RU2367083C1 - Power delivery system control and diagnoctics - Google Patents

Power delivery system control and diagnoctics Download PDF

Info

Publication number
RU2367083C1
RU2367083C1 RU2008112660/09A RU2008112660A RU2367083C1 RU 2367083 C1 RU2367083 C1 RU 2367083C1 RU 2008112660/09 A RU2008112660/09 A RU 2008112660/09A RU 2008112660 A RU2008112660 A RU 2008112660A RU 2367083 C1 RU2367083 C1 RU 2367083C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
bits
battery
packet
stored data
Prior art date
Application number
RU2008112660/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джон Чаннинг БОУСФИЛД III (US)
Джон Чаннинг БОУСФИЛД III
Альберт РОК (US)
Альберт РОК
Original Assignee
Сименс Энержди Энд Отомейшн, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Энержди Энд Отомейшн, Инк. filed Critical Сименс Энержди Энд Отомейшн, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2367083C1 publication Critical patent/RU2367083C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters

Landscapes

  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed method receives gating signal package from power supplier or other component of supply power delivery signal. Received package comprises bits corresponding to status of one or more devices of the component. Aforesaid package contains also one or more bits that comprise subset of memorised data retrieved from the component memory. As a version, the method can comprises repeating reception unless multiple gating signals packages are received that contain memorised data to allow subsets of points data can be packed into memorised data. As a version, one or more bits containing memorised data subsets can be bits of gating signal package mode.
EFFECT: expanded performances.
29 cl, 6 dwg

Description

Ссылки на связанные заявкиLinks to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет находящейся на рассмотрении предварительной заявки США № 60/713198, озаглавленной “A system and method for enhanced control and diagnostics of power cells provided within a multi-level drive” (Система и способ для улучшенного управления и диагностики элементов питания в многоуровневом приводе), поданной 2 сентября 2005, и включает ее посредством ссылки во всей ее полноте.This application claims the priority of U.S. Pending Application No. 60/713198, entitled “A system and method for enhanced control and diagnostics of power cells provided within a multi-level drive” (System and Method for Advanced Management and Diagnostics of Multi-Level Batteries drive), filed September 2, 2005, and includes it by reference in its entirety.

Заявление о поддерживаемых правительством исследованияхGovernment Supported Research Statement

Не применимо.Not applicable.

Заявление о сторонах соглашения о совместном исследованииStatement of Parties to the Joint Study Agreement

Не применимо.Not applicable.

Включение посредством ссылки материалов на дискеInclusion by reference of materials on the disk

Не применимо.Not applicable.

ПредпосылкиBackground

Источник питания для управления потоком энергии между первой системой переменного тока (АС) и второй системой АС требуется во множестве коммерческих и промышленных применений, таких как управление работой двигателя переменного тока. Некоторые такие источники питания преобразуют энергию с первой частоты и напряжения на вторую частоту и напряжение. Один путь для реализации такой системы заключается в использовании одного или более элементов питания, которые включают в себя два твердотельных преобразователя с промежуточной линией постоянного тока (DC). Элемент питания является электрическим устройством, которое имеет вход трехфазного переменного тока и выход однофазного переменного тока. Одна такая система описана в патенте США № 5625545 на имя Hammond, раскрытие которого включено в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте. Ссылаясь на фиг.1, в этом патенте раскрывается элемент 110 питания, который включает в себя преобразователь переменного тока в постоянный ток (AC-DC) 112, здесь трехфазный выпрямитель на диодной мостовой схеме, один или более конденсаторов DC и преобразователь DC-AC 116, здесь Н-мостовой инвертор. Выпрямитель 112 преобразует входное 118 АС напряжение в, по существу, постоянное DC напряжение, которое поддерживается конденсаторами 114, подсоединенными параллельно выходу выпрямителя 112. Выходной каскад инвертора 110 включает в себя Н-мостовой инвертор 116, который включает два полюса, левый полюс и правый полюс, каждый с двумя устройствами. Инвертор 110 преобразует DC напряжение на DC конденсаторах 114 в АС выход 120 с использованием широтно-импульсной модуляции (PWM) полупроводниковых приборов в Н-мостовом инверторе 116. В некоторых вариантах осуществления выпрямитель 112 может включать в себя три пары приборов с токовым управлением, таких как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), диоды, коммутаторы или другие приборы. В некоторых вариантах осуществления инвертор 116 может содержать две пары таких приборов.A power source for controlling the flow of energy between the first AC system (AC) and the second AC system is required in many commercial and industrial applications, such as controlling the operation of an AC motor. Some such power supplies convert energy from a first frequency and voltage to a second frequency and voltage. One way to implement such a system is to use one or more batteries, which include two solid state converters with an intermediate direct current (DC) line. A battery is an electrical device that has a three-phase AC input and a single-phase AC output. One such system is described in US Pat. No. 5,625,545 to Hammond, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. Referring to FIG. 1, this patent discloses a power element 110 that includes an AC to DC converter (AC-DC) 112, here a three-phase rectifier on a diode bridge circuit, one or more DC capacitors, and a DC-AC converter 116 , here is an H-bridge inverter. Rectifier 112 converts the input AC voltage 118 to an essentially constant DC voltage, which is supported by capacitors 114 connected in parallel with the output of rectifier 112. The output stage of inverter 110 includes an H-bridge inverter 116, which includes two poles, a left pole and a right pole each with two devices. An inverter 110 converts the DC voltage across the DC capacitors 114 to an AC output 120 using pulse-width modulation (PWM) semiconductor devices in an H-bridge inverter 116. In some embodiments, the rectifier 112 may include three pairs of current-controlled devices, such as Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), diodes, switches, or other devices. In some embodiments, inverter 116 may comprise two pairs of such devices.

