电压检测方法和系统、供电电路、空调设备和存储介质与流程

本发明涉及供电检测技术领域，具体而言，涉及一种电压检测方法、一种电压检测系统、一种供电电路、一种空调设备和一种计算机可读存储介质。

背景技术：

在相关技术中，输入侧电压波动会对用电设备的运行造成极大影响，比如磁悬浮压缩机，一旦输入侧电压跌落导致磁悬浮控制器掉电，高速旋转的轴承将失去控制而掉落，导致轴承损伤。

因此，目前亟需一种能够有效、快速的电压检测方法。

技术实现要素：

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。

为此，本发明的第一方面提出一种电压检测方法。

本发明的第二方面提出一种电压检测系统。

本发明的第三方面提出一种供电电路。

本发明的第四方面提出一种空调设备。

本发明的第五方面提出一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种电压检测方法，包括：采集母线的电压数据，并确定对应的截止频率；根据截止频率对电压数据进行滤波以得到电压检测数据；根据电压检测数据确定对应的检测值，并根据检测值和对应的检测阈值确定母线对应的电压检测结果。

在该技术方案中，通过以对应的截止频率对母线的电压数据进行滤波，以得到电压检测数据，根据截止频率的不同，电压检测数据可以反应母线电压的变化情况，如快速变化情况和慢速变化情况。并根据检测数据确定对应的检测值，检测值可以反应母线电压变化的快慢，即母线电压的波动情况，根据检测值和对应的检测阈值的比较结果，可以准确的判断母线电压是否出现波动，并输出对应的电压检测结果，实现了准确、快速的电压检测。

本发明提供的技术方案，直接利用原有系统中的母线采集数据确定母线的电压数据，无需在原有供电系统中增设母线电压检测装置，成本较低。同时通过设定对应的截止频率对母线的电压数据进行算法滤波，以得到能够反应母线电压变化的电压检测数据，进而确定能够反应母线电压波动的检测值，根据检测值完成对母线电压是否出现跌落、断电等波动的检测，有效地防止了母线电压波动对用电设备，如磁悬浮压缩机等造成的影响，提高了供电检测的可靠性和用电设备的运行可靠性。

另外，本发明提供的上述技术方案中的电压检测方法还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，截止频率包括第一频率和第二频率，对母线电压数据进行滤波以得到电压检测数据的步骤，具体包括：根据第一频率对电压数据进行第一次滤波，并根据预设公式确定第一电压检测数据；根据第二频率对电压数据进行第二次滤波，并根据预设公式确定第二电压检测数据；其中，第一频率小于第二频率。

在该技术方案中，在对母线的电压数据进行滤波时，分别采用第一频率和第二频率对母线的电压数据进行两次滤波。其中，第一频率小于第二频率，以第一频率为截止频率进行第一次滤波可得到低截止频率的低通滤波信号，并根据预设公式计算得到第一电压检测数据，该数据反应了母线电压慢速变化情况。以第二频率为截止频率进行第二次滤波可得到高截止频率的低通滤波信号，并根据预设公式计算得到第二电压检测数据，该数据反应了母线电压的快速变化情况。

根据第一滤波信号和第二滤波信号确定母线电压的检测值，使得检测值可以准确的反应母线电压的变化快慢，进而直观的得到母线电压的准确波动情况，使得母线电压的检测更加准确。同时，通过算法低通滤波器进行滤波，一方面响应迅速准确，可以减少误报和避免响应不及时的情况，另一方面无需再系统中增加电压检测装置，进而节约成本。

在上述任一技术方案中，预设公式具体为：

udc_cutoff(k)＝a×udc(k)+(1-a)×udc_cutoff(k-1)；

其中，a为自然数，且a＝2×π×f×t，f为截止频率，t为电压数据对应的采样周期，k为检测周期，udc_cutoff(k)为当前检测周期对应的电压检测数据，udc_cutoff(k-1)为前一个检测周期对应的滤波后的电压数据，udc(k)为当前检测周期对应的电压数据。

在该技术方案中，截止频率f和检测周期k可根据实际需求自由调整，进而可以适应各种用电环境的实际需求。

在上述任一技术方案中，根据电压检测数据确定对应的检测值的步骤，具体包括：计算第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值确定检测值。

