CN112305328A - 一种电源缺相检测方法、装置、存储介质及电器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电源缺相检测方法、装置、存储介质及电器,所述方法包括:在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样;对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值;根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期;若确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。本发明提供的方案能够通过软件算法实现了对输入电压异常进行检测,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域,尤其涉及一种电源缺相检测方法、装置、存储介质及电器。
背景技术
电源缺相会导致电流对控制器上电解电容冲击较大,长时间会对电解电容、水泥电阻等造成损坏。现有电源缺相检测常用相序保护器、硬件检测电路等,成本较高,占用较大电控箱的空间。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供一种电源缺相检测方法、装置、存储介质及电器,以解决现有技术中电源缺相检测采用相序保护器、硬件检测电路等成本较高的问题。
本发明一方面提供了一种电源缺相检测方法,包括:在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样;对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值;根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期;若确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
可选地,根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期,包括:依次判断每次采样的输入电压采样值与所述平均采样值是否满足下列条件(1)或条件(2):
可选地,根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相,包括:
根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;
根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相;
t1*b>t*k (3)
其中,t1为采样计数时间,t为预设采样时间,b为预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数,k为预设系数,若满足条件(3),则确定所述电源缺相。
可选地,在所属电器的电机的频率处于预设频段内的情况下,执行所述电源缺相检测。
本发明另一方面提供了一种电源缺相检测装置,包括:采样单元,用于在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样;处理单元,用于对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值;第一确定单元,用于根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期;第二确定单元,用于若所述第一确定单元确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
可选地,所述第一确定单元,根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期,包括:依次判断每次采样的输入电压采样值与所述平均采样值是否满足下列条件(1)或条件(2):
可选地,所述确定单元,根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相,包括:根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相;
t1*b>t*k (3)
其中,t1为采样计数时间,t为预设采样时间,b为预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数,k为预设系数,若满足条件(3),则确定所述电源缺相。
可选地,在所属电器的电机的频率处于预设频段内的情况下,所述装置执行所述电源缺相检测。
本发明又一方面提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种电器,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种电器,包括前述任一所述的电源缺相检测装置。
根据本发明的技术方案,通过软件算法实现了对输入电压异常进行检测,降低成本,提高机组可靠性。通过对输入电压进行采样,及时分析异常波形,从而能够快速进行停机报警响应,降低控制器成本,并提高电器的运行可靠性。
利用对输入电压进行检测,通过电源缺相时电压交流成分周期的不同,可判断出正常电压及异常电压,从而能够在电压异常时对机组进行停机保护,摒弃了传统增加相序保护器或设计硬件保护电路的方式,大大降低了成本并提高可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明提供的电源缺相检测法的一实施例的方法示意图;
图2是缺相电压与正常电压波形对比示例图;
图3是缺相电压波形示例图;
图4是本发明提供的电源缺相检测方法的一具体实施例的方法示意图;
图5是本发明提供的电源缺相检测装置的一实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种电源缺相检测方法。该方法可以用于电器中。例如可以用于空调、冰箱中,具体可以用于压缩机输入电压的缺相检测。图1是本发明提供的电源缺相检测法的一实施例的方法示意图。
如图1所示,根据本发明的一个实施例,所述电源缺相检测方法至少包括步骤S110、步骤S120、步骤S130和步骤S140。
步骤S110,在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样。
具体地,所属电器开机后,对输入电压进行采样,为防止采样结果干扰较多,在采样前增加滤波算法,滤除异常电压尖峰或毛刺。采样电压如图3所示,横轴为采样次数,纵轴为采样电压(此电压为模数转换后的电压)。
步骤S120,对采样的输入电压采样值取平均值,得到所述输入电压的平均采样值。
步骤S130,根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期。
在一种具体实施方式中,依次判断每次采样的输入电压采样值与所述平均采样值是否满足下列条件(1)或条件(2);