Схема, включающая в себя элементы питания, такие как 110 на фиг.1, при подсоединении к нагрузке, такой как двигатель, может подавать мощность от входного источника к двигателю при работе в режиме двигателя. Такой элемент питания может иногда называться однонаправленной двухквадрантной (2Q) ячейкой. Однако если скорость двигателя необходимо снизить, то мощность двигателя должна поглощаться инвертором. Этот режим работы, когда мощность должна поглощаться инвертором, называется режимом регенерации. В таких ситуациях некоторые или все из элементов питания являются в типовом случае регенеративными или четырехквадрантными (4Q) ячейками.A circuit including batteries, such as 110 in FIG. 1, when connected to a load, such as an engine, can supply power from an input source to the engine when operating in engine mode. Such a battery may sometimes be called a unidirectional two-quadrant (2Q) cell. However, if the motor speed must be reduced, then the motor power must be absorbed by the inverter. This mode of operation, when the power must be absorbed by the inverter, is called the regeneration mode. In such situations, some or all of the batteries are typically regenerative or four-quadrant (4Q) cells.

В предшествующем уровне техники возможность диагностировать и предсказывать отказ одного или более элементов питания была ограничена. Настоящее раскрытие описывает попытки решения этой проблемы.In the prior art, the ability to diagnose and predict failure of one or more batteries has been limited. The present disclosure describes attempts to solve this problem.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В варианте осуществления способ контроля системы доставки мощности питания включает прием пакета стробирующего сигнала от компонента системы доставки мощности питания. Принятый пакет содержит биты, которые соответствуют статусу одного или более приборов в компоненте. Пакет также включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, который был извлечен из памяти компонента. Факультативно способ также может включать в себя повторение приема до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала. Множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат сохраненные данные, так что поднаборы точки данных могут быть скомпонованы в сохраненные данные. Факультативно один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, могут быть битами режима пакета стробирующего сигнала.In an embodiment, the method of monitoring a power supply delivery system includes receiving a gate signal packet from a component of the power supply system. A received packet contains bits that correspond to the status of one or more devices in the component. A packet also includes one or more bits that contain a subset of the stored data that has been extracted from the component memory. Optionally, the method may also include repeating reception until a plurality of gate signal packets have been received. A plurality of gating signal packets collectively contain stored data so that subsets of the data point can be combined into stored data. Optionally, one or more bits that contain a subset of the stored data may be gating burst mode bits.

Способ также может содержать сначала доставку пакета стробирующего сигнала на компонент, перед приемом. Доставленный пакет включает в себя множество битов, которые управляют работой одного или более приборов в компоненте. Пакет включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор команд для запроса точки данных.The method may also include first delivering a gate signal packet to the component, before receiving. A delivered packet includes many bits that control the operation of one or more devices in a component. A packet includes one or more bits that contain a subset of instructions for querying a data point.

Способ может включать в себя повторение доставки до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, где множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат команду, так что поднаборы команды могут компоноваться в команду. Способ может включать в себя использование скомпонованных сохраненных данных для определения диагностики неисправности компонента. Пакеты также могут включать в себя биты, соответствующие данным, которые являются прогнозирующими неисправность компонента, и способ также может включать в себя доставку команды управления на элемент питания на основе прогнозных данных.The method may include repeating delivery until a plurality of gating signal packets are delivered, where the plurality of gating signal packets together comprise a command, so that subsets of the command may be assembled into a command. The method may include using the stored stored data to determine component diagnostics. The packets may also include bits corresponding to data that are predictive of component failure, and the method may also include delivering a control command to the battery based on the predicted data.

Сохраненные данные могут включать в себя данные неисправности, такие как код неисправности, код времени или идентификатор прибора. Сохраненные данные могут включать в себя информацию формы сигнала, такую как данные тока, данные напряжения, данные температуры или данные фазы.The stored data may include trouble data, such as a trouble code, time code, or device identifier. The stored data may include waveform information such as current data, voltage data, temperature data, or phase data.

В альтернативном варианте осуществления способ управления элементом питания включает в себя прием пакета стробирующего сигнала от элемента питания. Принятый пакет включает в себя биты, которые соответствуют статусу одного или более приборов в элементе питания, и пакет также включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, которые были извлечены из памяти элемента питания. Прием дополнительных пакетов происходит до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала, которые совместно содержат сохраненные данные. Способ также включает в себя компоновку поднаборов точки данных в сохраненные данные. Перед приемом способ может включать в себя доставку пакета стробирующего сигнала в элемент питания. Доставленный пакет может включать в себя биты, которые управляют работой одного или более приборов в элементе питания, причем пакет может включать в себя один или более битов, которые содержат поднабор команды для запроса точки данных. Доставка может повторяться до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, которые совместно содержат команду. Способ может также содержать компоновку поднаборов команды в команду.In an alternative embodiment, the method of controlling a battery includes receiving a gate signal packet from the battery. A received packet includes bits that correspond to the status of one or more devices in a battery, and a packet also includes one or more bits that contain a subset of stored data that has been extracted from the battery. Additional packets are received until a plurality of gate signal packets are received, which together contain the stored data. The method also includes assembling subsets of the data point into stored data. Before receiving, the method may include delivering a gate signal packet to the battery. The delivered packet may include bits that control the operation of one or more devices in the battery, the packet may include one or more bits that contain a subset of the command to query the data point. Delivery may be repeated until a plurality of gate signal packets that together contain a command are delivered. The method may also comprise linking the subsets of the command to the command.

