缺相检测方法及装置、变频器、电机和用电设备与流程

文档序号:31091388发布日期:2022-08-09 23:47阅读:284来源:国知局
缺相检测方法及装置、变频器、电机和用电设备与流程

1.本发明涉及缺相检测技术领域,具体而言,涉及一种缺相检测方法及装置、变频器、电机和用电设备。


背景技术:

2.现有技术中,在对三相电网进行缺相检测时,往往需要设置额外的硬件装置(如电压比较电路、电流传感器等)进行辅助,增加了缺相检测的硬件成本,且对于缺相检测的准确度较低,容易出现误报或者漏报的情况。


技术实现要素:

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.为此,本发明的第一个方面在于提出一种缺相检测方法。
5.本发明的第二个方面在于提出一种缺相检测装置。
6.本发明的第三个方面在于提出一种变频器。
7.本发明的第四个方面在于提出一种变频器。
8.本发明的第五个方面在于提出一种电机。
9.本发明的第六个方面在于提出一种用电设备。
10.本发明的第七个方面在于提出一种可读存储介质。
11.有鉴于此,根据本发明的一个方面,提出了一种缺相检测方法,该检测方法包括:获取三相电网的三个线电压;根据三个线电压确定对应的三个相位值;确定三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值;根据多个相位差值与预设阈值的比较结果,进行缺相检测。
12.本发明提供的缺相检测方法的技术方案的执行主体可以为缺相检测装置,还可以根据实际使用需求进行确定,在此不作具体限定。为了更加清楚地描述本发明提供的缺相检测方法,下面以缺相检测方法的执行主体为缺相检测装置进行说明。
13.本发明提供的缺相检测方法,用于对ac(air conditioner,交流电)三相电网各相的缺相情况进行检测。其中,ac三相电网是由三相交流电组成的电网。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电路组成的电力系统。在该三相电网的使用过程中,若三相电网的三相电源线中的某一相电源线断开,即三相电网的某一相缺失,都会导致对应的相电压降低。这样,对于使用三相电网的用电设备来说,由于供电电压达不到额定电压,该用电设备的运行功率会降低,从而影响用电设备的运行情况,若用电设备持续利用存在缺相状况的三相电网进行工作,还会造成用电设备过热,从而损坏用电设备,降低用电设备的使用寿命的问题。因此,在三相电网的使用过程中对其缺相情况进行精准检测,以便在三相电网处于缺相状态时及时采取应对措施就显得尤为重要。
14.本发明提供的缺相检测方法,在对三相电网的缺相状况进行检测时,对该三相电网的三个线电压进行采样,进而根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定,以分
别得到与上述三个线电压相对应的三个相位值。对于确定好的三个相位值,确定每两个相位值之间的相位差值,其中,该相位差值为上述每两个相位值之间的差值的绝对值,即上述相位差值大于等于零。在此基础上,将三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)进行比较,并根据比较结果对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。并且,根据各线电压直接确定对应的相位值,进而根据各相位值直接确定多个相位差值,保证了相位差值确定的精确度,进而提升了缺相检测结果的准确性,以便及时针对三相电网的缺相状况做出处理措施。这样,在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
15.其中,上述对三相电网的三个线电压进行采样,得到的是三相电网的三个线电压的电压波形,进而根据各个线电压的电压波形对该线电压的连续相位值进行确定。具体地,在对上述三相电网的三个线电压进行采样时,具体可先通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,该电压采样电路中可包括分压电路,通过分压电路调控三相电网的各相电压,以采样获取该三相电网的三个相电压信号。在此基础上,根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
16.进一步地,在根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定时,具体可通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。
17.因此,在本发明所提出的缺相检测方法中,通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,进而确定对应的三个线电压信号,并通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。在此基础上,根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,降低了对三相电网进行缺相检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性,进而在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
18.根据本发明的上述缺相检测方法,还可以具有以下附加技术特征:
19.在上述技术方案中,多个相位差值包括第一相位差值和第二相位差值,根据多个相位差值与预设阈值的比较结果,进行缺相检测,具体包括:确定第一相位差值与第一预设阈值的第一比较结果,以及第二相位差值与第二预设阈值的第二比较结果;根据第一比较结果和第二比较结果进行缺相检测。
20.在该技术方案中,上述多个相位差值包括第二相位差值以及第一相位差值,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值。在此基础上,将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第一比较结果,以及将第二预设阈
值与上述第一相位差值进行比较,得到第二比较结果,进而根据上述第二比较结果以及第一比较结果对上述三相电网的缺相情况进行检测。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
21.在上述任一技术方案中,根据第一比较结果和第二比较结果进行缺相检测,具体包括:基于第一比较结果为第一相位差值小于第一预设阈值,且第二比较结果为第二相位差值大于第二预设阈值,确定目标相缺相;其中,目标相与第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应。
22.在该技术方案中,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值,进而将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较。在此基础上,在上述第一预设阈值大于上述第一相位差值,并且上述第二预设阈值小于上述第二相位差值的情况下,将三相电网中与上述第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应的相(即上述目标相)判定为缺相。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
23.其中,上述第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
24.在上述任一技术方案中,获取三相电网的三个线电压,具体包括:根据三相电网的基波频率获取三相电网的三个相电压;根据三个相电压确定对应的三个线电压。