也就是说,将采样得到的输入电压采样值依次与作比较,当满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,或者满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,进行一次计数,累计计数达到预设次数(可选地,预设次数为4次)时,可认为此时间段内存在一个完整的电压波动周期。
步骤S140,若确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
若确定存在电压波动周期,则根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相。
采样计数时间t1=(a+d)*T,其中,T为单次采样时间,a为累计判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数,即第一次判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数,例如,第一次判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到4次(即第一次检测到电压波动周期)时,采样了多少次;d为预设修正系数,由于设置的采样计数时间t1,必须大于a*T,以便这个时间内能够判断出一个完整的电压异常周期(电压波动周期),因此在a的基础上增加一个修正系数d,修正系数d设定需要根据采样时间和采样精度设定,例如,单次采样时间T越长,修正系数d越小。
更具体地,采样是需要一个时间的,即单次时间T(假如设200ms)采样一次,一共采样100次,则200*100=t为总采样时间。(这个时间T是根据单片机内部时钟设定的)在采样以后,识别判断为一个电压波动周期的4个点。在发现第一个点Xn的时候,开始计数,到发现第四个点Xn+1时,(此时已经可以确定一个电压波动周期),计数为a次,也就是说,在这段时间内,采样了a次,采到4(预设次数)个点的时间,为a*T。那么,设定的时间t1,必须大于a*T以便这个时间内能够判断出一个完整的电压异常周期。但又不能无限大,大到可以识别出两个周期会影响判断准确性。例如,可以设置为t1=(a+5)*T,即在这四个点的采样次数的基础上增加了5次。
判断所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),若是,则确定所述电源缺相;
t1*b>t*k (3)
其中t1为采样计数时间,所述预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数为b,t为预设采样时间,k为预设系数。
根据图2可看出,正常电压单个周期长度约为电压缺相时单个周期长度的1/3,其中,L1为正常电压波形,L2为缺相电压波形,k可以设置为2/3。设置采样计数时间t1,此时间内应满足至少存在四个满足上述条件(1)或条件(2)的计数点或一个完整的电压波动周期。在采样计数时间t1内,若累计计数4次,记为一次电压输入异常(一个电压波动周期),设满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数为b,当在总采样时间t内,若t1*b>t*2/3时,判断为电源缺相。
进一步地,若确定电源缺相,则控制所属电器停机和/或进行故障报警。
优选地,因缺相时长期高频运行会导致电流对控制器上电解电容冲击较大,长时间会对电解电容、水泥电阻等造成损坏,造成控制板失效,故检测设定在低频段以及时触发保护。因此,在所属电器的电机的频率处于预设频段(例如空调的低频段设置为20~40hz)内的情况下,执行所述电源缺相检测。
为清楚说明本发明技术方案,下面再以一个具体实施例对本发明提供的电源缺相检测方法的执行流程进行描述。
图4是本发明提供的电源缺相检测方法的一具体实施例的方法示意图。如图4所示,首先,设定总采样时间为t,对输入电压进行多次采样存入数组,对时间t内的采样值取平均,记为每一次采样值与作比较,当满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,或者满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,进行一次计数,累计计数达到4次时,可认为此时间段内存在一个完整的电压波动周期;设置采样计数时间t1,此时间应满足至少存在4个计数,即存在一个完整的电压波动周期,若累计计数4次,记为一次电压输入异常,设此异常检测次数为b。当在总采样时间t内,若t1*b>t*2/3时,判断为电源缺相。
本发明还提供一种电源缺相检测装置。该装置可以用于电器中。例如可以用于空调、冰箱中,具体可以用于压缩机输入电压的缺相检测。图5是本发明提供的电源缺相检测装置的一实施例的结构框图。如图5所示,所述电源缺相检测装置100包括:采样单元110、处理单元120、第一确定单元130和第二确定单元140。
采样单元110用于在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样。
具体地,所属电器开机后,对输入电压进行采样,为防止采样结果干扰较多,在采样前增加滤波算法,滤除异常电压尖峰或毛刺。采样电压如图3所示,横轴为采样次数,纵轴为采样电压(此电压为模数转换后的电压)。
处理单元120用于对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值。
第一确定单元130用于根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期。
在一种具体实施方式中,依次判断每次采样的输入电压采样值与所述平均采样值是否满足下列条件(1)或条件(2);
也就是说,将采样得到的输入电压采样值依次与作比较,当满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,或者满足第n次采样值并且第n+1次采样值或第n+2次采样值时,进行一次计数,累计计数达到预设次数(可选地,预设次数为4次)时,可认为此时间段内存在一个完整的电压波动周期。
确定单元140根据每次采样的输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相。
采样计数时间t1=(a+d)*T,其中,T为单次采样时间,a为累计判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数,即第一次判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数,例如,第一次判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到4次(即第一次检测到电压波动周期)时,采样了多少次;d为预设修正系数,由于设置的采样计数时间t1,必须大于a*T,以便这个时间内能够判断出一个完整的电压异常周期(电压波动周期),因此在a的基础上增加一个修正系数d,修正系数d设定需要根据采样时间和采样精度设定,例如单次采样时间T越长,修正系数d越小。