В альтернативном варианте осуществления способ управления элементом питания включает в себя доставку пакета стробирующего сигнала в элемент питания. Доставленный пакет включает в себя множество битов, которые управляют работой одного или более приборов в элементе питания. Пакет также включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор команд для запроса точки данных. Доставка повторяется до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, где множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат команду. Способ может затем включать в себя компоновку поднаборов команды в команду. Способ может затем включать в себя прием пакета стробирующего сигнала из элемента питания в ответ на команду, причем принятый пакет содержит множество битов, которые соответствуют статусу одного или более приборов в компоненте. Пакет также может включать в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, которые были извлечены из памяти элемента питания. Прием может повторяться до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество принятых пакетов стробирующего сигнала совместно содержат сохраненные данные. Способ может затем включать в себя компоновку поднаборов сохраненных точек данных в сохраненные данные.In an alternative embodiment, the method of controlling the battery includes delivering a gate signal packet to the battery. The delivered packet includes many bits that control the operation of one or more devices in the battery. A packet also includes one or more bits that contain a subset of instructions for querying a data point. Delivery is repeated until a plurality of gating signal packets are delivered, where the plurality of gating signal packets together comprise a command. The method may then include arranging the subsets of the team into a team. The method may then include receiving a gate signal packet from the battery in response to a command, the received packet containing a plurality of bits that correspond to the status of one or more devices in the component. A packet may also include one or more bits that contain a subset of stored data that has been extracted from the battery. The reception may be repeated until a plurality of gating signal packets have been received, the plurality of received gating signal packets together containing the stored data. The method may then include composing the subsets of the stored data points in the stored data.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - принципиальная схема, показывающая примерные характеристики элемента питания, соответствующего предшествующему уровню техники.Figure 1 is a schematic diagram showing exemplary characteristics of a battery according to the prior art.

Фиг.2 - схема, содержащая множество элементов питания, соединенных с нагрузкой.2 is a diagram containing a plurality of batteries connected to a load.

Фиг.3А и 3В - иллюстрация битов данных, которые могут быть включены в примерные пакеты стробирующего сигнала, доставляемые к элементу питания и от элемента питания соответственно.3A and 3B illustrate data bits that may be included in exemplary gating signal packets delivered to and from a battery, respectively.

Фиг.4 - пример точек данных неисправности и формы сигнала, которые могут быть сохранены в памяти элемента питания.Figure 4 is an example of fault data points and waveforms that can be stored in the battery.

Фиг.5 - примерный процесс запроса и приема данных неисправности и/или формы сигнала от элемента питания.5 is an exemplary process for requesting and receiving fault data and / or waveform from a battery.

Детальное описаниеDetailed description

Перед тем как будут описаны предложенные способы, системы и материалы, следует понять, что настоящее раскрытие не ограничено конкретными описанными методологиями, системами и материалами, поскольку они могут изменяться. Также следует понимать, что терминология, использованная в описании, предназначена только для целей описания конкретных версий или вариантов, но не предназначена для ограничения объема. Например, как используется здесь и в приложенной формуле изобретения, формы единственного числа включают в себя ссылки на множественное число, если контекст явно не диктует иное. Кроме того, слово «содержит» означает «включает в себя, но не ограничено указанным». Если не определено иначе, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют те же самые значения, как это обычно понимается специалистом в данной области техники.Before the proposed methods, systems and materials are described, it should be understood that the present disclosure is not limited to the specific methodologies, systems and materials described, as they may vary. It should also be understood that the terminology used in the description is intended only for the purpose of describing specific versions or options, but is not intended to limit the scope. For example, as used herein and in the appended claims, singular forms include plural references unless the context clearly dictates otherwise. In addition, the word “contains” means “includes, but is not limited to, indicated.” Unless otherwise specified, all technical and scientific terms used herein have the same meanings as is commonly understood by one skilled in the art.

В различных вариантах осуществления многоуровневая схема содержит множество элементов питания для возбуждения нагрузки. Фиг.2 иллюстрирует примерный вариант осуществления схемы, имеющей множество элементов питания. На фиг.2 трансформатор 210 подает трехфазную мощность среднего напряжения на нагрузку 230, такую как трехфазный асинхронный двигатель, через набор однофазных инверторов (также называемых элементами питания). Трансформатор 210 включает в себя первичную обмотку 212, которая возбуждает ряд вторичных обмоток 214-225. Хотя первичная обмотка 212 показана как имеющая конфигурацию соединения звездой, ячеистая конфигурация также возможна. Кроме того, хотя вторичные обмотки 214-225 показаны как имеющие ячеистую конфигурацию, также возможны вторичные обмотки, конфигурированные соединением звездой, или может использоваться конфигурация обмоток, соединенных звездой или ячейками. Кроме того, число вторичных обмоток, показанное на фиг.2, является просто иллюстративным, и возможны другие количества вторичных обмоток. Эта схема может использоваться для применений среднего напряжения или, в некоторых вариантах осуществления, для других применений. Как использовано здесь, среднее напряжение означает номинальное напряжение больше, чем 690 В, и меньше, чем 69 кВ. В некоторых вариантах осуществления среднее напряжение может включать в себя напряжения между примерно 1000 В и примерно 69 кВ.In various embodiments, the implementation of the multi-level circuit contains many batteries to excite the load. Figure 2 illustrates an exemplary embodiment of a circuit having multiple batteries. 2, a transformer 210 supplies three-phase medium voltage power to a load 230, such as a three-phase asynchronous motor, through a set of single-phase inverters (also called batteries). Transformer 210 includes a primary winding 212 that drives a series of secondary windings 214-225. Although the primary winding 212 is shown as having a star connection configuration, a mesh configuration is also possible. In addition, although the secondary windings 214-225 are shown as having a cellular configuration, secondary windings configured by a star connection are also possible, or a configuration of windings connected by a star or cells may be used. In addition, the number of secondary windings shown in FIG. 2 is merely illustrative, and other amounts of secondary windings are possible. This circuit may be used for medium voltage applications or, in some embodiments, for other applications. As used here, average voltage means a rated voltage greater than 690 V and less than 69 kV. In some embodiments, the average voltage may include voltages between about 1000 V and about 69 kV.

