DE102016109282A1

DE102016109282A1 - Method for comparing current phases of two electronic devices of an electronic network

Info

Publication number: DE102016109282A1
Application number: DE102016109282.7A
Authority: DE
Inventors: Barry Sole; Ralf Oestreicher
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleich von Stromphasen (200; 201; 202) zweier elektronischer Vorrichtungen (101; 102) eines elektronischen Netzwerks (100), wobei das elektronische Netzwerk (100) ein Wechselstromnetzwerk mit mehreren Stromphasen (200; 201; 202) ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Messung eines ersten Spannungswerts einer der mehreren Stromphasen (200; 201; 202) in einer ersten der elektronischen Vorrichtungen (101) zu einem ersten Zeitpunkt; – Übermittlung eines Signals an eine zweite der elektronischen Vorrichtungen (102), das einen Hinweis auf den ersten Spannungswert und den ersten Zeitpunkt umfasst; – Messung eines zweiten Spannungswerts einer der mehreren Stromphasen (200; 201; 202) in der zweiten elektronischen Vorrichtung (102) zu einem zweiten Zeitpunkt; – Ermittlung eines ersten Zeitunterschieds zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt; – Vergleich unter Verwendung des ersten Zeitunterschieds, ob die Stromphase (200; 201; 202) des ersten Spannungswerts die gleiche Stromphase (200; 201; 202) ist wie die Stromphase (200; 201; 202) des zweiten Spannungswerts.The invention relates to a method for comparing current phases (200, 201, 202) of two electronic devices (101, 102) of an electronic network (100), wherein the electronic network (100) has an AC network with a plurality of current phases (200, 201, 202). wherein the method comprises the steps of: measuring a first voltage value of one of the plurality of current phases (200; 201; 202) in a first one of the electronic devices (101) at a first time; - transmitting a signal to a second of the electronic devices (102) including an indication of the first voltage value and the first time; - measuring a second voltage value of one of the plurality of current phases (200; 201; 202) in the second electronic device (102) at a second time; Determining a first time difference between the first and second times; Comparing, using the first time difference, whether the current phase (200; 201; 202) of the first voltage value is the same current phase (200; 201; 202) as the current phase (200; 201; 202) of the second voltage value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleich von Stromphasen zweier elektronischer Vorrichtungen eines elektronischen Netzwerks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for comparing current phases of two electronic devices of an electronic network according to the preamble of claim 1.

Elektronische Wechselstromnetzwerke mit mehreren Stromphasen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden sie in Elektroautomobilen eingesetzt. Es werden beispielsweise drei Stromphasen verwendet. In diesem Fall werden weist das elektronische Netzwerk vier elektrische Leiter, beispielsweise Kabel, auf. Jede Stromphase wird dabei über einen eigenen Leiter übertragen. Zusätzlich liegt einer der Leiter auf Massepotential. Die elektrischen Verbraucher des Netzwerks sind alle mit dem Leiter auf Massepotential verbunden. Zusätzlich sind sie noch mit ein, zwei oder drei der anderen Leiter verbunden. Multi-current phase AC electrical networks are known in the art. For example, they are used in electric cars. For example, three current phases are used. In this case, the electronic network will have four electrical conductors, such as cables. Each current phase is transmitted via a separate conductor. In addition, one of the conductors is at ground potential. The electrical loads of the network are all connected to the conductor at ground potential. In addition, they are still connected to one, two or three of the other leaders.

Da es sich um Wechselstrom handelt, ist meistens jede Stromphase eine sinusförmige Schwingung. Die unterschiedlichen Stromphasen sind üblicherweise in Periode, Frequenz und Amplitude gleich. Sie sind lediglich phasenverschoben. Since it is AC, most current phase is a sinusoidal oscillation. The different current phases are usually the same in period, frequency and amplitude. They are just out of phase.

Außerdem ist häufig ein Energiemanagementsystem Bestandteil des elektronischen Netzwerks. Das Energiemanagementsystem steuert den Energieverbrauch der Verbraucher des elektronischen Netzwerks. Wenn beispielsweise eine erste der drei Stromphasen bereits ausgelastet ist und ein weiterer Verbraucher eingeschaltet werden soll, der nicht mit der zweiten und der dritten Stromphase verbunden ist, steuert das Energiemanagementsystem einen Verbraucher, der derzeit über die erste Stromphase mit Energie versorgt wird, so, dass er durch eine andere der Stromphasen mit Energie versorgt wird. Somit kann der anzuschaltende Verbraucher durch die erste Stromphase mit Energie versorgt werden. In addition, an energy management system is often part of the electronic network. The energy management system controls the energy consumption of the consumers of the electronic network. For example, if a first of the three power phases is already busy and another load is to be turned on that is not connected to the second and third power phases, the power management system controls a load that is currently being energized through the first power phase such that it is powered by another of the power phases. Thus, the consumer to be powered by the first phase of the current.