更具体地,采样是需要一个时间的,即单次时间T(假如设200ms)采样一次,一共采样100次,则200*100=t为总采样时间。(这个时间T是根据单片机内部时钟设定的)在采样以后,识别判断为一个电压波动周期的4个点。在发现第一个点Xn的时候,开始计数,到发现第四个点Xn+1时,(此时已经可以确定一个电压波动周期),计数为a次,也就是说,在这段时间内,采样了a次,采到4(预设次数)个点的时间,为a*T。那么,设定的时间t1,必须大于a*T以便这个时间内能够判断出一个完整的电压异常周期。但又不能无限大,大到可以识别出两个周期会影响判断准确性。例如可以设置为t1=(a+5)*T,即在这四个点的采样次数的基础上增加了5次。
判断所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),若是,则确定所述电源缺相;
t1*b>t*k (3)
其中t1为采样计数时间,所述预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数为b,t为预设采样时间,k为预设系数。
根据图2可看出,正常电压单个周期长度约为电压缺相时单个周期长度的1/3,其中,L1为正常电压波形,L2为缺相电压波形,k可以设置为2/3。设置采样计数时间t1,此时间内应满足至少存在四个满足上述条件(1)或条件(2)的计数点或一个完整的电压波动周期。在采样计数时间t1内,若累计计数4次,记为一次电压输入异常(一个电压波动周期),设满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数为b,当在总采样时间t内,若t1*b>t*2/3时,判断为电源缺相。
进一步地,还包括控制单元(未图示),用于若确定电源缺相,则控制所属电器停机,和/或还包括报警单元,用于若确定电源缺相,则进行故障报警。
优选地,因缺相时长期高频运行会导致电流对控制器上电解电容冲击较大,长时间会对电解电容、水泥电阻等造成损坏,造成控制板失效,故检测设定在低频段以及时触发保护。因此,在所属电器的电机的频率处于预设频段(例如空调的低频段设置为20~40hz)内的情况下,执行所述电源缺相检测。
本发明还提供对应于所述电源缺相检测方法的一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电源缺相检测方法的一种电器,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电源缺相检测装置的一种电器,包括前述任一所述的电源缺相检测装置。
据此,本发明提供的方案,通过软件算法实现了对输入电压异常进行检测,降低成本,提高机组可靠性。通过对输入电压进行采样,及时分析异常波形,从而能够快速进行停机报警响应,降低控制器成本,并提高电器的运行可靠性。
利用对输入电压进行检测,通过电源缺相时电压交流成分周期的不同,可判断出正常电压及异常电压,从而能够在电压异常时对机组进行停机保护,摒弃了传统增加相序保护器或设计硬件保护电路的方式,大大降低了成本并提高可靠性。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施,那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说,归因于软件的性质,上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外,各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已,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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种电源缺相检测方法,其特征在于,包括:
在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样;
对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值;
根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期;
若确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相,包括:
根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;
根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相;
t1*b>t*k (3)
其中,t1为采样计数时间,t为预设采样时间,b为预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数,k为预设系数,若满足条件(3),则确定所述电源缺相。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,在所属电器的电机的频率处于预设频段内的情况下,执行所述电源缺相检测。
5.一种电源缺相检测装置,其特征在于,包括:
采样单元,用于在预设采样时间内对所述电源的输入电压进行采样;
处理单元,用于对采样的输入电压采样值取平均值,以得到所述输入电压的平均采样值;
第一确定单元,用于根据采样的输入电压采样值和所述平均采样值确定是否存在电压波动周期;
第二确定单元,用于若所述第一确定单元确定存在电压波动周期,则根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述确定单元,根据每次采样的所述输入电压采样值与所述平均采样值的比较结果确定所述电源是否缺相,包括:
根据累计判断采样的输入电压采样值与所述平均采样值满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数时的采样次数和单次采样时间设置采样计数时间;
根据所述采样计数时间、所述预设采样时间是否满足条件(3),确定所述电源是否缺相;
t1*b>t*k (3)
其中,t1为采样计数时间,t为预设采样时间,b为预设采样时间内判断满足条件(1)或条件(2)的次数达到预设次数的次数,k为预设系数,若满足条件(3),则确定所述电源缺相。
8.根据权利要求5-7任一项所述的装置,其特征在于,在所属电器的电机的频率处于预设频段内的情况下,所述装置执行所述电源缺相检测。
9.一种存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一所述方法的步骤。
10.一种电器,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-4任一所述方法的步骤,或者包括如权利要求5-8任一所述的电源缺相检测装置。
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