Любое количество трехфазных наборов элементов питания может быть соединено между трансформатором 210 и нагрузкой 230. Ссылаясь на фиг.2, система может включать в себя первый набор элементов питания 251-253, второй набор элементов питания 261-263, третий набор элементов питания 271-273 и четвертый набор элементов питания 281-283. Возможно более четырех наборов и менее четырех наборов. Центральная система 295 управления посылает командные сигналы на локальный контроллер 292 и/или средства контроля уровня элемента питания по волоконно-оптической или иной проводной или беспроводной коммуникационной среде 290.Any number of three-phase sets of batteries can be connected between the transformer 210 and the load 230. Referring to FIG. 2, the system may include a first set of batteries 251-253, a second set of batteries 261-263, a third set of batteries 271-273 and a fourth set of batteries 281-283. More than four sets and less than four sets are possible. The central control system 295 sends command signals to a local controller 292 and / or means for controlling the level of a battery element via a fiber optic or other wired or wireless communication medium 290.

Модуляция каждого элемента питания в системе может управляться с использованием стробирующих сигналов, которые передаются к каждому элементу от контроллера 295. Стробирующий сигнал может быть двуполярным сигналом, который служит в качестве сигнала «включения/выключения» или команды «активизации/отключения» для одного или более приборов в элементе питания. Сигналы исходят из контроллера 295 для того, чтобы снизить содержание гармоник в нагрузке посредством этих сигналов. Кроме того, элементы питания могут возвратить стробирующий сигнал, который квитирует статус неисправности части элемента питания.The modulation of each battery in the system can be controlled using gate signals that are transmitted to each element from the controller 295. The gate signal can be a bipolar signal that serves as an “on / off” signal or an “enable / disable” command for one or more appliances in the battery. The signals emanate from the controller 295 in order to reduce the harmonic content of the load through these signals. In addition, the batteries can return a strobe signal that acknowledges the failure status of a part of the battery.

Размер или число битов в стробирующем сигнале, а также скорость передачи стробирующего сигнала могут быть ограничены шириной полосы волоконного, проводного или беспроводного носителя, который доставляет сигналы к элементу питания и от него. Согласно фиг.3А, 8-битовый пакет стробирующего командного сигнала, доставляемого в элемент питания, может включать в себя бит 311 запуска (активизации/отключения) правого полюса и бит 312 запуска (активизации/отключения) левого полюса. Сигнал может быть использован на каждую пару IGBT или других коммутаторов в элементе питания, и эти биты могут управлять статусом включения/выключения каждого IGBT. Сигнал также может выключать в себя бит 313 температурной синхронизации, бит 314 разрешения шунтирования элемента, два бита 315 и 316 режима, бит 317 разрешения вывода и бит 318 проверки четности. В предшествующем уровне техники биты режима были установлены в нуль, причем биты режима случайным образом использовались для запроса информации от элемента, когда с элемента было снято питание.The size or number of bits in the strobe signal, as well as the transmission rate of the strobe signal, can be limited by the bandwidth of the fiber, wire, or wireless media that delivers the signals to and from the battery. 3A, an 8-bit packet of a strobe command signal delivered to a battery may include a right pole start (enable / disable) bit 311 and a left pole start (enable / disable) bit 312. A signal can be used on each pair of IGBTs or other switches in a battery, and these bits can control the on / off status of each IGBT. The signal may also turn on the temperature synchronization bit 313, the element bypass enable bit 314, two mode bits 315 and 316, the output enable bit 317 and the parity bit 318. In the prior art, the mode bits were set to zero, and the mode bits were randomly used to request information from the element when power was removed from the element.

Согласно фиг.3В, 8-битовый пакет 350 обратного сигнала, принимаемый центральным контроллером от элемента питания, может включать в себя бит 351 статуса источника питания или бит правильности, бит 352 разрешенного шунтирования элемента питания, бит 353 температурной обратной связи элемента питания, бит 354 потери фазы элемента питания, бит 355 неисправности, который указывает на то, существует или нет неисправность, два бита 356 и 357 режима, которые обычно являются нулевыми, и бит 358 проверки четности. В предшествующем уровне техники данные неисправности, предоставляемые обратным сигналом, состояли только из указателя «да/нет» того, существует ли или нет неисправность.3B, an 8-bit reverse signal packet 350 received by the central controller from the battery may include a power source status bit 351 or a correct bit, enabled battery bypass bit 352, battery temperature feedback bit 353, bit 354 loss of battery phase, a fault bit 355 that indicates whether or not a fault exists, two mode bits 356 and 357, which are usually zero, and a parity bit 358. In the prior art, the fault data provided by the feedback signal consisted of a yes / no indicator of whether or not a fault exists.