Das Energiemanagementsystem soll also einen störungsarmen oder –freien Betrieb der Verbraucher sicherstellen, ohne dass die Stromquelle überlastet wird, indem das Energiemanagementsystem steuert, welcher Verbraucher über welche Stromphase mit Energie versorgt wird. The energy management system is thus intended to ensure a low-interference or -free operation of the consumer without the power source being overloaded, in that the energy management system controls which consumer is supplied with energy via which phase of the current.

Die US 2014/0021917 A1 beschreibt eine elektrische Leistungsverteilung, wobei ein Energiemanagementsystem eine Veränderung der Phase erkennt und gegebenenfalls ändert. The US 2014/0021917 A1 describes an electrical power distribution, wherein an energy management system detects a change in the phase and possibly changes.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Netzwerken treten Probleme auf, wenn die Verkabelung der Verbraucher und des Energiemanagementsystems unterschiedlich ist. Beispielsweise könnte für das Energiemanagementsystem eine Stromphase die erste Stromphase sein, die für einen Verbraucher die zweite Stromphase ist. Ein weiterer Verbraucher kann dieselbe Stromphase als dritte Stromphase erkennen. Diese Unterschiede können aufgrund der Verkabelung auftreten, wenn nicht konsequent auf dieselbe Verkabelung bei allen Geräten des elektronischen Netzwerks geachtet wird. Problems and problems arise in prior art methods and networks when the cabling of the loads and the power management system is different. For example, for the energy management system, a power phase could be the first power phase that is the second power phase for a consumer. Another consumer can recognize the same current phase as the third current phase. These differences may be due to cabling, if you do not consistently pay attention to the same cabling for all electronic network devices.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das einen zuverlässigen Betrieb des Energiemanagementsystems unabhängig von der Verkabelung ermöglicht. Außerdem sollen elektronische Vorrichtungen und ein elektronisches Wechselstromnetzwerk geschaffen werden, die einen solchen Betrieb des Energiemanagementsystems ermöglichen. In contrast, the invention has for its object to provide a method that allows reliable operation of the energy management system regardless of the wiring. In addition, electronic devices and an AC electronic network are to be provided which enable such operation of the energy management system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 8, eine elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 9 und ein elektronisches Wechselstromnetzwerk gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a method according to claim 1, an electronic device according to claim 8, an electronic device according to claim 9 and an electronic AC network according to claim 10. Embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Gemäß dem Verfahren wird ein erster Spannungswert einer der mehreren Stromphasen in einer ersten elektronischen Vorrichtung eines elektronischen Wechselstromnetzwerks mit mehreren Stromphasen zu einem ersten Zeitpunkt gemessen. Die erste elektronische Vorrichtung kann beispielsweise ein Verbraucher wie eine Klimaanlage, ein Radio oder ein Leuchtmittel sein. Das elektronische Wechselstromnetzwerk kann beispielsweise drei Stromphasen aufweisen. In accordance with the method, a first voltage value of one of the plurality of current phases in a first electronic device of a multi-current phase AC electrical network is measured at a first time. The first electronic device may be, for example, a consumer such as an air conditioner, a radio or a light source. The electronic AC network can have, for example, three current phases.

Unter einem Spannungswert wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Wert der Spannung zwischen der jeweiligen Stromphase und der Masse verstanden. In the context of this description, a voltage value is understood to be, in particular, a value of the voltage between the respective current phase and the ground.

Ein Signal wird an eine zweite elektronische Vorrichtung des elektronischen Wechselstromnetzwerks übermittelt. Das Signal umfasst einen Hinweis auf den ersten Spannungswert und den ersten Zeitpunkt. Das Signal kann beispielsweise von der ersten elektronischen Vorrichtung übermittelt werden. Das Signal kann direkt oder indirekt an die zweite elektronische Vorrichtung übermittelt werden. Die zweite elektronische Vorrichtung kann beispielsweise eine Vorrichtung sein, die zum Energiemanagement des elektronischen Netzwerks ausgebildet ist. Beispielsweise kann die zweite elektronische Vorrichtung dazu ausgebildet sein, andere elektronische Vorrichtungen ein- und/oder auszuschalten oder die Leistung anderer elektronischer Vorrichtungen zu regulieren. Die zweite elektronische Vorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, die von der ersten elektronischen Vorrichtung verwendete Stromphase zu ändern. Wenn die erste elektronische Vorrichtung beispielsweise die erste Stromphase verwendet, kann durch die zweite elektronische Vorrichtung festgelegt werden, dass die erste elektronische Vorrichtung anstatt der ersten die zweite Stromphase verwendet. A signal is transmitted to a second electronic device of the electronic AC network. The signal includes an indication of the first voltage value and the first time. The signal can be transmitted, for example, from the first electronic device. The signal may be transmitted directly or indirectly to the second electronic device. The second electronic device may, for example, be a device that is designed for the energy management of the electronic network. For example, the second electronic device may be configured to turn on and / or off other electronic devices or to regulate the performance of other electronic devices. The second electronic device may also be configured to accept the current phase used by the first electronic device to change. For example, when the first electronic device uses the first current phase, it may be determined by the second electronic device that the first electronic device uses the second current phase instead of the first one.

