TW307939B - - Google Patents

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307939 A6 B6 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 五、發明説明（1) 1 本發明有鬮於用於慼鼴供1«和其组合設備的保讚条统 ,待別有鼷於本發明提供：用來限制在供霄元件之暫態的 效應之装置，用來偵側闢於接地霣流的電位危險故樽的裝 置，以及用來維持循環電力的量在預定範園内的裝置。 5 現代感應供電利用固態関鼷裝置，以將直流電流或低 頻交流«流旳輪入轉換為較高鋇率，此頻率是供電和其組 合諧振霄路的操作頻率。真實的固態開籣不可避免地有著 装置上的限制，例如平均和尖峰電流的限制，最大操作S 度，以及最大電壓。在線路旁諧撅感應導線内，及載有直 10 流電的輪入慼應器内有相酋量的儲存能量，a在某箜情況 下，此健存能董會以一未經控制的方式不經意地被積存（ deposited) 〇 再者，大董的諧振霣壓代表對於生命的危險，因為一 線路感翥器舆金颶支持構造不鑀意的缠接（舉例而言），會 15 使得人們接觸後，而造成休克（trauia)。 本發明之目的為提供一種改良条統，可對於在一感應 配霣系統中的暫態·和繼多的霣擊、霣流加以控制和限制. 或提供至少有益於大眾灌择的一種改良糸統。 本發明之一特歡為，提供一種對於一惑廳配霄糸統提 20 供故障狀況的保謹，和/或提供調整以補憤電性異常的裝 置，該配《条统具有在离頻率下操作的一經分配的蹯振《 路，和一諧振霣流産生匾域，其特擻在於此保讅裝置包括 (a)-換测裝置，用來犋澜（I)供軀至输入.和/或（ t請先閱讀背面之注意事項再填寫本贾) .裝· •訂· •線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公婕) A6 B6 307939 五、發明説明（2) 1 I)在谱振《流産生區域之内，和/或（B )對於經分配諧振 轚路的真實霣流和/或電壓之值； 請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁 (b)—決定裝置，用來決定所偵測到的值表示正常狀況 、異常、或故障狀態；以及 5 (c)-闋閉裝置，如果所決定的狀況不是正常的，此裝 置用來将供應到慼應配電条統的供電，部分或完金地鼸閉 Ο 本發明之另一待徽為，提供-感醮配霜条統，在供電 和諧振霣路之間併入一可控制蘭鼸的霭橋，此電橋可提供 10 顒向、反向、和阻隔狀態的一供電。 本發明之另一特擻為，提供一慼應配電条統，其更包 括一監澜裝置，用來監澜諧振電壓和循琛電流，且當諧振 電壓太大時，用來中斷直流供轚。 *訂· 本發明之又一特擻為，提供一感應配霣条統，其更包 15 括一監測装置，.用來監测伴隨输人主電力供鼴而生的接地 霣流，然後當接地«流太大時，用來中斷直流供電。 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 本發明之更一特撖為，提供-感蘸配《条統，其更包 括用來酒避（bypass)過多霣釅的一裝置，該裝置包括通過敏 感元件的突波防止器設備，此敏感元件包括固態開鬭模组 20 〇 式之簡單說明： 以下是本發明較佳形式的敘述，僅以實施例而敘述， 並參考所附圏式。 第1圈是對於一想軀配霣条統之一镟振供霣的霣路_ I — 4 — 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4規格（210x297公釐)