Согласно фиг.4, в описанных вариантах осуществления некоторые или все из элементов 400 питания могут включать в себя секцию памяти, такую как энергонезависимая память, которая сохраняет информацию о неисправности, для создания журнала регистрации 410 для системы. Информация неисправности может включать в себя код 411 неисправности и факультативно временную метку 412 и указатель 413 того, какой прибор в элементе питания неисправен. Код неисправности может быть многосимвольным кодом, таким как двоичный, числовой или буквенно-числовой код, который соответствует типу неисправности. Примеры кодов неисправности могут включать в себя следующие варианты: 0000100 - неисправность перенапряжения по постоянному току (DC); 0010110 - в элементе обнаружена дуга; 0001101 - потеря термического датчика на правом полюсе. Факультативная метка времени может относиться к действительному времени или может относиться к счетчику, так что время отнесено к нулевому отсчету счетчика. Память, хранящая журнал регистрации неисправностей, может принимать данные из элементов памяти в устройстве сразу же, как только возникает неисправность. Журнал регистрации неисправностей может включать в себя данные, которые помогают диагностировать причину и/или последствия неисправности. Данные журнала регистрации неисправностей могут включать в себя, например, измерения тока в различных точках в элементе питания; измерения напряжения в различных точках в элементе питания; частоту; разбаланс тока и напряжения; флюктуации DC и другие данные. Хотя не требуется, предпочтительным является то, что данные неисправностей сохраняются в энергонезависимой памяти, чтобы создавать постоянную или полупостоянную запись данных неисправностей.4, in the described embodiments, some or all of the power supply elements 400 may include a memory section, such as a non-volatile memory that stores fault information, to create a log 410 for the system. The fault information may include a fault code 411 and optionally a time stamp 412 and an indicator 413 of which device in the battery is faulty. The fault code can be a multi-character code, such as a binary, numeric, or alphanumeric code, that matches the type of fault. Examples of DTCs may include the following options: 0000100 - DC Overvoltage Fault (DC); 0010110 - an arc was detected in the element; 0001101 - loss of thermal sensor at the right pole. The optional time stamp may refer to the actual time or may relate to the counter, so that the time is referred to the counter zero. A memory storing a fault log can receive data from memory elements in the device as soon as a malfunction occurs. The fault log may include data that helps diagnose the cause and / or consequences of the malfunction. Fault log data may include, for example, current measurements at various points in the battery; voltage measurements at various points in the battery; frequency imbalance of current and voltage; DC fluctuations and other data. Although not required, it is preferable that the fault data is stored in non-volatile memory to create a permanent or semi-permanent record of the fault data.

Элементы питания также могут включать в себя секцию памяти, такую как секция энергозависимой памяти, которая сохраняет данные 420 формы сигнала элемента, такие как амплитуда тока 421, напряжение 422 и фаза 423. Эти данные могут быть собраны на основе реального времени и сохранены в энергозависимой памяти, так что более старые данные удаляются, после того как принят некоторый объем более новых данных формы сигнала. Объем данных формы сигнала, сохраняемый в памяти, может быть ограничен размером памяти, размером буфера или кэша, предварительно определенной настройкой или любым другим фактором.The batteries may also include a memory section, such as a volatile memory section, which stores element waveform data 420, such as current amplitude 421, voltage 422 and phase 423. This data can be collected on a real-time basis and stored in volatile memory so that the older data is deleted after a certain amount of newer waveform data has been received. The amount of waveform data stored in memory may be limited by the size of the memory, the size of the buffer or cache, a predefined setting, or any other factor.

В средах, предусматриваемых здесь, стробирующие сигналы могут быть использованы для сбора данных неисправностей из журнала регистрации неисправностей, таких как запрос на одну или более точек данных из журнала регистрации неисправностей. В некоторых вариантах осуществления, ссылаясь на фиг.5, это может быть сделано центральным контроллером путем выбора команды 501 для обеспечения некоторой информации о неисправностях. Команда может быть мультибитовой командой, так что способ может включать в себя разделение команды 503 на поднаборы битов и помещение 505 каждого поднабора в соответствующий пакет стробирующего командного сигнала, например, как два бита режима. Если это помещение не привело к помещению всех битов команды в командные сигналы, то процесс выбирает следующий стробирующий пакет 507 и повторяет процесс до тех пор, пока вся команда не будет полностью помещена в группе пакетов стробирующего сигнала. Когда команда разделена, и пакеты доставлены, команда компонуется 509 в элементе питания или в локальном средстве управления. Таким образом, хотя два бита режима одного пакета могут быть недостаточны для предоставления всей команды, команда может быть разделена между множеством последовательных или мультиплексированных пакетов стробирующего сигнала, так что когда набор пакетов принимается элементом питания, элемент питания может извлечь и скомпоновать команду из множества пакетов стробирующего сигнала. Например, 16-битовая команда может быть разделена между 8 пакетами стробирующего сигнала, и команда компонуется, когда все из 8 пакетов стробирующего сигнала приняты в элементе питания или в локальном средстве управления. В качестве другого примера, 16-битовая команда может быть разделена между 16 пакетами стробирующего сигнала, с одним битом режима каждого стробирующего сигнала, включающего в себя бит команды. В таких ситуациях может быть желательно также обеспечить каждую команду 17-м пакетом для синхронизации. В дополнение множество команд могут быть скомпонованы в пакет информации.In the environments provided herein, gate signals can be used to collect fault data from a fault log, such as a request for one or more data points from a fault log. In some embodiments, referring to FIG. 5, this can be done by the central controller by selecting command 501 to provide some fault information. The instruction may be a multi-bit instruction, so the method may include splitting the instruction 503 into a subset of bits and placing 505 each subset in a corresponding gate command packet, for example, as two mode bits. If this room did not lead to the placement of all bits of the command in the command signals, the process selects the next gate packet 507 and repeats the process until the entire command is completely placed in the packet group of the gate signal. When the command is split and packets are delivered, the command is compiled 509 in the battery or in the local control. Thus, although two bits of the single packet mode may not be sufficient to provide the entire command, the command may be split between a plurality of consecutive or multiplexed gating signal packets, so that when a set of packets is received by the battery, the battery can extract and assemble the command from the plurality of gating packets signal. For example, a 16-bit instruction can be split between 8 packets of the gate signal, and the command is composed when all of 8 packets of the gate signal are received in the battery or in the local control means. As another example, a 16-bit instruction may be split between 16 packets of a gate signal, with one mode bit of each gate signal including a command bit. In such situations, it may also be desirable to provide each command with a 17th packet for synchronization. In addition, a plurality of commands can be arranged into a packet of information.