在该技术方案中，第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值即母线电压的检测值。具体地，第一电压检测数据是低截止频率的低通滤波信号，第二电压检测数据是高截止频率的低通滤波信号，因此第一电压检测数据于第二电压检测数据的差值可以反应母线电压在相邻的两个检测周期间的下降幅度，即直接反应了母线电压变化的快慢，通过简单的计算过程即可完成对母线电压信号的准确检测。

在上述任一技术方案中，根据检测值和对应的检测阈值确定母线对应的电压跌落检测结果的步骤，具体包括：确定检测值大于或等于检测阈值，确定母线发生电压跌落；确定检测值小于检测阈值，确定母线未发生电压跌落。

在该技术方案中，第一电压检测数据于第二电压检测数据的差值可以反应母线电压在相邻的两个检测周期间的下降幅度，因此若第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值较大，具体为检测值大于预设的检测阈值，则说明母线电压发生了快速跌落，或出现断电，此时执行对应的保护措施。若检测值小于预设的检测阈值，则说明母线电压的波动较小，未发生电压快速跌落的情况，用电设备可正常运行。

其中，检测阈值可根据实际电网的运行情况具体设置，若电网母线电压波动较大，则可适当增大检测阈值，以保证用电设备的正常运行。若母线电压波动较小，或用电设备对电压波动较为敏感，可适当减小检测阈值，以保证用电设备的使用安全。通过自由调整检测阈值，可以在保证用电设备正常运行的前提下，为用电设备的运行安全提供保证。

在上述任一技术方案中，确定母线发生电压跌落，电压检测方法还包括：生成对应的保护信号，并将保护信号发送至保护控制器，以使保护控制器执行对应的电压跌落保护程序。

在该技术方案中，当母线电压发生了跌落的情况，控制系统生成对应的保护信号，并发送至保护控制器，由保护控制器执行预设的电压跌落保护程序，以保证用电设备不会受到电压跌落的影响，保证用电设备的运行稳定和运行安全。

其中，控制系统和保护控制器均设置有储能器件，可在输入测电压跌落或断电的情况下，由储能器件内存储的电能保持工作，以保证电压跌落保护程序能够被顺利执行。

在上述任一技术方案中，第一频率的范围是：大于或等于0hz，且小于300hz；第二频率的范围是：大于300hz；检测周期的范围是：大于或等于100μs，且小于或等于500μs。

在该技术方案中，第一频率、第二频率和检测周期可根据实际用电环境和检测系统的硬件性能进行调整，具体地，第一频率可在小于300hz的范围内设定，第二频率可在大于300hz的范围内设定，检测周期则可设置为微秒级范围，如在100μs至500μs之间设置。

本发明第二方面提供了一种电压检测系统，包括：存储器，配置为存储计算机程序；处理器，配置为执行计算机程序以实现如上述任一技术方案中提供的电压检测方法，因此，该电压检测系统包括如上述任一技术方案中提供的电压检测方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第三方面提供了一种供电电路，包括：整流器，整流器的输入端与母线相连接；逆变器，逆变器的输入端与整流器的输出端相连接，逆变器的输入端配置为向负载供电；控制器，控制器与母线和逆变器的控制端相连接，控制器包括：母线电压检测单元，母线电压检测单元与母线相连接，并配置为采集母线的电压数据；如上述任一技术方案中提供的电压检测系统，电压检测系统与母线电压检测单元和逆变器的控制端相连接。

在该技术方案中，供电电路包括整流器和逆变器，控制器与逆变器相连接，并通过母线电压检测单元检测母线电压的电压数据。同时，控制器还包括如上述任一技术方案中提供的电压检测系统，因此该供电电路还包括如上述任一技术方案中提供的电压检测系统的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第四方面提供了一种空调设备，包括压缩机和如上述任一技术方案中提供的供电电路，供电电路配置为向压缩机供电，因此，该空调设备包括如上述任一技术方案中提供的供电电路的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案中提供的电压检测方法，因此，该计算机可读存储介质包括如上述任一技术方案中提供的电压检测方法的全部有益方法，在此不再赘述。

