CN112421760A - 一种ups隔离变压器的励磁电流的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电力技术领域，提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法及装置，所述方法包括：监测UPS隔离变压器的励磁电流；判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比。本发明能够防止UPS隔离变压器的励磁电流长时间接近UPS的限流值，提高UPS系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法及装置。
背景技术
UPS(Uninterruptible Power System,不间断电源)是一种恒频、稳压、纯净、不间断的高品质电源，随着信息技术的高速发展和计算机的广泛应用，它已成为许多重要场合不可缺少的电源装置。
UPS通常带有隔离变压器，在实际应用中，隔离变压器的启动需要UPS为其提供较大的励磁电流。
然而，本申请的发明人发现，UPS为隔离变压器提供的励磁电流可能接近其限流值，长时间提供接近UPS限流值的励磁电流，会影响UPS的器件寿命，导致器件容易损坏，进而导致UPS系统发生故障。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法及装置，以解决现有技术中UPS长时间提供接近其限流值的励磁电流容易发生故障的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，包括：
监测UPS隔离变压器的励磁电流；
判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；
若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比；
其中，目标驱动信号为输出励磁电流的开关管的驱动信号。
本发明实施例的第二方面提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置，包括：
监测模块，用于监测UPS隔离变压器的励磁电流；
第一控制模块，用于判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；其中，目标驱动信号为输出励磁电流的开关管的驱动信号；
第二控制模块，用于若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比。
本发明实施例的第三方面提供了一种UPS设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的步骤。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本发明实时监测UPS隔离变压器的励磁电流，当励磁电流大于UPS的限流值时，通过减小目标驱动信号的占空比来降低励磁电流，当励磁电流降低到一定程度，即检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件时，通过增大目标驱动信号的占空比来提升励磁电流。本发明能够防止励磁电流长时间接近UPS的限流值，提高UPS系统的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的示意图；
图3是本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的UPS设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本发明实施例的第一方面提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
步骤S101、监测UPS隔离变压器的励磁电流。
步骤S102、判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；其中，目标驱动信号为输出励磁电流的开关管的驱动信号。
可选的，作为本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的一种具体的实施方式，减小目标驱动信号的占空比，包括：
将目标驱动信号的占空比减小至第一预设值；
其中，第一预设值小于目标驱动信号的占空比分界值，占空比分界值为使励磁电流在一个电流周期内的上升幅度与下降幅度相等的值。
在本发明实施例中，如图2所示，由于在对UPS隔离变压器进行正常励磁时，UPS提供给隔离变压器的励磁电流会不断升高，通过实时监测励磁电流，当励磁电流超过UPS的限流值L时，将输出该励磁电流的开关管的驱动信号的占空比减小至占空比分界值以下，使励磁电流在一个电流周期内的下降幅度大于其上升幅度，进而使励磁电流整体呈下降趋势来降低励磁电流，防止励磁电流超过UPS的限流值造成UPS器件损坏。
另外，在本发明实施例中，考虑到占空比分界值很小，在实际应用中难以操控，当励磁电流超过UPS的限流值L时，如图2所示，可以直接将输出该励磁电流的开关管的驱动信号的占空比减小至0，不仅便于操控，还能达到快速降低励磁电流的作用。
步骤S103、若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比。
可选的，作为本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的一种具体的实施方式，若检测到励磁电流达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比，包括：
若检测到励磁电流小于第一预设阈值，则将目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，第二预设值大于目标驱动信号的占空比分界值。
可选的，作为本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的一种具体的实施方式，第一预设阈值的取值范围为：
0<x<L-Mmax
式中，x为第一预设阈值，L为UPS的限流值，Mmax为励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为目标驱动信号的占空比等于零时励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
在本发明实施例中，若UPS隔离变压器长时间处于较小的电流下，则无法励磁启动，因此，如图2所示，可以设置一个第一预设阈值x，当励磁电流小于x时，将输出该励磁电流的开关管的驱动信号的占空比增大至占空比分界值以上，使励磁电流在一个电流周期内的上升幅度大于下降幅度，进而使励磁电流整体呈上升趋势，来提升励磁电流。并且，作为一种较优的实施方案，可以使增大后的驱动信号的占空比小于1，从而减缓励磁电流的上升速率，延长励磁电流到达UPS限流值的时间，进一步降低励磁电流的平均值。