Система может затем возвратить запрошенные данные в центральный контроллер посредством сходного процесса, который включает в себя разделение данных 511 на поднаборы, распределение 513 данных на два бита режима или другую соответствующую часть множества стробирующих сигналов, повторение 515 процесса до тех пор, пока данные не будут полностью доставлены, и компоновку данных 517 в центральном контроллере или другом подходящем устройстве. Например, 16-битовая точка данных может быть разделена на 17 пакетов стробирующего сигнала (16 пакетов имеют один бит режима плюс один пакет для синхронизации) или 8 (по два бита режима каждый) пакетов стробирующего сигнала, и точка данных может быть скомпонована со всеми из 17 или 8 пакетов стробирующего сигнала, принятыми центральным блоком управления. В некоторых вариантах осуществления некоторые или все из точек данных неисправностей или формы сигнала могут быть автоматически доставлены на центральный контроллер в предварительно определенное время, отсчет или в другие интервалы. Альтернативно некоторые или все из точек данных неисправностей или формы сигнала могут быть доставлены соответствующим образом, например, как мультиплексированные или просто циклическим образом, так что когда один набор пакетов, который совместно содержит точку данных, доставлен, то следующая точка данных может быть доставлена в последующем наборе пакетов. Запросы могут передаваться, и точки данных могут возвращаться, пока элемент питания работает, так что выключение элемента питания не требуется для целей сбора данных.The system can then return the requested data to the central controller through a similar process, which includes dividing the data 511 into subsets, distributing 513 data into two mode bits or another relevant part of the plurality of strobe signals, repeating the process 515 until the data is completely delivered, and arranging data 517 in a central controller or other suitable device. For example, a 16-bit data point can be divided into 17 packets of the gate signal (16 packets have one mode bit plus one packet for synchronization) or 8 (two mode bits each) packets of the gate signal, and the data point can be combined with all of 17 or 8 strobe signal packets received by the central control unit. In some embodiments, some or all of these fault points or waveforms can be automatically delivered to the central controller at a predetermined time, countdown, or at other intervals. Alternatively, some or all of the fault data points or waveforms can be delivered appropriately, for example, as multiplexed or simply cyclic, so that when one set of packets that together contains the data point is delivered, the next data point can be delivered later set of packages. Requests can be transmitted, and data points can be returned while the battery is running, so turning off the battery is not required for data collection purposes.

Таким образом, в процессе, таком как описан выше, центральный контроллер может принимать больше информации о неисправности, чем просто указатель, что неисправность произошла. Например, информация может включать в себя время неисправности (метка времени), указатель устройства, которое неисправно, и код неисправности. В дополнение, другая информация, включенная в стробирующий сигнал, такая как температура элемента питания и входное напряжение, как показано на фиг.3В, может обеспечивать данные, которые предсказывают неисправность. Прогнозные данные могут быть использованы для автоматического отключения элемента питания, шунтирования элемента питания или выполнения других соответствующих действий для предотвращения возникновения неисправности.Thus, in a process such as described above, the central controller can receive more information about the malfunction than just an indication that the malfunction has occurred. For example, the information may include a fault time (time stamp), a pointer to a device that is faulty, and a fault code. In addition, other information included in the gate signal, such as battery temperature and input voltage, as shown in FIG. 3B, can provide data that predicts a malfunction. Predictive data can be used to automatically turn off a battery, bypass a battery, or perform other appropriate actions to prevent a malfunction.

Процесс, представленный на фиг.5 и изложенный выше, может также применяться для получения данных формы сигнала из секции памяти элемента памяти, который сохраняет данные формы сигнала. Эти данные, такие как данные тока, напряжения или фазы, могут также использоваться для прогнозирования возникновения потенциальной неисправности. Система или оператор может выполнить действие, такое как отключение элемента питания, шунтирование элемента питания или изменение рабочих условий, или направление технического персонала, чтобы предотвратить или снизить вероятность возникновения неисправности в элементе питания.The process of FIG. 5 and the foregoing can also be used to obtain waveform data from a memory section of a memory element that stores waveform data. This data, such as current, voltage, or phase data, can also be used to predict the occurrence of a potential fault. The system or operator can perform an action, such as turning off the battery, bypassing the battery or changing operating conditions, or referring technical personnel to prevent or reduce the likelihood of a battery failure.

Путем включения данных неисправностей или формы сигнала во множество пакетов стробирующего сигнала система может запрашивать и собирать данные от элементов питания без прерывания нормального потока командных сигналов от элементов питания и к ним. Таким образом, разнообразные массивы данных могут быть собраны в различных вариантах осуществления, при поддержании нормального уровня управления элементами питания.By including these faults or waveforms in a plurality of strobe signal packets, the system can request and collect data from the batteries without interrupting the normal flow of command signals from and to the batteries. Thus, a variety of data arrays can be collected in various embodiments, while maintaining a normal level of battery management.