附图说明

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：

图1示出了根据本发明的一个实施例的电压检测方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的电压检测方法的另一个流程图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的电压检测系统的结构框图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的供电电路的结构示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的供电电路中控制器的结构示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的电压检测方法的又一个流程图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的电压检测方法中低通滤波的逻辑示意图。

具体实施方式

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，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述电压检测方法、电压检测系统、供电电路、空调设备和计算机可读存储介质。

实施例一

如图1所示，在本发明第一方面的实施例中，提供了一种电压检测方法，包括：

步骤s102，采集母线的电压数据，并确定对应的截止频率；

步骤s104，根据截止频率对电压数据进行滤波以得到电压检测数据；

步骤s106，根据电压检测数据确定对应的检测值，并根据检测值和对应的检测阈值确定母线对应的电压检测结果。

在步骤s104中，截止频率包括第一频率和第二频率，如图2所示，对母线电压数据进行滤波以得到电压检测数据的步骤，具体包括：

步骤s202，根据第一频率对电压数据进行第一次滤波，并根据预设公式确定第一电压检测数据；

步骤s204，根据第二频率对电压数据进行第二次滤波，并根据预设公式确定第二电压检测数据；

其中，第一频率小于第二频率。

在对母线的电压数据进行滤波时，分别采用第一频率和第二频率对母线的电压数据进行两次滤波。其中，第一频率小于第二频率，以第一频率为截止频率进行第一次滤波可得到低截止频率的低通滤波信号，并根据预设公式计算得到第一电压检测数据，该数据反应了母线电压慢速变化情况。以第二频率为截止频率进行第二次滤波可得到高截止频率的低通滤波信号，并根据预设公式计算得到第二电压检测数据，该数据反应了母线电压的快速变化情况。

根据第一滤波信号和第二滤波信号确定母线电压的检测值，使得检测值可以准确的反应母线电压的变化快慢，进而直观的得到母线电压的准确波动情况，使得母线电压的检测更加准确。同时，通过算法低通滤波器进行滤波，一方面响应迅速准确，可以减少误报和避免响应不及时的情况，另一方面无需再系统中增加电压检测装置，进而节约成本。

在步骤s202和步骤s204中，预设公式具体为：

udc_cutoff(k)＝a×udc(k)+(1-a)×udc_cutoff(k-1)；

其中，a为自然数，且a＝2×π×f×t，f为截止频率，t为电压数据对应的采样周期，k为检测周期，udc_cutoff(k)为当前检测周期对应的电压检测数据，udc_cutoff(k-1)为前一个检测周期对应的滤波后的电压数据，udc(k)为当前检测周期对应的电压数据。

第一频率的范围是：大于或等于0hz，且小于300hz；第二频率的范围是：大于300hz；检测周期的范围是：大于或等于100μs，且小于或等于500μs。

第一频率、第二频率和检测周期可根据实际用电环境和检测系统的硬件性能进行调整，具体地，第一频率可在小于300hz的范围内设定，第二频率可在大于300hz的范围内设定，检测周期则可设置为微秒级范围，如在100μs至500μs之间设置。

下面以第一频率为10hz，第二频率为500hz进行举例说明，此时第一电压检测数据为：

udc_cutoff(k)_10hz＝a1×udc(k)_10hz+(1-a1)×udc_cutoff(k-1)_10hz；

a1＝2×π×f×t；

其中，在采样周期为0.0001s的情况下，a1＝0.00628。

第二电压数据为：

udc_cutoff(k)_500hz＝a2×udc(k)_500hz+(1-a2)×udc_cutoff(k-1)_500hz；

a2＝2×π×f×t；

其中，在采样周期为0.0001s的情况下，a2＝0.314。

在得到第一电压数据和第二电压数据后，步骤s106中，根据电压检测数据确定对应的检测值的步骤，具体包括：计算第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值确定检测值。

根据检测值和对应的检测阈值确定母线对应的电压跌落检测结果的步骤，具体包括：确定检测值大于或等于检测阈值，确定母线发生电压跌落；确定检测值小于检测阈值，确定母线未发生电压跌落。

确定母线发生电压跌落，电压检测方法还包括：生成对应的保护信号，并将保护信号发送至保护控制器，以使保护控制器执行对应的电压跌落保护程序。

第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值即母线电压的检测值。具体地，第一电压检测数据是低截止频率的低通滤波信号，第二电压检测数据是高截止频率的低通滤波信号，因此第一电压检测数据于第二电压检测数据的差值可以反应母线电压在相邻的两个检测周期间的下降幅度，即直接反应了母线电压变化的快慢，通过简单的计算过程即可完成对母线电压信号的准确检测。