另外，在本发明实施例中，通过设置x<L-Mmax，即励磁电流下降的值超过励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，进而使励磁电流连续下降多个电流周期，当提升励磁电流时，也需要通过多个电流周期T才能达到UPS的限流值，从整体上降低了励磁电流的平均值。
可选的，作为本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的一种具体的实施方式，若检测到目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比，包括：
若检测到目标驱动信号的占空比为第一预设值的持续时间大于第二预设阈值，则将目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，第二预设值大于目标驱动信号的占空比分界值。
可选的，作为本发明实施例提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法的一种具体的实施方式，第二预设阈值的取值范围为
式中，t为第二预设阈值，T为励磁电流的电流周期，L为UPS的限流值，Mmax为励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为目标驱动信号的占空比等于零时励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
在本发明实施例中，如图2所示，还可以设置一个第二预设阈值t，当励磁电流下降的时间超过t时，提升励磁电流。同理，可以将t的值设置为大于励磁电流的电流周期，使励磁电流连续下降多个电流周期，从整体上降低励磁电流的平均值，另外，t还有一个最大值的限制，以防止励磁电流下降为0。
由以上内容可知，本发明通过实时监测UPS隔离变压器的励磁电流，当励磁电流大于UPS的限流值时，通过减小目标驱动信号的占空比来降低励磁电流，当励磁电流降低到一定程度，即检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件时，通过增大目标驱动信号的占空比来提升励磁电流，能够防止励磁电流长时间接近UPS的限流值，提高UPS系统的稳定性。并且，通过使励磁电流连续下降多个电流周期，进一步降低了励磁电流的平均值。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例的第二方面提供了一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置，如图3所示，该UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置3包括：
监测模块31，用于监测UPS隔离变压器的励磁电流。
第一控制模块32，用于判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；其中，目标驱动信号为输出励磁电流的开关管的驱动信号。
第二控制模块33，用于若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比。
可选的，作为本发明实施例第二方面提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的一种具体的实施方式，减小目标驱动信号的占空比，可以详述为：
将目标驱动信号的占空比减小至第一预设值；
其中，第一预设值小于目标驱动信号的占空比分界值，占空比分界值为使励磁电流在一个电流周期内的上升幅度与下降幅度相等的值。
可选的，作为本发明实施例第二方面提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的一种具体的实施方式，若检测到励磁电流达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比，可以详述为：
若检测到励磁电流小于第一预设阈值，则将目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，第二预设值大于目标驱动信号的占空比分界值。
可选的，作为本发明实施例第二方面提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的一种具体的实施方式，第一预设阈值的取值范围为：
0<x<L-Mmax
式中，x为第一预设阈值，L为UPS的限流值，Mmax为励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为目标驱动信号的占空比等于零时励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
可选的，作为本发明实施例第二方面提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的一种具体的实施方式，若检测到目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比，可以详述为：
若检测到目标驱动信号的占空比为第一预设值的持续时间大于第二预设阈值，则将目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，第二预设值大于目标驱动信号的占空比分界值。
可选的，作为本发明实施例第二方面提供的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置的一种具体的实施方式，第二预设阈值的取值范围为
式中，t为第二预设阈值，T为励磁电流的电流周期，L为UPS的限流值，Mmax为励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为目标驱动信号的占空比等于零时励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
图4是本发明实施例提供的UPS设备的结构示意图。如图4所示，该实施例的UPS设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图3所示模块31至33的功能。
示例性的，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在UPS设备4中的执行过程。例如，计算机程序42可以被分割成监测模块31、第一控制模块32、第二控制模块33(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：
监测模块31，用于监测UPS隔离变压器的励磁电流。
第一控制模块32，用于判断励磁电流是否大于UPS的限流值，若励磁电流大于UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测励磁电流或目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；其中，目标驱动信号为输出励磁电流的开关管的驱动信号。