In der zweiten elektronischen Vorrichtung wird ein zweiter Spannungswert einer der mehreren Stromphasen zu einem zweiten Zeitpunkt gemessen. An dieser Stelle des Verfahrens ist nicht klar, ob der zweite Spannungswert zur gleichen Stromphase wie der erste Spannungswert gehört. Anschließend wird ein erster Zeitunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt. Dies kann beispielsweise in der zweiten elektronischen Vorrichtung durchgeführt werden. Es ist allerdings auch möglich, dass dies in der ersten elektronischen Vorrichtung oder in einer dritten elektronischen Vorrichtung geschieht. In the second electronic device, a second voltage value of one of the multiple current phases is measured at a second time. At this point in the process it is not clear whether the second voltage value belongs to the same current phase as the first voltage value. Subsequently, a first time difference between the first and the second time is determined. This can be done, for example, in the second electronic device. However, it is also possible that this happens in the first electronic device or in a third electronic device.

Der ermittelte erste Zeitunterschied wird für einen Vergleich verwendet, ob die Stromphase des ersten Spannungswerts die gleiche Stromphase ist wie die Stromphase des zweiten Spannungswerts. Auf diese Weise lässt sich also unabhängig von Informationen über die Verkabelung feststellen, ob die beiden gemessenen Spannungswerte der gleichen Stromphase zuzuordnen sind. Falls dies der Fall ist, sind im elektronischen Netzwerk Informationen darüber vorhanden, die vorzugsweise in der zweiten elektronischen Vorrichtung gespeichert werden können. Die Informationen können dazu verwendet werden, die von der ersten elektronischen Vorrichtung verwendete Stromphase zu ändern und/oder die erste elektronische Vorrichtung ein- und/oder auszuschalten. The determined first time difference is used for a comparison as to whether the current phase of the first voltage value is the same current phase as the current phase of the second voltage value. In this way, regardless of information about the cabling, it can be determined whether the two measured voltage values can be assigned to the same current phase. If so, information is present in the electronic network which may preferably be stored in the second electronic device. The information may be used to change the power phase used by the first electronic device and / or to turn the first electronic device on and / or off.

Falls die Stromphasen des ersten und des zweiten Spannungswerts unterschiedlich sind, kann das Verfahren nochmals mit einer anderen Stromphase für den ersten und/oder den zweiten Spannungswert durchgeführt werden, um Informationen über die von der ersten elektronischen Vorrichtung verwendete Stromphase zu erhalten. If the current phases of the first and second voltage values are different, the method may be performed again with another current phase for the first and / or the second voltage value to obtain information about the current phase used by the first electronic device.

Da normalerweise die Phasenverschiebung zwischen den Stromphasen bekannt ist, können auch ohne Durchführung einer weiteren Messung weitere Stromphasen mit der Stromphase des ersten Spannungswerts verglichen werden. In einem n-phasigen Wechselstromnetzwerk beträgt der Phasenunterschied zwischen zwei Stromphasen 360°/n. Dabei ist n eine natürliche Zahl. Aus dem ersten Zeitunterschied kann ein Phasenunterschied zwischen der Stromphase des ersten Spannungswerts und der des zweiten Spannungswerts ermittelt werden. Wenn dieser Phasenunterschied nun 360°/x ist, wobei x eine natürliche Zahl und kleiner als n oder gleich n ist, liegen Informationen darüber vor, dass die Stromphase des ersten Spannungswerts gleich der um 360°/x verschobenen Stromphase der zweiten elektronischen Vorrichtung ist. Since normally the phase shift between the current phases is known, further current phases can be compared with the current phase of the first voltage value even without carrying out a further measurement. In an n-phase AC network, the phase difference between two current phases is 360 ° / n. Where n is a natural number. From the first time difference, a phase difference between the current phase of the first voltage value and that of the second voltage value can be determined. If this phase difference is now 360 ° / x, where x is a natural number and less than n or equal to n, then information is available that the current phase of the first voltage value is equal to the 360 ° / x shifted current phase of the second electronic device.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren weitere Schritte umfassen, falls die Stromphase des ersten Spannungswerts nicht die gleiche Stromphase ist wie die Stromphase des zweiten Spannungswerts. Es wird dann ein dritter Spannungswert einer anderen der mehreren Stromphasen in der zweiten elektronischen Vorrichtung zu einem dritten Zeitpunkt gemessen. Dann wird ein zweiter Zeitunterschied zwischen dem ersten und dem dritten Zeitpunkt ermittelt. Unter Verwendung des zweiten Zeitunterschieds wird verglichen, ob die Stromphase des ersten Spannungswerts die gleiche Stromphase ist wie die Stromphase des dritten Spannungswerts. According to one embodiment of the invention, the method may comprise further steps if the current phase of the first voltage value is not the same current phase as the current phase of the second voltage value. Then, a third voltage value of another of the multiple current phases in the second electronic device is measured at a third time. Then, a second time difference between the first and the third time is determined. Using the second time difference, it is compared whether the current phase of the first voltage value is the same current phase as the current phase of the third voltage value.