Другие варианты осуществления также могут быть очевидны для специалистов в данной области техники из изучения вышеизложенного описания и чертежей некоторых приведенных для примера вариантов осуществления. Следует иметь в виду, что возможны многочисленные вариации, модификации и дополнительные варианты осуществления и соответственно все такие вариации, модификации и дополнительные варианты осуществления должны рассматриваться как входящие в сущность и объем настоящей заявки.Other embodiments may also be apparent to those skilled in the art from studying the foregoing description and drawings of some exemplary embodiments. It should be borne in mind that numerous variations, modifications and additional embodiments are possible and, accordingly, all such variations, modifications and additional embodiments should be considered as being included in the essence and scope of the present application.

Claims (19)

1. Способ контроля системы доставки мощности питания, содержащий прием пакета стробирующего сигнала от компонента системы доставки мощности питания, причем принятый пакет содержит множество битов, которые соответствуют статусу одного или более приборов в компоненте, причем пакет также включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, который был извлечен из памяти компонента, повторение приема до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество пакетов стробирующего сигнала содержат сохраненные данные, и компоновку поднаборов точки данных в сохраненные данные.1. A method for monitoring a power supply system, comprising: receiving a gate signal packet from a component of a power supply system, the received packet comprising a plurality of bits that correspond to the status of one or more devices in the component, the packet also including one or more bits, which contain a subset of the stored data that was extracted from the component’s memory, repeating the reception until a lot of packets of the gating signal are received, and a lot of gating packets its signal containing the stored data and the layout data subsets point in the stored data. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий перед приемом доставку пакета стробирующего сигнала на компонент, причем доставленный пакет включает в себя множество битов, которые управляют работой одного или более приборов в компоненте, причем пакет включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор команд для запроса точки данных.2. The method according to claim 1, further comprising, before receiving, delivering a packet of a gating signal to a component, the delivered packet including a plurality of bits that control the operation of one or more devices in the component, the packet including one or more bits that comprise a subset of commands for querying a data point. 3. Способ по п.2, дополнительно содержащий
повторение доставки до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат команду, и компоновку поднаборов команды в команду.
3. The method according to claim 2, further comprising
repeating delivery until a plurality of gating signal packets have been delivered, the plurality of gating signal packets together comprising a command, and arranging subsets of the command into a command.
4. Способ по п.1, в котором сохраненные данные содержат данные неисправности.4. The method according to claim 1, in which the stored data contains fault data. 5. Способ по п.4, в котором данные неисправности содержат код неисправности.5. The method according to claim 4, in which the fault data contains a fault code. 6. Способ по п.5, в котором данные неисправности дополнительно содержат код времени или идентификатор прибора.6. The method according to claim 5, in which the fault data further comprises a time code or device identifier. 7. Способ по п.4, в котором сохраненные данные содержат информацию формы сигнала.7. The method according to claim 4, in which the stored data contains waveform information. 8. Способ по п.7, в котором информация формы сигнала содержит данные тока, данные температуры, данные напряжения или данные фазы.8. The method of claim 7, wherein the waveform information comprises current data, temperature data, voltage data, or phase data. 9. Способ по п.1, в котором один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, являются битами режима пакета стробирующего сигнала.9. The method according to claim 1, in which one or more bits that contain a subset of the stored data are bits of the packet mode of the gate signal. 10. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование скомпонованных сохраненных данных для определения диагностики неисправности компонента.10. The method according to claim 1, additionally containing the use of the stored stored data to determine the diagnosis of component failure. 11. Способ по п.1, в котором пакеты также включают в себя множество битов, соответствующих данным, которые являются прогнозирующими неисправность компонента, причем способ также содержит доставку команды управления на элемент питания на основе прогнозирующих данных.11. The method of claim 1, wherein the packets also include a plurality of bits corresponding to data that are predictive of component failure, the method also comprising delivering a control command to a battery based on predictive data. 12. Способ управления элементом питания, содержащий прием пакета стробирующего сигнала от элемента питания, причем принятый пакет включает в себя множество битов, которые соответствуют статусу одного или более приборов в элементе питания, и пакет также включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, которые были извлечены из памяти элемента питания; повторение приема до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество принятых пакетов стробирующего сигнала совместно содержат сохраненные данные; и компоновку поднаборов точки данных в сохраненные данные.12. A method for controlling a battery, comprising receiving a gate signal packet from the battery, the received packet including a plurality of bits that correspond to the status of one or more devices in the battery, and the packet also including one or more bits that contain a subset stored data that was extracted from the battery; repeating reception until a plurality of gating signal packets have been received, the plurality of received gating signal packets together containing stored data; and compiling subsets of the data point into stored data. 13. Способ по п.12, дополнительно содержащий перед приемом
доставку пакета стробирующего сигнала в элемент питания, причем доставленный пакет включает в себя множество битов, которые управляют работой одного или более приборов в элементе питания, причем пакет включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор команды для запроса точки данных; повторение доставки до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат команду; и компоновку поднаборов команды в команду.
13. The method of claim 12, further comprising prior to administration
delivering a gate signal packet to the battery, the packet delivered including a plurality of bits that control the operation of one or more devices in the battery, the packet including one or more bits that contain a subset of the command to query the data point; repeating delivery until a plurality of gating signal packets have been delivered, the plurality of gating signal packets together comprising a command; and linking team subsets to team.
14. Способ по п.12, в котором сохраненные данные содержат код неисправности и один или оба из кода времени или идентификатора прибора.14. The method according to item 12, in which the stored data contains a fault code and one or both of a time code or device identifier. 15. Способ по п.12, в котором сохраненные данные содержат данные тока, данные температуры, данные напряжения или данные фазы.15. The method of claim 12, wherein the stored data comprises current data, temperature data, voltage data, or phase data. 16. Способ по п.12, дополнительно содержащий использование скомпонованных сохраненных данных для определения диагностики неисправности элемента питания.16. The method according to item 12, further comprising using the stored stored data to determine a diagnosis of a battery failure. 17. Способ управления элементом питания, содержащий доставку пакета стробирующего сигнала в элемент питания, причем доставленный пакет включает в себя множество битов, которые управляют работой одного или более приборов в элементе питания, и причем пакет включает в себя один или более битов, которые содержат поднабор команды для запроса точки данных; повторение доставки до тех пор, пока не будет доставлено множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество пакетов стробирующего сигнала совместно содержат команду; компоновку поднаборов команды в команду; прием пакета стробирующего сигнала из элемента питания в ответ на команду, причем принятый пакет содержит множество битов, которые соответствуют статусу одного или более приборов в элементе питания, причем пакет также может включать в себя один или более битов, которые содержат поднабор сохраненных данных, которые были извлечены из памяти элемента питания; повторение приема до тех пор, пока не будет принято множество пакетов стробирующего сигнала, причем множество принятых пакетов стробирующего сигнала совместно содержат сохраненные данные; и компоновку поднаборов сохраненных данных в сохраненные данные.17. A method for controlling a battery, comprising delivering a gate signal packet to the battery, the packet delivered including a plurality of bits that control the operation of one or more devices in the battery, and the packet including one or more bits that comprise a subset Commands for querying a data point repeating delivery until a plurality of gating signal packets are delivered, the plurality of gating signal packets together comprising a command; building subsets of a team into a team; receiving a gate signal packet from the battery in response to a command, the received packet containing a plurality of bits that correspond to the status of one or more devices in the battery, the packet may also include one or more bits that contain a subset of the stored data that were removed from the battery; repeating reception until a plurality of gating signal packets have been received, the plurality of received gating signal packets together containing stored data; and compiling the subsets of the stored data into the stored data. 18. Способ по п.17, в котором скомпонованные сохраненные данные содержат код неисправности или данные формы сигнала.18. The method according to 17, in which the stored stored data contains a fault code or waveform data. 19. Способ по п.18, дополнительно содержащий использование скомпонованных сохраненных данных для определения диагностики неисправности элемента питания. 19. The method of claim 18, further comprising using the stored stored data to determine a diagnosis of a battery failure.
RU2008112660/09A 2005-09-02 2006-09-01 Power delivery system control and diagnoctics RU2367083C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US71409305P 2005-09-02 2005-09-02
US60/714,093 2005-09-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2367083C1 true RU2367083C1 (en) 2009-09-10