25.在该技术方案中,在对三相电网的线电压信号进行采样时,首先通过电压采样电路,根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样,以得到三相电网的三个相电压信号。在此基础上,再根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
26.在上述任一技术方案中,根据三个线电压确定对应的三个相位值,具体包括:对三个线电压进行模数转换;根据包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对模数转换后的三个线电压进行处理,以得到对应的三个相位值。
27.在该技术方案中,在采样获取到三相电网的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对上述转换得到的线电压的数字信号进行处理分析,以确定三相电网各线电压的相位值。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,根据各线电压波形直接确定对应的相位值,降低了检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性。
28.根据本发明的第二个方面,提出了一种缺相检测装置,该装置包括:获取单元,用
于获取三相电网的三个线电压;处理单元,用于根据三个线电压确定对应的三个相位值;处理单元,还用于确定三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值;处理单元,还用于根据多个相位差值与预设阈值的比较结果,进行缺相检测。
29.本发明提供的缺相检测装置,用于对ac三相电网各相的缺相情况进行检测。其中,ac三相电网是由三相交流电组成的电网。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电路组成的电力系统。在该三相电网的使用过程中,若三相电网的三相电源线中的某一相电源线断开,即三相电网的某一相缺失,都会导致对应的相电压降低。这样,对于使用三相电网的用电设备来说,由于供电电压达不到额定电压,该用电设备的运行功率会降低,从而影响用电设备的运行情况,若用电设备持续利用存在缺相状况的三相电网进行工作,还会造成用电设备过热,从而损坏用电设备,降低用电设备的使用寿命的问题。因此,在三相电网的使用过程中对其缺相情况进行精准检测,以便在三相电网处于缺相状态时及时采取应对措施就显得尤为重要。
30.本发明提供的缺相检测装置,在对三相电网的缺相状况进行检测时,通过获取单元对该三相电网的三个线电压进行采样,进而通过处理单元根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定,以分别得到与上述三个线电压相对应的三个相位值。对于确定好的三个相位值,通过处理单元确定每两个相位值之间的相位差值,其中,该相位差值为上述每两个相位值之间的差值的绝对值,即上述相位差值大于等于零。在此基础上,再通过处理单元将三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)进行比较,并根据比较结果对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。并且,根据各线电压直接确定对应的相位值,进而根据各相位值直接确定多个相位差值,保证了相位差值确定的精确度,进而提升了缺相检测结果的准确性,以便及时针对三相电网的缺相状况做出处理措施。这样,在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
31.其中,通过获取单元对三相电网的三个线电压进行采样,得到的是三相电网的三个线电压的电压波形,处理单元根据各个线电压的电压波形对该线电压的连续相位值进行确定。具体地,在对上述三相电网的三个线电压进行采样时,具体可先通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,该电压采样电路中可包括分压电路,通过分压电路调控三相电网的各相电压,以采样获取该三相电网的三个相电压信号。在此基础上,根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
32.进一步地,在处理单元根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定时,具体可通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。
33.因此,在本发明所提出的缺相检测装置中,通过获取单元对三相电网的三个相电压信号进行采样,进而确定对应的三个线电压信号,处理单元通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。在此基础上,处理单元根据三个相位值中的任意一个相位
值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,降低了对三相电网进行缺相检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性,进而在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
34.根据本发明的上述缺相检测装置,还可以具有以下附加技术特征:
35.在上述技术方案中,多个相位差值包括第一相位差值和第二相位差值,处理单元具体用于:确定第一相位差值与第一预设阈值的第一比较结果,以及第二相位差值与第二预设阈值的第二比较结果;根据第一比较结果和第二比较结果进行缺相检测。
36.在该技术方案中,上述多个相位差值包括第二相位差值以及第一相位差值,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值。在此基础上,将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第一比较结果,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第二比较结果,进而根据上述第二比较结果以及第一比较结果对上述三相电网的缺相情况进行检测。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
37.在上述任一技术方案中,处理单元具体用于:基于第一比较结果为第一相位差值小于第一预设阈值,且第二比较结果为第二相位差值大于第二预设阈值,确定目标相缺相;其中,目标相与第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应。
38.在该技术方案中,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值,进而将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较。在此基础上,在上述第一预设阈值大于上述第一相位差值,并且上述第二预设阈值小于上述第二相位差值的情况下,将三相电网中与上述第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应的相(即上述目标相)判定为缺相。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
39.其中,上述第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