Falls auch die Stromphase des dritten Spannungswerts nicht die gleiche ist wie die des ersten Spannungswerts, wurden bereits zwei Stromphasen der zweiten elektronischen Vorrichtung ausgeschlossen, sodass in einem dreiphasigen Wechselstromnetzwerk unter der Annahme, dass kein Messfehler vorliegt, automatisch die letzte verbliebene Stromphase der zweiten elektronischen Vorrichtung die gleiche sein muss wie die von der ersten elektronischen Vorrichtung verwendete. Um einen Messfehler auszuschließen, kann das Verfahren auch noch mit einem dritten Zeitunterschied zwischen dem Messzeitpunkt eines vierten Spannungswerts durchgeführt werden. Also, if the current phase of the third voltage value is not the same as that of the first voltage value, two current phases of the second electronic device have already been excluded, so that in a three-phase AC network, assuming no measurement error, the last remaining current phase of the second electronic device automatically becomes must be the same as that used by the first electronic device. In order to rule out a measurement error, the method can also be performed with a third time difference between the measurement time of a fourth voltage value.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann bei der Ermittlung des ersten Zeitunterschieds und gegebenenfalls des zweiten Zeitunterschieds eine Zeitverzögerung bei der Übertragung des Signals zur zweiten Vorrichtung berücksichtigt werden. Die ermittelten Zeitunterschiede können beispielsweise im Bereich von einigen Millisekunden bis zu einigen hundert Millisekunden liegen. Die Zeitverzögerung bei der Übertragung des Signals kann ebenfalls im Bereich von Millisekunden liegen, sodass sie insbesondere bei kleinen Zeitunterschieden relevant wird. According to one embodiment of the invention, a time delay in the transmission of the signal to the second device can be taken into account in the determination of the first time difference and optionally the second time difference. The determined time differences can be, for example, in the range of a few milliseconds to a few hundred milliseconds. The time delay in the transmission of the signal can also be in the range of milliseconds, so that it becomes relevant especially for small time differences.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Zeitverzögerung durch einen Signalaustausch zwischen der ersten und der zweiten Vorrichtung ermittelt werden. Beispielsweise können Signale zwischen der ersten und der zweiten Vorrichtung gemäß dem Internetprotokoll (IP) ausgetauscht werden. Die Zeitverzögerung kann dann ermittelt werden, indem die erste Vorrichtung ein sogenanntes Echo-Signal zur zweiten Vorrichtung sendet. Die zweite Vorrichtung kann mit einer Echo-Antwort antworten. Es ist auch möglich, die Zeitverzögerung zu ermitteln, indem die zweite Vorrichtung das Echo-Signal an die erste Vorrichtung sendet und die erste Vorrichtung mit der Echo-Antwort antwortet. Das Echo-Signal kann auch als Ping bezeichnet werden. Aus den Signallaufzeiten kann die Zeitverzögerung ermittelt werden. According to one embodiment of the invention, the time delay can be determined by a signal exchange between the first and the second device. For example, signals can be exchanged between the first and the second device according to the Internet Protocol (IP). The time delay can then be determined by the first device sending a so-called echo signal to the second device. The second device may respond with an echo reply. It is also possible to determine the time delay by the second device sending the echo signal to the first device and the first device responding with the echo reply. The echo signal can also be referred to as a ping. Out The signal delay can be determined by the time delay.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung jeweils ein Zeitmessmittel zur Messung des ersten Zeitpunkts, des zweiten Zeitpunkts und gegebenenfalls des dritten Zeitpunkts umfassen. Die Zeitmessmittel können miteinander synchronisiert sein. Bei synchronisierten Zeitmessmitteln können die Zeitunterschiede direkt bestimmt werden, ohne dass eine Zeitverzögerung bei der Signalübermittlung eine Rolle spielt. According to one embodiment of the invention, the first device and the second device may each comprise a time measuring means for measuring the first time, the second time and optionally the third time. The timing means may be synchronized with each other. In synchronized time-measuring means, the time differences can be determined directly without any delay in signal transmission being involved.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das elektronische Netzwerk eine Netzwerkzeit aufweisen. Der erste Zeitpunkt, der zweite Zeitpunkt und gegebenenfalls der dritte Zeitpunkt können in der Netzwerkzeit gemessen oder angegeben sein. Solch eine Netzwerkzeit kann beispielsweise in busbasierten Netzwerken vorhanden sein, die ein zentrales Zeitmessmittel aufweisen, das die Netzwerkzeit vorgibt. Durch die Verwendung der Netzwerkzeit können die Zeitunterschiede direkt bestimmt werden, ohne dass eine Zeitverzögerung bei der Signalübermittlung eine Rolle spielt. According to one embodiment of the invention, the electronic network may have a network time. The first time, the second time, and possibly the third time may be measured or indicated in network time. Such a network time may be present, for example, in bus-based networks having central timing means which dictates the network time. By using the network time, the time differences can be directly determined without any delay in signal transmission being involved.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können der erste Spannungswert, der zweite Spannungswert und gegebenenfalls der dritte Spannungswert jeweils ein Spitzenspannungswert oder ein Nulldurchgangswert sein. Unter einem Spitzenspannungswert werden dabei die Spannungswerte der jeweiligen Stromphase mit dem höchsten Betrag verstanden. Es gibt also einen positiven Spitzenspannungswert und einen negativen Spitzenspannungswert. Unter einem Nulldurchgangswert wird ein Spannungswert von 0V verstanden. Sowohl die Spitzenspannungswerte als auch der Nulldurchgangswert sind charakteristische Punkte einer Wechselstromspannung und somit gut als Referenzpunkte zur Bestimmung der Zeitunterschiede geeignet. According to one embodiment of the invention, the first voltage value, the second voltage value and optionally the third voltage value may each be a peak voltage value or a zero-crossing value. A peak voltage value is understood to be the voltage values of the respective current phase with the highest magnitude. So there is a positive peak voltage value and a negative peak voltage value. A zero crossing value is understood to be a voltage value of 0V. Both the peak voltage values and the zero-crossing value are characteristic points of an AC voltage and thus well suited as reference points for determining the time differences.

