过采样方法获取或。

9、0021 利用上述判断交流负载特性方法的判断系统,该系统包括:0022 累计积分获取模块,用以计算在任意(n-m+1/2)T周期内电流的积分或其中,m、n为整数;0023 负载特性判断模块,用以根据或的值判断负载的特性。0024 负载特性判断模块判断或的值,若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载;若分类并判断负载为类电感性负载;若分类并判断负载为类电阻性负载;若分类并判断负载为类电容性负载。0025 一种调光节能控制器,该控制器包括上述交流负载特性判断系统,根据该判断系统获取的负载特性调节电压。0026 本发明的有益效果在于:本发明提出的。

10、分类及判断交流负载特性的方法,通过对负载电流进行积分判断,能够灵活的运用软件进行处理,该方法可方便的测量出交流负载的特性,这对需要测量负载特性的各种电力电子的控制设备找到了方便准确有效的测量方法,如果运用软件来处理,还可以节约了硬件成本,增强测量的灵活性。附图说明0027 图1为本发明判断交流负载特性方法的流程图。具体实施方式0028 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。说 明 书CN 101963635 ACN 101963636 A 3/5页60029 实施例一0030 本发明的交流负载分类方法描述如下。交流输入电压为正弦波,用如下的瞬时值表达式表示。0031 uUmcos(t), 式。

11、10032 其中,u:交流电压的瞬时值。0033 Um:交流电压的最大值。0034 Im:交流电流的最大值。0035 :角频率0036 T:周期。0037 用如下的判断式对负载特性进行分类0038 式20039 由于交流负载电流都是对称周期性电流,因此对于如下扩展式分类同样有效。0040 式30041 式40042 式50043 积分电流关系 负载特性It10 类感性负载It10 类阻性负载It10 类容性负载0044 对于正弦电流波形,可以证明用该电流积分分类方法判定的负载特性类型和传统的负载特性类型完全一致,以下是证明过程。0045 1、设电压的初相位为0,电流的初相位为则电压电流有如下的。

12、数学表达式。0046 电压的数学表达式为:0047 uUmcos(t), 式60048 电流的数学表达式为:0049 式70050 其中,u:交流电压的瞬时值。0051 i:交流电流的瞬时值。0052 Um:交流电压的最大值。0053 Im:交流电流的最大值。0054 :角频率说 明 书CN 101963635 ACN 101963636 A 4/5页70055 电流的初相位。0056 由于上述定义电压的初相位为0,电流的初相位为所以电流对电压的相位差为本领域的技术人员应该了解,当电流滞后于电压一个相角负载为电感性负载,当电流与电压同相位,负载为电阻性负载,当电流超前于电压一个相角负载为电容性。

13、负载。0057 用电流积分分类法的算法来判定,计算公式和计算出来的结果为:0058 式80059 式90060 同理可以求的其它值如下:0061 式100062 0063 式110064 0065 式120066 0067 2、由于是交流负载,所以电流对电压的相位差应该在之间,根据以上推算我们可以得到利用电流积分法测量负载特性具有如下的判定方法。0068 0069 从对照表格中我们可以看出,对于正弦电流波形的负载特性用电流积分方法分类和常用方法分类结果是一致的。0070 3、由于对非正弦电流波形的Qf无法象计算Pf值那样计算,对于非正弦波形的负载特性分类和计算目前还没有统一的说法。而对于很多电。

14、子负载设备的控制来说,电流波说 明 书CN 101963635 ACN 101963636 A 5/5页8形对控制是非常关键的,而有效的负载特性分类方法和迅速判断负载特性都非常重要,用电流积分方法很好的利用了电流波形对负载设备重要性,用这种方法来对负载特性进行分类有着非常积极的意义。0071 这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的,对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是,在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下,本发明可以以其它形式、结构、布置、比例,以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下,可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。0072 如,获取电流的积分It1的方法可以通过采样等方法获取。说 明 书CN 101963635 ACN 101963636 A 1/1页9图1说 明 书 附 图CN 101963635 A。

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