40.在上述任一技术方案中,获取单元具体用于:根据三相电网的基波频率获取三相电网的三个相电压;根据三个相电压确定对应的三个线电压。
41.在该技术方案中,在对三相电网的线电压信号进行采样时,首先通过电压采样电路,根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样,以得到三相电网的三个相电压信号。在此基础上,再根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设
备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
42.在上述任一技术方案中,处理单元具体用于:对三个线电压进行模数转换;根据包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对模数转换后的三个线电压进行处理,以得到对应的三个相位值。
43.在该技术方案中,在采样获取到三相电网的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对上述转换得到的线电压的数字信号进行处理分析,以确定三相电网各线电压的相位值。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,根据各线电压波形直接确定对应的相位值,降低了检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性。
44.根据本发明的第三个方面,提出了一种变频器,包括:存储器,存储有程序或指令;处理器,处理器执行程序或指令时实现如上述任一技术方案中的缺相检测方法的步骤。因此,本发明第三个方面所提出的变频器具备上述第一个方面任一技术方案中的缺相检测方法的全部有益效果,在此不再赘述。
45.根据本发明的第四个方面,提出了一种变频器,包括:上述任一技术方案中的缺相检测装置。因此,本发明第四个方面所提出的变频器具备上述第二个方面任一技术方案中的缺相检测装置的全部有益效果,在此不再赘述。
46.根据本发明的第五个方面,提出了一种电机,包括上述第三个方面技术方案中的变频器,或者上述第四个方面技术方案中的变频器。因此,本发明第五个方面所提出的电机具备上述第三个方面技术方案中的变频器的全部有益效果,或者该电机具备上述第四个方面技术方案中的变频器的全部有益效果,在此不再赘述。
47.根据本发明的第六个方面,提出了一种用电设备,包括:上述第五个方面技术方案中的电机。因此,本发明第六个方面所提出的用电设备具备上述第五个方面技术方案中的电机的全部有益效果,在此不再赘述。
48.其中,上述用电设备不限于电风扇、电冰箱、洗衣机等产品,在此不作具体限制。
49.根据本发明的第七个方面,提出了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案中的缺相检测方法。因此,本发明第七个方面所提出的可读存储介质具备上述第一个方面任一技术方案中的缺相检测方法的全部有益效果,在此不再赘述。
50.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
51.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
52.图1示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之一;
53.图2示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之二;
54.图3示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之三;
55.图4示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之四;
56.图5示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之五;
57.图6示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之六;
58.图7示出了本发明实施例的缺相检测方法的原理示意图之一;
59.图8示出了本发明实施例的缺相检测方法的原理示意图之二;
60.图9示出了本发明实施例的单相锁相环算法的原理示意图;
61.图10示出了本发明实施例的缺相检测装置的结构框图;
62.图11示出了本发明实施例的变频器的结构框图之一;
63.图12示出了本发明实施例的变频器的结构框图之二;
64.图13示出了本发明实施例的电机的结构框图之一;
65.图14示出了本发明实施例的电机的结构框图之二;
66.图15示出了本发明实施例的用电设备的结构框图之一;
67.图16示出了本发明实施例的用电设备的结构框图之二。
具体实施方式
68.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
69.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
70.下面结合图1至图16,通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的缺相检测方法及装置、变频器、电机和用电设备进行详细地说明。
71.实施例一,图1示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之一。其中,该检测方法包括下述的s102至s108:
72.s102,获取三相电网的三个线电压;
73.s104,根据三个线电压确定对应的三个相位值;
74.s106,确定三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值;
75.s108,根据多个相位差值与预设阈值的比较结果,进行缺相检测。
76.本发明提供的缺相检测方法的技术方案的执行主体可以为缺相检测装置,还可以根据实际使用需求进行确定,在此不作具体限定。为了更加清楚地描述本发明提供的缺相检测方法,下面以缺相检测方法的执行主体为缺相检测装置进行说明。
77.本发明提供的缺相检测方法,用于对ac三相电网各相的缺相情况进行检测。其中,ac三相电网是由三相交流电组成的电网。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电路组成的电力系统。在该三相电网的使用过程中,若三相电网的三相电源线中的某一相电源线断开,即三相电网的某一相缺失,都会导致对应的相电压降低。这样,对于使用三相电网的用电设备来说,由于供电电压达不到额定电压,该用电设备的运行功率会降低,从而影响用电设备的运行情况,若用电设备持续利用存在缺相状况的三相电网进行工作,还会造成用电设备过热,从而损坏用电设备,降低用电设备的使用寿
命的问题。因此,在三相电网的使用过程中对其缺相情况进行精准检测,以便在三相电网处于缺相状态时及时采取应对措施就显得尤为重要。
78.本发明提供的缺相检测方法,在对三相电网的缺相状况进行检测时,对该三相电网的三个线电压进行采样,进而根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定,以分别得到与上述三个线电压相对应的三个相位值。对于确定好的三个相位值,确定每两个相位值之间的相位差值,其中,该相位差值为上述每两个相位值之间的差值的绝对值,即上述相位差值大于等于零。在此基础上,将三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)进行比较,并根据比较结果对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。并且,根据各线电压直接确定对应的相位值,进而根据各相位值直接确定多个相位差值,保证了相位差值确定的精确度,进而提升了缺相检测结果的准确性,以便及时针对三相电网的缺相状况做出处理措施。这样,在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