Es kann beispielsweise der Zeitunterschied zwischen zwei positiven Spitzenspannungswerten, zwischen einem positiven und einem negativen Spitzenspannungswert, zwischen zwei Nulldurchgangswerten oder zwischen zwei negativen Spitzenspannungswerten ermittelt werden, um die Stromphasen miteinander zu vergleichen. For example, the time difference between two positive peak voltage values, between a positive and a negative peak voltage value, between two zero-crossing values or between two negative peak voltage values can be determined in order to compare the current phases with one another.

Bevorzugterweise werden Zeitunterschiede zwischen zwei Spitzenspannungswerten verwendet, da die Spitzenspannungswerte eindeutig sind und während einer Periode nur einmal gemessen werden können. Bei Verwendung von Nulldurchgangswerten oder anderen Spannungswerten wird bevorzugterweise ein weiterer Spannungswert gemessen, um zu ermitteln, ob die Spannung steigt oder fällt und so eine Zweideutigkeit des Messwerts auszuschließen. Preferably, time differences between two peak voltage values are used because the peak voltage values are unique and can only be measured once during a period. When using zero crossing values or other voltage values, a further voltage value is preferably measured in order to determine whether the voltage rises or falls and thus precludes any ambiguity of the measured value.

Anspruch 8 betrifft eine erste elektronische Vorrichtung zur Einbindung in ein elektronisches Wechselstromnetzwerk mit mehreren Stromphasen. Die erste elektronische Vorrichtung ist dazu ausgebildet, einen Spannungswert einer der mehreren Stromphasen zu messen und ein Signal an eine andere elektronische Vorrichtung des Wechselstromnetzwerks auszugeben, das einen Hinweis auf einen Zeitpunkt der Messung und auf den gemessenen Spannungswert umfasst. Diese erste elektronische Vorrichtung kann beispielsweise ein Verbraucher sein. Claim 8 relates to a first electronic device for integration into an electronic AC network with multiple current phases. The first electronic device is configured to measure a voltage value of one of the multiple current phases and to output a signal to another electronic device of the AC network, which includes an indication of a time of the measurement and the measured voltage value. For example, this first electronic device may be a consumer.