第二控制模块33，用于若检测到励磁电流或目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大目标驱动信号的占空比。
UPS设备4可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。UPS设备可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是UPS设备4的示例，并不构成对UPS设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如UPS设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器41可以是UPS设备4的内部存储单元，例如UPS设备4的硬盘或内存。存储器41也可以是UPS设备4的外部存储设备，例如UPS设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器41还可以既包括UPS设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序以及UPS设备所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/UPS设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/UPS设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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，作为单元显示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网络单元上。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。
另外，在本发明各个实施例中的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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，包括：
监测UPS隔离变压器的励磁电流；
判断所述励磁电流是否大于UPS的限流值，若所述励磁电流大于所述UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测所述励磁电流或所述目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；
若检测到所述励磁电流或所述目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大所述目标驱动信号的占空比；
其中，所述目标驱动信号为输出所述励磁电流的开关管的驱动信号。
2.如权利要求1所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，所述减小目标驱动信号的占空比，包括：
将所述目标驱动信号的占空比减小至第一预设值；
其中，所述第一预设值小于所述目标驱动信号的占空比分界值，所述占空比分界值为使所述励磁电流在一个电流周期内的上升幅度与下降幅度相等的值。
3.如权利要求2所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，若检测到所述励磁电流达到预设条件，则增大所述目标驱动信号的占空比，包括：
若检测到所述励磁电流小于第一预设阈值，则将所述目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，所述第二预设值大于所述目标驱动信号的占空比分界值。
4.如权利要求3所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，所述第一预设阈值的取值范围为：
0<x<L-Mmax
式中，x为第一预设阈值，L为所述UPS的限流值，Mmax为所述励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，所述励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为所述目标驱动信号的占空比等于零时所述励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
5.如权利要求2所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，若检测到所述目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大所述目标驱动信号的占空比，包括：
若检测到所述目标驱动信号的占空比为第一预设值的持续时间大于第二预设阈值，则将所述目标驱动信号的占空比增大至第二预设值；
其中，所述第二预设值大于所述目标驱动信号的占空比分界值。
6.如权利要求5所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制方法，其特征在于，所述第二预设阈值的取值范围为
式中，t为第二预设阈值，T为所述励磁电流的电流周期，L为所述UPS的限流值，Mmax为所述励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度，其中，所述励磁电流在一个电流周期内的最大下降幅度为所述目标驱动信号的占空比等于零时所述励磁电流在一个电流周期内的下降幅度。
7.一种UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置，其特征在于，包括：
监测模块，用于监测UPS隔离变压器的励磁电流；
第一控制模块，用于判断所述励磁电流是否大于UPS的限流值，若所述励磁电流大于所述UPS的限流值，则减小目标驱动信号的占空比，并检测所述励磁电流或所述目标驱动信号的占空比是否达到预设条件；其中，所述目标驱动信号为输出所述励磁电流的开关管的驱动信号；
第二控制模块，用于若检测到所述励磁电流或所述目标驱动信号的占空比达到预设条件，则增大所述目标驱动信号的占空比。
8.如权利要求7所述的UPS隔离变压器的励磁电流的控制装置，其特征在于，所述减小目标驱动信号的占空比，包括：
将所述目标驱动信号的占空比减小至第一预设值；
其中，所述第一预设值小于所述目标驱动信号的占空比分界值，所述占空比分界值为使所述励磁电流在一个电流周期内的上升幅度与下降幅度相等的值。
9.一种UPS设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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