79.其中,上述对三相电网的三个线电压进行采样,得到的是三相电网的三个线电压的电压波形,进而根据各个线电压的电压波形对该线电压的连续相位值进行确定。具体地,在对上述三相电网的三个线电压进行采样时,具体可先通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,该电压采样电路中可包括分压电路,通过分压电路调控三相电网的各相电压,以采样获取该三相电网的三个相电压信号。在此基础上,根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
80.进一步地,在根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定时,具体可通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。
81.具体地,在实际的应用过程中,如图7所示,在通过分压电路获取到ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,将获取到的线电压信号输入adc(analog to digital converter,模数转换器)模块,以对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,依次将三个线电压的数字信号输入spll(single phase locked loop,单相锁相环)模块,通过单相锁相环算法对输入的数字信号进行处理,以对与该数字信号相对应的线电压的连续相位值进行确定。在此基础上,将确定好的三相电网各相的相位值输入缺相判断逻辑模块,以对每两个相位值之间的相位差值进行确定,进而根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。
82.其中,如图7所示,上述adc模块、spll模块以及缺相判断逻辑模块均可预存储在mcu(micro control unit,微控制器)中。在缺相检测的过程中,将通过分压电路获取到的ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号输入上述微控制器中进行缺相检测,进
而根据缺相检测结果控制相应的缺相标志位进行置位或复位,以将缺相检测结果及时通知用户。
83.因此,在本发明所提出的缺相检测方法中,通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,进而确定对应的三个线电压信号,并通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。在此基础上,根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,降低了对三相电网进行缺相检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性,进而在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
84.实施例二,图2示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之二。其中,上述多个相位差值包括第一相位差值和第二相位差值,在此基础上,该检测方法包括下述的s202至s210:
85.s202,对三相电网的三个线电压进行采样;
86.s204,对与三个线电压相对应的三个相位值进行确定;
87.s206,对三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值进行确定;
88.s208,确定第一预设阈值与第一相位差值之间的第一比较结果,以及确定第二预设阈值与第二相位差值之间的第二比较结果;
89.s210,根据第一比较结果以及第二比较结果进行缺相检测。
90.在该实施例中,在实施例一的基础上,上述多个相位差值包括第二相位差值以及第一相位差值,在此基础上,进一步对上述根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的多个相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测的具体方式进行了限定。具体地,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值。在此基础上,将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第一比较结果,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第二比较结果,进而根据上述第二比较结果以及第一比较结果对上述三相电网的缺相情况进行检测。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
91.可以理解的是,三相电网由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电组成。因此,如图8中的(a)所示,在理想情况下,在三相电网的正常使用过程中,三相电网的三个线电压之间的相位差值为定值,该定值为120度。一旦三相电网中的某一相缺失,与其相关的线电压的波形便会发生变化,从而导致三相电网的三个线电压之间的相位差值发生变化。因此,可通过三个线电压之间的相位差值与标定值120度的比较结果,对三相电网的缺相情况进行检测。
92.在此基础上,考虑到电网不平衡以及检测误差,在将上述线电压之间的相位差值
与定值120度进行比较的过程中,可设置一个预设数值。其中,上述第一预设阈值为上述定值120度与预设数值之间的差值,上述第二预设阈值为上述定值120度与预设数值之和。
93.在实际的应用过程中,上述预设数值具体可取15度、20度、25度等数值,也即上述第一预设阈值具体可取105度、100度、95度等数值,上述第二预设阈值具体可取135度、140度、145度等数值。对于上述预设数值、第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
94.实施例三,图3示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之三。其中,该检测方法包括下述的s302至s310:
95.s302,对三相电网的三个线电压进行采样;
96.s304,对与三个线电压相对应的三个相位值进行确定;
97.s306,对三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值进行确定;
98.s308,确定第一预设阈值与第一相位差值之间的第一比较结果,以及确定第二预设阈值与第二相位差值之间的第二比较结果;
99.s310,在第一比较结果为第一预设阈值大于第一相位差值,并且第二比较结果为第二预设阈值小于第二相位差值的情况下,判定目标相缺相;
100.其中,目标相与第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应。