第一电压检测数据于第二电压检测数据的差值可以反应母线电压在相邻的两个检测周期间的下降幅度，因此若第一电压检测数据和第二电压检测数据的差值较大，具体为检测值大于预设的检测阈值，则说明母线电压发生了快速跌落，或出现断电，此时执行对应的保护措施。若检测值小于预设的检测阈值，则说明母线电压的波动较小，未发生电压快速跌落的情况，用电设备可正常运行。

其中，检测阈值可根据实际电网的运行情况具体设置，若电网母线电压波动较大，则可适当增大检测阈值，以保证用电设备的正常运行。若母线电压波动较小，或用电设备对电压波动较为敏感，可适当减小检测阈值，以保证用电设备的使用安全。通过自由调整检测阈值，可以在保证用电设备正常运行的前提下，为用电设备的运行安全提供保证。

当母线电压发生了跌落的情况，控制系统生成对应的保护信号，并发送至保护控制器，由保护控制器执行预设的电压跌落保护程序，以保证用电设备不会受到电压跌落的影响，保证用电设备的运行稳定和运行安全。

其中，控制系统和保护控制器均设置有储能器件，可在输入测电压跌落或断电的情况下，由储能器件内存储的电能保持工作，以保证电压跌落保护程序能够被顺利执行。

本发明提供的上述实施例，通过以对应的截止频率对母线的电压数据进行滤波，以得到电压检测数据，根据截止频率的不同，电压检测数据可以反应母线电压的变化情况，如快速变化情况和慢速变化情况。并根据检测数据确定对应的检测值，检测值可以反应母线电压变化的快慢，即母线电压的波动情况，根据检测值和对应的检测阈值的比较结果，可以准确的判断母线电压是否出现波动，并输出对应的电压检测结果，实现了准确、快速的电压检测。

具体地，直接利用原有系统中的母线采集数据确定母线的电压数据，无需在原有供电系统中增设母线电压检测装置，成本较低。同时通过设定对应的截止频率对母线的电压数据进行算法滤波，以得到能够反应母线电压变化的电压检测数据，进而确定能够反应母线电压波动的检测值，根据检测值完成对母线电压是否出现跌落、断电等波动的检测，有效地防止了母线电压波动对用电设备，如磁悬浮压缩机等造成的影响，提高了供电检测的可靠性和用电设备的运行可靠性。

实施例二

如图3所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种电压检测系统300，包括：存储器302，配置为存储计算机程序；处理器304，配置为执行计算机程序以实现如上述任一实施例中提供的电压检测方法，因此，该电压检测系统300包括如上述任一实施例中提供的电压检测方法的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例三

如图4和图5所示，在本发明的一个实施例中，供了一种供电电路400，包括：整流器402，整流器402的输入端与母线相连接；逆变器404，逆变器404的输入端与整流器402的输出端相连接，逆变器404的输入端配置为向负载供电；控制器406，控制器406与母线和逆变器404的控制端相连接，控制器406包括：母线电压检测单元4062，母线电压检测单元4062与母线相连接，并配置为采集母线的电压数据；如上述任一实施例中提供的电压检测系统300，电压检测系统300与母线电压检测单元和逆变器的控制端相连接；检测结果输出单元4064，配置为输出检测结果。

在该实施例中，供电电路400包括整流器402和逆变器404，控制器406与逆变器404相连接，并通过母线电压检测单元4062检测母线电压的电压数据。同时，控制器406还包括如上述任一实施例中提供的电压检测系统300，因此该供电电路400还包括如上述任一实施例中提供的电压检测系统300的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例四

在本发明的一个实施例中，将以由永磁同步电机的供电场景，对本发明实施例进行具体说明：

在实际应用中，如果永磁同步电机的输入测断电或发生电压跌落，永磁同步电机中的磁悬浮控制器掉电，导致告诉旋转的轴承失去控制而直接掉落，此时高速摩擦会造成轴承损伤，甚至损坏。因此需要一个检测输入侧电源突然掉落的装置，通知系统做相应的保护工作。