Anspruch 9 betrifft eine zweite elektronische Vorrichtung zur Einbindung in ein elektronisches Wechselstromnetzwerk mit mehreren Stromphasen. Die zweite elektronische Vorrichtung ist dazu ausgebildet, ein Signal von einer anderen elektronischen Vorrichtung (z.B. von der ersten elektronischen Vorrichtung gemäß Anspruch 8) zu empfangen, das einen Hinweis auf einen ersten Zeitpunkt einer Messung und auf einen bei dieser Messung gemessenen ersten Spannungswert einer der mehreren Stromphasen umfasst. Außerdem ist die zweite elektronische Vorrichtung dazu ausgebildet, einen zweiten Spannungswert einer der mehreren Stromphasen zu messen und einen Zeitunterschied zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln. Der zweite Zeitpunkt ist dabei der Zeitpunkt, an dem der zweite Spannungswert gemessen wurde. Die zweite elektronische Vorrichtung ist des Weiteren dazu ausgebildet, unter Verwendung des Zeitunterschieds zu vergleichen, ob die Stromphase des ersten Spannungswerts die gleiche Stromphase ist wie die Stromphase des zweiten Spannungswerts. Claim 9 relates to a second electronic device for integration into an electronic AC network with multiple current phases. The second electronic device is configured to receive a signal from another electronic device (eg, from the first electronic device according to claim 8) indicative of a first time of a measurement and a first voltage value of one of the plurality of measured in this measurement Current phases includes. In addition, the second electronic device is configured to measure a second voltage value of one of the multiple current phases and to determine a time difference between the first time and a second time. The second time is the time at which the second voltage value was measured. The second electronic device is further configured to compare, using the time difference, whether the current phase of the first voltage value is the same current phase as the current phase of the second voltage value.

Die zweite elektronische Vorrichtung gemäß Anspruch 9 kann beispielsweise auch eine Vorrichtung sein, die zum Energiemanagement des elektronischen Wechselstromnetzwerks ausgebildet ist. The second electronic device according to claim 9, for example, also be a device that is designed for energy management of the electronic AC network.

Anspruch 10 betrifft ein Wechselstromnetzwerk, das dazu ausgebildet ist, mit mehreren Stromphasen betrieben zu werden. Das Wechselstromnetzwerk umfasst eine erste elektronische Vorrichtung und eine zweite elektronische Vorrichtung, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Die erste und die zweite elektronische Vorrichtung können dabei durch Leiter wie beispielsweise Kabel miteinander verbunden sein. Claim 10 relates to an AC network, which is designed to be operated with multiple current phases. The AC power network includes a first electronic device and a second electronic device configured to carry out a method according to an embodiment of the invention. The first and the second electronic device can be connected to each other by conductors such as cables.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Abbildung. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile und für Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. It will be for the same or similar Components and used for components with the same or similar functions, the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Wechselstromnetzwerks mit drei Stromphasen. 1 shows a schematic view of an AC network with three current phases.

2 zeigt ein schematisches Diagramm der drei zueinander phasenverschobenen Stromphasen. 2 shows a schematic diagram of the three phase-shifted current phases.

In 1 ist das Wechselstromnetzwerk 100 mit einer ersten elektronischen Vorrichtung 101 und einer zweiten elektronischen Vorrichtung 102 dargestellt. Die beiden elektronischen Vorrichtungen 101 und 102 sind über elektrische Leiter N, L1, L2 und L3 miteinander elektrisch verbunden. Der Leiter N wird dabei als Nullleiter oder Masseleiter verwendet. Über die Leiter L1, L2 und L3 werden drei unterschiedliche Stromphasen übertragen. In 1 is the AC network 100 with a first electronic device 101 and a second electronic device 102 shown. The two electronic devices 101 and 102 are electrically connected to each other via electrical conductors N, L1, L2 and L3. The conductor N is used as a neutral or ground conductor. Over the conductors L1, L2 and L3 three different current phases are transmitted.

In einem mit 103 bezeichneten Bereich des elektronischen Netzwerks 100 können die Leiter aus verschiedenen Gründen in nicht einfach nachvollziehbarer Weise verlegt sein, sodass im Leiter L1 der ersten elektronischen Vorrichtung 101 nicht zwangsläufig die gleiche Stromphase anliegt wie im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102. Das gleiche trifft für die Leiter L2 und L3 zu. Es ist jedoch möglich, dass die Stromphase des Leiters L1 in der ersten elektronischen Vorrichtung 101 die gleiche Stromphase ist wie die des Leiters L1 in der zweiten elektronischen Vorrichtung 102. Auch dies kann für die Leiter L2 und L3 gelten. In one with 103 designated area of the electronic network 100 For example, the conductors may be laid in an unaccountable manner for various reasons, such that in the conductor L1 of the first electronic device 101 not necessarily the same current phase is applied as in the conductor L1 of the second electronic device 102 , The same applies to the conductors L2 and L3. However, it is possible that the current phase of the conductor L1 in the first electronic device 101 the same current phase as that of the conductor L1 in the second electronic device 102 , This too can apply to the conductors L2 and L3.

Um Informationen darüber zu gewinnen, welche Stromphase welches Leiters der ersten elektronischen Vorrichtung 101 welcher Stromphase welches Leiters der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 entspricht, wird ein Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt. To gain information about which current phase of which conductor of the first electronic device 101 which current phase of which conductor of the second electronic device 102 corresponds, a method according to an embodiment of the invention is performed.