101.在该实施例中,在实施例二的基础上,进一步对上述根据第二比较结果以及第一比较结果对三相电路的缺相情况进行检测的具体方式进行了限定。具体地,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值,进而将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较。在此基础上,在上述第一预设阈值大于上述第一相位差值,并且上述第二预设阈值小于上述第二相位差值的情况下,将三相电网中与上述第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应的相(即上述目标相)判定为缺相。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
102.其中,上述第一预设阈值为理想状况下的三相电网的三个线电压之间的相位差值的定值120度与预设数值之间的差值,上述第二预设阈值为上述定值120度与预设数值之和。
103.在实际的应用过程中,上述预设数值具体可取15度、20度、25度等数值,也即上述第一预设阈值具体可取105度、100度、95度等数值,上述第二预设阈值具体可取135度、140度、145度等数值。对于上述预设数值、第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
104.示例性地,在上述第一预设阈值为100度,且上述第二预设阈值为140度的情况下,三相电网的三个线电压的波形如图8中的(b)所示。由图中可以看出,线电压u
ab
与线电压u
ca
之间的第一相位差值为0度,而线电压u
ab
与线电压u
bc
之间的第二相位差值则为180度。显然,上述第一预设阈值100度大于第一相位差值0度,且上述第二预设阈值140度小于第二相
位差值180度。此时,将三相电网中与上述第一相位差值0度所对应的两个线电压(即线电压u
ab
与线电压u
ca
)的共相线(即a相线)相对应的相判定为缺相。即,判定三相电网中的a相(或者u相)缺相。
105.实施例四,图4示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之四。其中,该检测方法包括下述的s402至s410:
106.s402,根据三相电网的基波频率对三相电网的三个相电压进行采样;
107.s404,对与三个相电压相对应的三个线电压进行确定;
108.s406,对与三个线电压相对应的三个相位值进行确定;
109.s408,对三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值进行确定;
110.s410,根据预设阈值与多个相位差值之间的比较结果,对三相电网进行缺相检测。
111.在该实施例中,在上述实施例的基础上,进一步对上述对三相电网的三个线电压信号进行采样的具体方式进行了限定。具体地,在对三相电网的线电压信号进行采样时,首先通过电压采样电路,根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样,以得到三相电网的三个相电压信号。在此基础上,再根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
112.其中,可以理解的是,不同国家和地区对于电网频率的设置标准不同,现有的电网频率标准具体可包括50hz以及60hz。因此,在根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样时,可在处理器中预设两套对应的采样参数,该采样参数包括电网频率参数,并设置对应的拨码开关,以根据三相电网所在地区的实际电网环境或电网频率,控制对应的拨码开关设置采样参数,进而根据设置的采样参数对三相电路的相电压进行采样。
113.另外,在实际的应用过程中,电网频率还会受用电负荷与发电量之间的平衡关系的影响。因此,为保证相电压采样的普遍适用性以及准确性,在对三相电网的相电压信号进行采样时,可先对三相电网的电压波形进行分析,以确定三相电网实际的基波频率,进而根据确定的基波频率采样获取三相电网的相电压信号。
114.其中,在对三相电网的电压波形进行分析,以确定其实际的基波频率时,一方面可通过频率检测装置、频谱分析装置等直接获取三相电网的基波频率,另一方面还可获取电网电压的极值(即最大值与最小值),并根据邻近的两个极值的获取时间间隔对三相电网的实际基波频率进行确定。对于上述获取三相电网的基波频率的具体方式,可根据实际情况进行选择,在此不作具体限制。
115.实施例五,图5示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之五。其中,该检测方法包括下述的s502至s510:
116.s502,对三相电网的三个线电压进行采样;
117.s504,对三个线电压进行模数转换处理;
118.s506,通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对经过模数转换处理后的三个线电压进行处理,以确定对应的三个相位值;
119.s508,对三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值进行确
定;
120.s510,根据预设阈值与多个相位差值之间的比较结果,对三相电网进行缺相检测。
121.在该实施例中,在上述实施例的基础上,进一步对上述实施例中对采样获取到的线电压的相位值进行确定的具体方式进行了限定。具体地,在采样获取到三相电网的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对上述转换得到的线电压的数字信号进行处理分析,以确定三相电网各线电压的相位值。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,根据各线电压波形直接确定对应的相位值,降低了检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性。
122.在实际的应用过程中,如图7所示,可通过预存储在mcu中的adc模块、spll模块以及缺相判断逻辑模块,对上述三相电网的缺相状况进行检测。
123.具体地,如图7所示,在通过分压电路获取到ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,将获取到的线电压信号输入adc模块,以对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,依次将三个线电压的数字信号输入spll模块,通过单相锁相环算法对输入的数字信号进行处理,以对与该数字信号相对应的线电压的连续相位值进行确定。在此基础上,将确定好的三相电网各相的相位值输入缺相判断逻辑模块,以对每两个相位值之间的相位差值进行确定,进而根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测,进而根据缺相检测结果控制相应的缺相标志位进行置位或复位,以将缺相检测结果及时通知用户。
124.其中,如图9所示,上述spll模块具体可包括pd(phase discriminator,鉴相器)、notch(带陷滤波器)、lpf(low-pass filter,低通滤波器)以及vco(voltage-controlled oscillator,压控振荡器)四个主要部分。其中,鉴相器的增益系数为kd,压控振荡器的灵敏度为ko,带陷滤波器能够滤除电网频率二倍频的信号。该spll模块结构简单、易于实现。
125.在实际的应用过程中,还可通过基于同步坐标系的锁相环算法对线电压的相位值进行确定。具体地,通过正交信号发生器生成虚拟正交信号来构建两相同步旋转坐标系,再通过pi(proportional integral,比例积分)控制器控制无功分量为零,从而实现两个坐标系的同步。该算法具有很好的动态性能和鲁棒性,典型的有基于反park(派克)变换的锁相环算法和基于二阶广义积分器的锁相环算法。对于上述确定相位值时所采用的锁相环算法,可根据实际情况进行选择,在此不作具体限制。