为了避免轴承损坏，往往需要在输入侧安装电压检测装置，通过检测输入电压与额定电压之间的比较，判断输入电源发生了电压突然跌落或掉电。这种方法需要输入侧安装检测装置增加成本，同时通过输入电压与额定电压之间的比较只能反应输入电压大小，不能反应输入电压的变化快慢，容易误报或响应不及时产生过流等问题。

为了解决这个问题，本发明实施例提供了一种检测直流母线电压来判断输入掉电的方法。具体如图4和图5所示，其中永磁同步电机通过供电电路400获取电网侧的供电。

在磁悬浮机组的运行过程中，对直流母线是否掉电的判断流程如图6所示：

步骤s602，采样直流母线电压udc；

其中，通过采样电路检测直流母线电压udc。

步骤s604，通过udc低通滤波lpf1，截止频率10hz得到udc_cutoff_10hz；

其中，采用高截止频率低通滤波器lpf1，具体的截止频率为500hz，对采样直流母线电压进行滤波，得到udc_cutoff_500hz，该值的大小反应了直流母线电压的快速变化。

步骤s606，通过udc低通滤波lpf2，截止频率500hz得到udc_cutoff_500hz；

其中，采用低截止频率低通滤波器lpf2，具体的截止频率为10hz，对采样直流母线电压进行滤波，得到udc_cutoff_10hz，该值的大小反应了直流母线电压的慢速变化。

步骤s608，计算udc_drop＝udc_cutoff_10hz-udc_cutoff_500hz，

其中，计算udc_drop＝udc_cutoff_10hz-udc_cutoff_500hz，udc_drop反应了直流母线电压变化的快慢。

步骤s610，判断是否满足udc_drop＞ulimit；是则进入步骤s612，否则回到步骤s602；

其中，当udc_drop大于预设的检测阀值ulimit时，则说明直流母线电压在后一时刻中的下降很大，即可判断输入电压发生快速跌落或断电。

步骤s612，输出保护信号通知控制系统检测到输入电压发生快速跌落或断电。

其中：

udc_cutoff_10hz(k)＝c×udc(k)+(1-c)×udc_cutoff_10hz(k-1)；

一阶低通滤波器lpf1，其截止频率为10hz，其中udc_cutoff_10hz(k)为当前时刻低通滤波后值，udc_cutoff_10hz(k-1)为上一时刻低通滤波后值，udc(k)为当前时刻直流母线电压。

c＝2×π×f×t，f＝10hz，t为直流母线电压采样周期，例如如果采样周期0.0001秒，则c＝0.00628。

udc_cutoff_500hz(k)＝d×udc(k)+(1-d)×udc_cutoff_500hz(k-1)

1阶低通滤波器lpf2，截止频率为500hz，其中udc_cutoff_500hz(k)为当前时刻低通滤波后值，udc_cutoff_500hz(k-1)为上一时刻低通滤波后值，udc(k)为当前时刻直流母线电压。

d＝2×π×f×t，f＝500hz，t为直流母线电压采样周期，例如采样周期0.0001秒，b＝0.314。

阀值ulimit根据当地电网的波动情况决定，如果当地母线电压波动较为剧烈，可以适当增大阀值ulimit，如ulimit＝udc×20％。

其中，低通滤波lpf1和lpf2均可通过算法实现，具体逻辑如图7所示。

本发明提供的实施例，一方面不需要输入侧额外增加检测电路，因此不会增加额外的生产成本；另一方面判断方法简单、快速，能够反映输入电压变化的快慢，因此判断响应及时，且不容易产生误报；再一方面，本发明实施例中的各参数可根据实际情况调节，进而能够不同地区电网波动特性，因此兼容性好，利于推广。

实施例五

在本发明的一个实施例中，提供了一种空调设备，包括压缩机和如上述任一实施例中提供的供电电路，供电电路配置为向压缩机供电，因此，该空调设备包括如上述任一实施例中提供的供电电路的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例六

在本发明的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中提供的电压检测方法，因此，该计算机可读存储介质包括如上述任一实施例中提供的电压检测方法的全部有益方法，在此不再赘述。

本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；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。

在本发明的描述中，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。在本发明中，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。

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。