Family

ID=39996595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112660/09A RU2367083C1 (en) 2005-09-02 2006-09-01 Power delivery system control and diagnoctics

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101278473B (en)
RU (1) RU2367083C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510124C2 (en) * 2009-10-14 2014-03-20 Абб Рисёч Лтд. Method and system of wireless control of switching devices in power supply network

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010036287A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Method of interrogating a data point of a switch
KR101562117B1 (en) 2014-01-23 2015-10-22 엘에스산전 주식회사 Apparatus and method for controlling of High Voltage Direct Current
JP6927032B2 (en) * 2017-12-29 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 Power conversion circuit protection control device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864487A (en) * 1988-12-29 1989-09-05 York International Corporation Control for three terminal power semiconductor devices
US5793750A (en) * 1995-10-20 1998-08-11 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. System of communicating output function status indications between two or more power system protective relays
CN1547306A (en) * 2003-12-12 2004-11-17 上海东云信息技术发展有限公司 On-line monitoring system for transmission line fault

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510124C2 (en) * 2009-10-14 2014-03-20 Абб Рисёч Лтд. Method and system of wireless control of switching devices in power supply network

Also Published As

Publication number Publication date
CN101278473B (en) 2014-12-31
CN101278473A (en) 2008-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10193380B2 (en) Power sources and systems utilizing a common ultra-capacitor and battery hybrid energy storage system for both uninterruptible power supply and generator start-up functions
RU93000U1 (en) FREQUENCY REGULATED ELECTRIC DRIVE (OPTIONS)
US20110299307A1 (en) Uninterruptible power supply apparatus
EP2975754A2 (en) Energy conversion system and method
KR20080015454A (en) Variable-frequency drive with regeneration capability
CN106575928A (en) Modular energy storage direct converter system
JP2015130746A (en) Power conversion device and method of controlling the same
RU2367083C1 (en) Power delivery system control and diagnoctics
US7599818B2 (en) Control and diagnostics of power delivery system
CN112803476B (en) Method and system for controlling voltage of variable direct current bus of modular multi-level energy storage converter
JP2009284640A (en) Semiconductor device drive device, and voltage conversion device
JP2014042396A (en) Self-excited power conversion device
Pires et al. A multilevel topology based on the T-type converter for SRM drives
CN114336661A (en) H-bridge mechanical bypass control circuit, control method and system
EP3890178A1 (en) Improvements in or relating to chain-link converters
CN1128913A (en) High voltage electric power conversion method and apparatus thereof
JP6111031B2 (en) Self-excited power converter
JP7021411B2 (en) Power conversion system
KR102325216B1 (en) Regenerative medium voltage inverter
CN118889508A (en) Direct-current direct-hanging type energy storage device based on super capacitor and use method thereof
US20230283197A1 (en) Controlling a multilevel power converter
KR101707255B1 (en) Method for controlling medium voltage inverter
JP2017175861A (en) Electric power conversion system
CN118826110A (en) Hybrid energy supply flexible interconnection device, control method, device and medium thereof
JP4779542B2 (en) Power converter design method

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20110413

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150615

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200902