126.实施例六,图6示出了本发明实施例的缺相检测方法的流程示意图之六。其中,该检测方法包括下述的s602至s624:
127.s602,获得三个线电压,并进行低通滤波处理;
128.s604,将三个线电压依次输入spll模块,获得三个相位;
129.s606,获得任意两个相位之间的相位差的绝对值;
130.s608,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
ab
与u
bc
的相位差的绝对值小于100度,且u
ab
与u
ca
的相位差的绝对值大于140度,若是,则执行s614,若否,则执行s616;
131.s610,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
bc
与u
ca
的相位差的绝对值小于100度,且u
bc
与u
ab
的相位差的绝对值大于140度,若是,则执行s618,若否,则执行s620;
132.s612,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
ca
与u
ab
的相位差的绝对值小于100度,且u
ab
与u
bc
的相位差的绝对值大于140度,若是,则执行s622,若否,则执行s624;
133.s614,缺b相标志位置位;
134.s616,缺b相标志位复位/不置位;
135.s618,缺c相标志位置位;
136.s620,缺c相标志位复位/不置位;
137.s622,缺a相标志位置位;
138.s624,缺a相标志位复位/不置位。
139.在该实施例中,以上述第一预设阈值为100度,以及上述第二预设阈值为140度为例,对本发明实施例提出的缺相检测方法进行阐述。
140.具体地,在对三相电网进行缺相检测的过程中,首先采样获取三相电网的三个线电压,并对采样获得的三个线电压进行低通滤波处理。在对线电压进行模数转换后,将三个线电压依次输入到spll模块,以获得对应的三个相位值,进而对任意两个相位值之间的相位差的绝对值进行确定,并根据确定的相位差的绝对值与上述第一预设阈值(100度)、第二预设阈值(140度)的比较结果,对三相电网的缺相情况进行检测,并根据缺相检测结果控制对应的缺相标志位复位或置位。
141.具体地,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
ab
与u
bc
的相位差的绝对值小于100度,且u
ab
与u
ca
的相位差的绝对值大于140度。若是,则判定三相电网的b相缺相,并将缺b相标志位置位,若否,则将缺b相标志位复位或不对其进行置位。
142.进一步地,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
bc
与u
ca
的相位差的绝对值小于100度,且u
bc
与u
ab
的相位差的绝对值大于140度。若是,则判定三相电网的c相缺相,并将缺c相标志位置位,若否,则将缺c相标志位复位或不对其进行置位。
143.进一步地,判断三个相位之间的相位差是否满足:u
ca
与u
ab
的相位差的绝对值小于100度,且u
ab
与u
bc
的相位差的绝对值大于140度。若是,则判定三相电网的a相缺相,并将缺a相标志位置位,若否,则将缺a相标志位复位或不对其进行置位。
144.实施例七,图10示出了本发明实施例的缺相检测装置1000的结构框图。其中,该检测装置包括获取单元1002以及处理单元1004:
145.获取单元1002,用于获取三相电网的三个线电压;
146.处理单元1004,用于对与三个线电压相对应的三个相位值进行确定;
147.处理单元1004还用于,对三个相位值中的任一相位值与另两个相位值之间的多个相位差值进行确定;
148.处理单元1004还用于,根据预设阈值与多个相位差值之间的比较结果,对三相电网进行缺相检测。
149.本发明提供的缺相检测装置,用于对ac三相电网各相的缺相情况进行检测。其中,ac三相电网是由三相交流电组成的电网。三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电路组成的电力系统。在该三相电网的使用过程中,若三相电网的三相电源线中的某一相电源线断开,即三相电网的某一相缺失,都会导致对应的相电压
降低。这样,对于使用三相电网的用电设备来说,由于供电电压达不到额定电压,该用电设备的运行功率会降低,从而影响用电设备的运行情况,若用电设备持续利用存在缺相状况的三相电网进行工作,还会造成用电设备过热,从而损坏用电设备,降低用电设备的使用寿命的问题。因此,在三相电网的使用过程中对其缺相情况进行精准检测,以便在三相电网处于缺相状态时及时采取应对措施就显得尤为重要。
150.本发明提供的缺相检测装置,在对三相电网的缺相状况进行检测时,通过获取单元对该三相电网的三个线电压进行采样,进而通过处理单元根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定,以分别得到与上述三个线电压相对应的三个相位值。对于确定好的三个相位值,通过处理单元确定每两个相位值之间的相位差值,其中,该相位差值为上述每两个相位值之间的差值的绝对值,即上述相位差值大于等于零。在此基础上,再通过处理单元将三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)进行比较,并根据比较结果对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。并且,根据各线电压直接确定对应的相位值,进而根据各相位值直接确定多个相位差值,保证了相位差值确定的精确度,进而提升了缺相检测结果的准确性,以便及时针对三相电网的缺相状况做出处理措施。这样,在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
151.其中,通过获取单元对三相电网的三个线电压进行采样,得到的是三相电网的三个线电压的电压波形,处理单元根据各个线电压的电压波形对该线电压的连续相位值进行确定。具体地,在对上述三相电网的三个线电压进行采样时,具体可先通过电压采样电路对三相电网的三个相电压信号进行采样,该电压采样电路中可包括分压电路,通过分压电路调控三相电网的各相电压,以采样获取该三相电网的三个相电压信号。在此基础上,根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
152.进一步地,在处理单元根据采样获取到的每个线电压对其相位值进行确定时,具体可通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。
153.具体地,在实际的应用过程中,如图7所示,在通过分压电路获取到ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,将获取到的线电压信号输入adc模块,以对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,依次将三个线电压的数字信号输入spll模块,通过单相锁相环算法对输入的数字信号进行处理,以对与该数字信号相对应的线电压的连续相位值进行确定。在此基础上,将确定好的三相电网各相的相位值输入缺相判断逻辑模块,以对每两个相位值之间的相位差值进行确定,进而根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。
154.其中,如图7所示,上述adc模块、spll模块以及缺相判断逻辑模块均可预存储在
mcu中。在缺相检测的过程中,将通过分压电路获取到的ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号输入上述微控制器中进行缺相检测,进而根据缺相检测结果控制相应的缺相标志位进行置位或复位,以将缺相检测结果及时通知用户。