In 2 ist jeweils eine Periode der drei Stromphasen 200, 201 und 202 des Netzwerks 100 dargestellt. Die x-Achse ist in Grad eingeteilt, wobei 360° einer ganzen Periode entsprechen. Die Stromphase 201 ist dabei relativ zur Stromphase 200 um 120° phasenverschoben, während die Stromphase 202 um weitere 120° relativ zur Stromphase 201 phasenverschoben ist. Die y-Achse ist auf 1 normiert, sodass die Spannungsspitzenwerte +1,0 und –1,0 betragen. In 2 is in each case a period of the three current phases 200 . 201 and 202 of the network 100 shown. The x-axis is divided into degrees, where 360 ° corresponds to a whole period. The current phase 201 is relative to the current phase 200 phase-shifted by 120 ° while the current phase 202 by another 120 ° relative to the current phase 201 out of phase. The y-axis is normalized to 1 so that the voltage spikes are +1.0 and -1.0.

Wenn beispielsweise alle drei Stromphasen 200, 201 und 202 eine Frequenz von 50Hz und somit eine Periode von 20ms haben, ergibt sich eine Phasenverschiebung der Stromphase 201 zur Stromphase 200 um 120/18000 Sekunden. Das gleiche trifft für die Phasenverschiebung der Stromphase 202 zur Stromphase 201 zu. Die Stromphase 202 ist demnach um 240/18000 Sekunden relativ zur Stromphase 200 phasenverschoben. For example, if all three current phases 200 . 201 and 202 a frequency of 50Hz and thus have a period of 20ms, there is a phase shift of the current phase 201 to the current phase 200 around 120/18000 seconds. The same applies to the phase shift of the current phase 202 to the current phase 201 to. The current phase 202 is therefore around 240/18000 seconds relative to the current phase 200 phase.

Beispielsweise kann die Stromphase 200 im Leiter L1 der ersten elektronischen Vorrichtung 101 anliegen. Um nun herauszufinden, ob die Stromphase 200 ebenfalls im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 anliegt, kann folgendes Verfahren angewandt werden. Es wird der Spannungsspitzenwert 1,0 der Stromphase 200 im Leiter L1 der ersten elektronischen Vorrichtung 101 zu einem ersten Zeitpunkt gemessen. Es wird auch der entsprechende Spannungsspitzenwert 1,0 der Stromphase im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 zu einem zweiten Zeitpunkt gemessen, ohne dass Informationen darüber vorliegen, um welche der Stromphasen 200, 200 und 201 es sich dabei handelt. For example, the current phase 200 in the conductor L1 of the first electronic device 101 issue. Now to find out if the current phase 200 also in the conductor L1 of the second electronic device 102 the following procedure can be used. It becomes the voltage peak 1.0 of the current phase 200 in the conductor L1 of the first electronic device 101 measured at a first time. It also becomes the corresponding voltage peak 1.0 of the current phase in the conductor L1 of the second electronic device 102 measured at a second time without any information about which of the power phases 200 . 200 and 201 it is.

Anschließend wird der Zeitunterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt. Wenn dieser Zeitunterschied im Rahmen der Messgenauigkeit in etwa einer ganzen Periode von 0,02ms oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht, kann darauf geschlossen werden, dass im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 ebenfalls die Stromphase 200 anliegt. Wenn der Zeitunterschied im Rahmen der Messgenauigkeit 120/18000 Sekunden oder 120/18000 Sekunden plus einem ganzzahligen Vielfachen von 0,02ms, beträgt, kann darauf geschlossen werden, dass im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 die Stromphase 201 anliegt. Bei einem Zeitunterschied im Rahmen der Messgenauigkeit von 240/18000 Sekunden oder 240/18000 Sekunden plus einem ganzzahligen Vielfachen von 0,02ms kann darauf geschlossen werden, dass im Leiter L1 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 die Stromphase 202 anliegt. Subsequently, the time difference between the first and the second time is determined. If this time difference in terms of measurement accuracy in about a whole period of 0.02 ms or an integral multiple thereof, it can be concluded that in the conductor L1 of the second electronic device 102 also the current phase 200 is applied. If the time difference within the measurement accuracy is 120/18000 seconds or 120/18000 seconds plus an integer multiple of 0.02 ms, it can be concluded that in conductor L1 of the second electronic device 102 the current phase 201 is applied. With a time difference within the measurement accuracy of 240/18000 seconds or 240/18000 seconds plus an integer multiple of 0.02 ms, it can be concluded that in the conductor L1 of the second electronic device 102 the current phase 202 is applied.

Bei Bestimmung der Zeitunterschiede kann auch eine Zeitverzögerung berücksichtigt werden, die aus Signallaufzeiten zwischen der ersten elektronischen Vorrichtung 101 und der zweiten elektronischen Vorrichtung 102 resultiert. When determining the time differences, it is also possible to take into account a time delay resulting from signal transit times between the first electronic device 101 and the second electronic device 102 results.