155.因此,在本发明所提出的缺相检测装置中,通过获取单元对三相电网的三个相电压信号进行采样,进而确定对应的三个线电压信号,处理单元通过单相锁相环算法对每个线电压对应的相位值进行确定。在此基础上,处理单元根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测。这样,降低了对三相电网进行缺相检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性,进而在使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
156.实施例八,在实施例七的基础上,进一步地,上述处理单元1004具体可用于:确定第一预设阈值与第一相位差值之间的第一比较结果,以及确定第二预设阈值与第二相位差值之间的第二比较结果;根据第一比较结果以及第二比较结果进行缺相检测。
157.在该实施例中,上述多个相位差值包括第二相位差值以及第一相位差值,在此基础上,对上述处理单元根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的多个相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测的具体方式进行了限定。具体地,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值。在此基础上,将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第一比较结果,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较,得到第二比较结果,进而根据上述第二比较结果以及第一比较结果对上述三相电网的缺相情况进行检测。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
158.可以理解的是,三相电网由三个频率相同、电势振幅相等、相位值依次相差120度的交流电组成。因此,如图8中的(a)所示,在理想情况下,在三相电网的正常使用过程中,三相电网的三个线电压之间的相位差值为定值,该定值为120度。一旦三相电网中的某一相缺失,与其相关的线电压的波形便会发生变化,从而导致三相电网的三个线电压之间的相位差值发生变化。因此,可通过三个线电压之间的相位差值与标定值120度的比较结果,对三相电网的缺相情况进行检测。
159.在此基础上,考虑到电网不平衡以及检测误差,在将上述线电压之间的相位差值与定值120度进行比较的过程中,可设置一个预设数值。其中,上述第一预设阈值为上述定值120度与预设数值之间的差值,上述第二预设阈值为上述定值120度与预设数值之和。
160.在实际的应用过程中,上述预设数值具体可取15度、20度、25度等数值,也即上述第一预设阈值具体可取105度、100度、95度等数值,上述第二预设阈值具体可取135度、140度、145度等数值。对于上述预设数值、第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
161.实施例九,在实施例八的基础上,进一步地,上述处理单元1004具体可用于:确定
第一预设阈值与第一相位差值之间的第一比较结果,以及确定第二预设阈值与第二相位差值之间的第二比较结果;在第一比较结果为第一预设阈值大于第一相位差值,并且第二比较结果为第二预设阈值小于第二相位差值的情况下,判定目标相缺相;其中,目标相与第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应。
162.在该实施例中,对上述处理单元根据第二比较结果以及第一比较结果对三相电路的缺相情况进行检测的具体方式进行了限定。具体地,在确定好三相电网的三个相位值之后,对于三个相位值中的任意一个相位值,分别确定其与另外两个相位值之间的差值的绝对值,从而得到第一相位差值以及第二相位差值,进而将第一预设阈值与上述第一相位差值进行比较,以及将第二预设阈值与上述第一相位差值进行比较。在此基础上,在上述第一预设阈值大于上述第一相位差值,并且上述第二预设阈值小于上述第二相位差值的情况下,将三相电网中与上述第一相位差值所对应的两个线电压的共相线相对应的相(即上述目标相)判定为缺相。这样,保证了相位差值确定的精确度,以及提升了缺相检测结果的准确性,在后续使用三相电网的用电设备的工作过程中,保证了该用电设备的运行电压,进而保证了用电设备的运行功率,保证了用电设备的正常运行,保证了用电设备的使用寿命。
163.其中,上述第一预设阈值为理想状况下的三相电网的三个线电压之间的相位差值的定值120度与预设数值之间的差值,上述第二预设阈值为上述定值120度与预设数值之和。
164.在实际的应用过程中,上述预设数值具体可取15度、20度、25度等数值,也即上述第一预设阈值具体可取105度、100度、95度等数值,上述第二预设阈值具体可取135度、140度、145度等数值。对于上述预设数值、第二预设阈值以及第一预设阈值的具体取值,在实际的应用过程中,可根据三相电网的实际情况进行设置,在此不作具体限制。
165.示例性地,在上述第一预设阈值为100度,且上述第二预设阈值为140度的情况下,三相电网的三个线电压的波形如图8中的(b)所示。由图中可以看出,线电压u
ab
与线电压u
ca
之间的第一相位差值为0度,而线电压u
ab
与线电压u
bc
之间的第二相位差值则为180度。显然,上述第一预设阈值100度大于第一相位差值0度,且上述第二预设阈值140度小于第二相位差值180度。此时,将三相电网中与上述第一相位差值0度所对应的两个线电压(即线电压u
ab
与线电压u
ca
)的共相线(即a相线)相对应的相判定为缺相。即,判定三相电网中的a相(或者u相)缺相。
166.实施例十,在实施例七至实施例九的基础上,进一步地,上述获取单元1002具体可用于:根据三相电网的基波频率对三相电网的三个相电压进行采样;对与三个相电压相对应的三个线电压进行确定。
167.在该实施例中,对上述获取单元对三相电网的三个线电压信号进行采样的具体方式进行了限定。具体地,在对三相电网的线电压信号进行采样时,首先通过电压采样电路,根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样,以得到三相电网的三个相电压信号。在此基础上,再根据相电压和线电压之间的换算关系,对采样获得的每个相电压信号所对应的线电压信号进行确定,以得到三相电网的三个线电压信号。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,对硬件设备的要求较低,降低了检测的硬件成本。
168.其中,可以理解的是,不同国家和地区对于电网频率的设置标准不同,现有的电网
频率标准具体可包括50hz以及60hz。因此,在根据三相电网的基波频率对三相电网的相电压信号进行采样时,可在处理器中预设两套对应的采样参数,该采样参数包括电网频率参数,并设置对应的拨码开关,以根据三相电网所在地区的实际电网环境或电网频率,控制对应的拨码开关设置采样参数,进而根据设置的采样参数对三相电路的相电压进行采样。
169.另外,在实际的应用过程中,电网频率还会受用电负荷与发电量之间的平衡关系的影响。因此,为保证相电压采样的普遍适用性以及准确性,在对三相电网的相电压信号进行采样时,可先对三相电网的电压波形进行分析,以确定三相电网实际的基波频率,进而根据确定的基波频率采样获取三相电网的相电压信号。
170.其中,在对三相电网的电压波形进行分析,以确定其实际的基波频率时,一方面可通过频率检测装置、频谱分析装置等直接获取三相电网的基波频率,另一方面还可获取电网电压的极值(即最大值与最小值),并根据邻近的两个极值的获取时间间隔对三相电网的实际基波频率进行确定。对于上述获取三相电网的基波频率的具体方式,可根据实际情况进行选择,在此不作具体限制。
171.实施例十一,在实施例七至实施例十的基础上,进一步地,上述处理单元1004具体可用于:对三个线电压进行模数转换处理;通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对经过模数转换处理后的三个线电压进行处理,以确定对应的三个相位值。
172.在该实施例中,对上述处理单元对采样获取到的线电压的相位值进行确定的具体方式进行了限定。具体地,在采样获取到三相电网的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,通过包含带陷滤波算法的单相锁相环算法,对上述转换得到的线电压的数字信号进行处理分析,以确定三相电网各线电压的相位值。这样,在对三相电网的缺相情况进行检测的过程中,无需借助电流传感器、电压比较电路等额外的硬件设备,根据各线电压波形直接确定对应的相位值,降低了检测的硬件成本,提升了缺相检测结果的准确性。
173.在实际的应用过程中,如图7所示,可通过预存储在mcu中的adc模块、spll模块以及缺相判断逻辑模块,对上述三相电网的缺相状况进行检测。
174.具体地,如图7所示,在通过分压电路获取到ac三相电网的三相电源线所对应的三个线电压信号(该线电压信号为模拟信号)之后,将获取到的线电压信号输入adc模块,以对每个线电压信号进行模数转换处理,从而将该线电压信号由模拟信号转换为数字信号。在此基础上,依次将三个线电压的数字信号输入spll模块,通过单相锁相环算法对输入的数字信号进行处理,以对与该数字信号相对应的线电压的连续相位值进行确定。在此基础上,将确定好的三相电网各相的相位值输入缺相判断逻辑模块,以对每两个相位值之间的相位差值进行确定,进而根据三个相位值中的任意一个相位值分别和另外两个相位值之间的相位差值,与预设的相位数值(即预设阈值)的比较结果,对上述三相电网的缺相状况进行检测,进而根据缺相检测结果控制相应的缺相标志位进行置位或复位,以将缺相检测结果及时通知用户。
175.其中,如图9所示,上述spll模块具体可包括鉴相器pd、带陷滤波器notch、低通滤波器lpf以及压控振荡器vco四个主要部分。其中,鉴相器的增益系数为kd,压控振荡器的灵敏度为ko,带陷滤波器能够滤除电网频率二倍频的信号。该spll模块结构简单、易于实现。
176.在实际的应用过程中,还可通过基于同步坐标系的锁相环算法对线电压的相位值进行确定。具体地,通过正交信号发生器生成虚拟正交信号来构建两相同步旋转坐标系,再通过pi控制器控制无功分量为零,从而实现两个坐标系的同步。该算法具有很好的动态性能和鲁棒性,典型的有基于反park变换的锁相环算法和基于二阶广义积分器的锁相环算法。对于上述确定相位值时所采用的锁相环算法,可根据实际情况进行选择,在此不作具体限制。
177.实施例十二,图11示出了本发明实施例提供的变频器1100的结构框图。其中,该变频器1100包括:
178.存储器1102,存储器1102上存储有程序或指令;
179.处理器1104,处理器1104执行上述程序或指令时实现如上述任一实施例中的缺相检测方法的步骤。
180.本实施例提供的变频器1100包括存储器1102和处理器1104,存储器1102中的程序或指令被处理器1104执行时实现如上述任一实施例中的缺相检测方法的步骤,因此该变频器1100具备上述任一实施例中的缺相检测方法的全部有益效果,在此不再赘述。
181.具体地,存储器1102和处理器1104可以通过总线或者其它方式连接。处理器1104可包括一个或多个处理单元,处理器1104可以为中央处理器(central processing unit,cpu)、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array,fpga)等芯片。
182.实施例十三,图12示出了本发明实施例提供的变频器1200的结构框图,其中,该变频器1200包括:上述任一实施例中的缺相检测装置1000。
183.本发明实施例提供的变频器1200包括上述任一实施例中的缺相检测装置1000,因此,该变频器1200具备上述任一实施例中的缺相检测装置1000的全部有益效果,在此不再赘述。
184.实施例十四,图13示出了本发明实施例提供的电机1300的结构框图。其中,电机1300包括:上述实施例中的变频器1100。
185.本发明实施例提供的电机1300包括上述实施例中的变频器1100。因此,该电机1300具备上述实施例中的变频器1100的全部技术效果,在此不再赘述。
186.实施例十五,图14示出了本发明实施例提供的电机1400的结构框图。其中,电机1400包括:上述实施例中的变频器1200。
187.本发明实施例提供的电机1400包括上述实施例中的变频器1200。因此,该电机1400具备上述实施例中的变频器1200的全部技术效果,在此不再赘述。
188.实施例十六,图15示出了本发明实施例提供的用电设备1500的结构框图。其中,用电设备1500包括:上述实施例中的电机1300。
189.本发明实施例提供的用电设备1500包括上述实施例中的电机1300。因此,该用电设备1500具备上述实施例中的电机1300的全部技术效果,在此不再赘述。
190.实施例十七,图16示出了本发明实施例提供的用电设备1600的结构框图。其中,用电设备1600包括:上述实施例中的电机1400。
191.本发明实施例提供的用电设备1600包括上述实施例中的电机1400。因此,该用电
设备1600具备上述实施例中的电机1400的全部技术效果,在此不再赘述。
192.需要说明的是,本发明实施例提出的用电设备,包括但不限于以下产品:电风扇、电冰箱、洗衣机,在此不再一一列举。
193.实施例十八,本发明第七方面的实施例,提出了一种可读存储介质。其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现如上述任一实施例中的缺相检测方法的步骤。
194.本发明实施例提供的可读存储介质,其存储的程序或指令被处理器执行时,可实现如上述任一实施例中的缺相检测方法的步骤。因此,该可读存储介质具备上述任一实施例中的缺相检测方法的全部有益效果,在此不再赘述。
195.具体地,上述可读存储介质可以包括能够存储或传输信息的任何介质。可读存储介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、光盘只读存储器(compact disc read-only memory,cd-rom)、闪存、可擦除rom(erom)、磁带、软盘、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路、光数据存储设备等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
196.在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,除非另有明确的规定和限定;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
197.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
198.另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
199.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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