Das gleiche Verfahren kann auch mit den anderen Leitern L1, L2 und L3 der beiden elektronischen Vorrichtungen 101 und 102 durchgeführt werden. Es können auch unterschiedliche Leiter miteinander verglichen werden, also zum Beispiel Leiter L1 der ersten elektronischen Vorrichtung 101 und Leiter L3 der zweiten elektronischen Vorrichtung 102. Es ist auch möglich, dass die negativen Spannungsspitzenwerte (–1,0) gemessen werden. Es ist auch möglich, einen Zeitunterschied zwischen der Messung eines positiven Spannungsspitzenwerts und eines negativen Spannungsspitzenwerts zu ermitteln und basierend auf diesem Zeitunterschied die Stromphasen zu vergleichen. The same procedure can also be used with the other conductors L1, L2 and L3 of the two electronic devices 101 and 102 be performed. It is also possible to compare different conductors with each other, for example, conductor L1 of the first electronic device 101 and conductor L3 of the second electronic device 102 , It is also possible that the negative voltage peaks (-1,0) are measured. It is also possible to determine a time difference between the measurement of a positive voltage peak value and a negative voltage peak value and to compare the current phases based on this time difference.

Der Vorteil bei der Verwendung von Spitzenspannungswerten ist die Eindeutigkeit, da sie in einer Periode nur einmal gemessen werden können. Es können jedoch auch andere Spannungswerte gemessen und zur Bestimmung des Zeitunterschieds verwendet werden. Um eine Eindeutigkeit herzustellen kann zusätzlich die Information gewonnen werden, ob der Verlauf der Spannung zum Zeitpunkt der jeweiligen Messung ansteigend oder abfallend war. The advantage of using peak voltage values is the uniqueness of being in a period can only be measured once. However, other voltage values can also be measured and used to determine the time difference. In order to establish uniqueness, it is additionally possible to obtain the information as to whether the course of the voltage at the time of the respective measurement was rising or falling.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014/0021917 A1 [0006]

Claims

Method for comparing current phases ( 200 ; 201 ; 202 ) of two electronic devices ( 101 ; 102 ) of an electronic network ( 100 ), whereby the electronic network ( 100 ) an alternating current network with several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ), the method comprising the following steps: measuring a first voltage value of one of the several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ) in a first of the electronic devices ( 101 ) at a first time; Transmission of a signal to a second of the electronic devices ( 102 ), which includes an indication of the first voltage value and the first time; Measurement of a second voltage value of one of the several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ) in the second electronic device ( 102 ) at a second time; Determining a first time difference between the first and second times; Comparison using the first time difference, whether the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the first voltage value the same current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) is like the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the second voltage value.

Method according to claim 1, characterized in that the method comprises the following steps if the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the first voltage value not the same current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) is like the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the second voltage value: - measurement of a third voltage value of another of the several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ) in the second electronic device ( 102 ) at a third time; - determining a second time difference between the first and third times; Comparison using the second time difference, whether the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the first voltage value the same current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) is like the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the third voltage value.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when determining the first time difference and optionally the second time difference, a time delay in the transmission of the signal to the second device ( 102 ) is taken into account.

Method according to the preceding claim, characterized in that the time delay is achieved by a signal exchange between the first device ( 101 ) and the second device ( 102 ) is determined.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first device ( 101 ) and the second device ( 102 ) each comprise a time measuring means for measuring the first time, the second time and optionally the third time, wherein the time measuring means are synchronized with each other.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electronic network ( 100 ) has a network time, wherein the first time, the second time and optionally the third time in the network time are measured.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first voltage value, the second voltage value and optionally the third voltage value are each a peak voltage value or a zero-crossing value.

Electronic device ( 101 ) for integration into an electronic AC network ( 100 ) with several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ), the electronic device ( 101 ) is adapted to a voltage value of one of the multiple current phases ( 200 ; 201 ; 202 ) and a signal to another electronic device ( 102 ), which includes an indication of a time of the measurement and the measured voltage value.

Electronic device ( 102 ) for integration into an electronic AC network ( 100 ) with several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ), the electronic device ( 102 ) is adapted to - a signal from another electronic device ( 101 ), which is an indication of a first time of a measurement and of a first voltage value of one of the multiple current phases measured in this measurement ( 200 ; 201 ; 202 ), - a second voltage value of one of the several current phases ( 200 ; 201 ; 202 ), - to determine a time difference between the first time and a second time at which the second voltage value was measured, and - to compare, using the time difference, whether the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the first voltage value the same current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) is like the current phase ( 200 ; 201 ; 202 ) of the second voltage value.

Electronic AC network ( 100 ), which is designed with multiple current phases ( 200 ; 201 ; 202 ), comprising a first electronic device ( 101 ) to Claim 8 and a second electronic device ( 102 ) according to claim 9, wherein the first electronic device ( 101 ) and the second electronic device ( 102 ) are designed for carrying out a method according to at least one of claims 1 to 7.