A B 五、發明説明（3) ，包括新穎的保護機構。 較佳實施例 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 % 本 页 本實施例只藉箸一不受限制的例子來提供。在此敘述 的解決方式有關於諧振能量控制，且提供供電霣壓容許度 ,和避免接地漏電故障的保謹。 理論上，本發明提供醱免異常狀態發生的装置和操作 方法，逋異常狀態可能會也可能不會表現出在一般被接受 感測的即將來臨的或真正的元件誤失，或一電路部分不注 意的再連接或斷路所造成的真正故障。本發明有_於一種 感應配電糸統（IPDS),使用一經分配的諧振霣流，在一高諧 振頻率下操作（一般是在5θ«δ玆至50,0Θ0餘玆的範圍内）， 待別有關於任何一種IPDS ,其中沿著路徑或線路設有一導 線，其形成諧振電路的一感應无件.藉此載有一諧振電流 15 事實上，本發明的此較佳形式包括一慼測裝罝，以偵 澜對於供應至諧振霣流産生部份之酤的，和/或在諧振霣 流産生部分之輪出内，和/或其_出上的所有真實®流和 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 /或霉壓值。較佳的電流慼测器包括熟知的LEM棋組這型的 設備（購自LEM S. A. , Geneva, Switzerland),但楚其他型式的18 20 流變壓器，及霍耳效應（Hal卜effect)式的和磁伸编式的轉換 器也可以用。較佳的電暖感测器一般包括缠接在测量黏和 參考點之間的阻性除法器，且可用差別感测來導出在兩俪 測《黏之間的澜量〇 用來澜定是否所澜得的值表示正常狀讎或某種故陣狀 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 3G7939 A6 B6 五、發明説明（4) 1 態 的 裝置 • 在 此 說 明 書 中 此 装 置包 括 類 比 或 數 位 電 指 示 〇施 加 於 諧 振 霣 源 翰 偵 m (133) » 對 於 電 壓 的 類 5 乘 法 器（136) P 和 對 於 η 壓 137)〇 而施 加 於 危 險 黏 上 的 9 以 澜董 輪 入 主 電 流 ( 見 源 的 直流 電 ( 例 如 表 示 諧 度 感 澜装 置 t 這 些 對 於 熟 10 此外 ， 用 來 提 供 可 控 沒 有 顯不 9 這 些 開 鬭 有 適 輪 出 或其 他 故 障 狀 態 的 最 小 故 障的 任 何 結 果 〇 對於 可 控 制 嬲 R! 的 操 15 ω不 中 斷 的 正 供 應 至 〇>)循 琛 地 中 斷 正 供 應 振 電 流的 位 準 ( 有 m 於 負 態 有 些異 常 ) * 在 此情 況 變 的 輸出 霣 壓 » 20 (C)完 金 中 斷 正 供 應 至 時 $ 或 (d)負 供 應 至 諧 振 電 源 〇 拥定 供 麻 至 讃 擬霄路 • - 6 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) .装. 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 •線. 並未詳细掲露，但是一般來說. 腦元件，以提供故障狀態明確的 出的一籣單霣路，包括差別電壓 比乘法器（134 ),對於電流的類比 、電流總結结果的類比乘法器（ ，可以有更後雑的霄路或計算器 娜，1明 > ,和/或供應至进振轚 振電路的操作Q值），和/或溫 悉此技»人士都是明顯的。 制開鼸101, 102, 103,和10舶裝置並 當的黼或開信«，對醮於在 終_定。此對應缠常是為了要減 作棋式B括： 諧振電隳，有鬭於正常操作， 至諧振霣源，以減小在線路中渚 載小的狀觴（例如离Qh或當狀 下事實上可控制的闋闢提供一可 諧振霣源，例如笛一斷輅被澜到 ，用來提供對其_出更快的停止 之霉淹和在讅振電路中循環之霄 本紙張尺度適用中國國家楳毕(CNS)甲4規格(210x297公藿）

A B 經濟部中央標苹局員工消费合作社印製 五、發明説明（5) 1 流之間的鼷傜；亦即，其品霣因數或Q.可當作偵测施加 於電路之負載或諧掘能量下降之存在的方法。在某些情況 下，最好簡單地測蛋供應至慼應線路處測量點上發生的霣 流和電壓，因為逭些會反映局部的效應。典型的Q值是2 5 或3,但會依特殊裝置的情況而異。 測定在諧振電路中之電流和通過雄振電路的電壓其間 的時間期像，可以表示其瞬時功率因數，或由於錯誤_諧 的（Bis-tuned)和可能故障的負載所致的離開其諧振頻率的程 度。功率因數1. 0 ,即當每艢爾和電流尖峰恰好·致時 10 ，表示電路在其諧振類率下諧振。 一未顯示的裝置用來監測伴随輸入主電源的接地電流 ，然後在偵測到異常大的接地壤流時，中斷直流霣源。更 待別地有闢於提供對於人們碰鼸到己通霣導線的保護，雖 然惠外的接觸可能會在接地物醱和沿著線路的諧振慼匾導 15 線之間發生。 更詳細地說，第1鼸顯示100,有一霣源和感應耦合的 線路111,其包括許多保_元件。 高壓暫態的一確定的來源是直流電源霣慼107,其連接 在霣源以及通過諧振電路m, 11测高反_抗流器119中101之 20 間。當闢掉或除去一負載時，在此感麻器内的能置通過鬣 源的兩掴固態鬭關113, 114,且坷能會超過斷路醱閫的順向 電K定額。 此間題的一解決方式是使用一 Η鬣橘達接設備101, 102 ,103,和104,遒些建接籤備能_在矚掉的畤候，使得電源 --7 - )請先閑議背面之注意事項再填寫本頁) .裝ν •訂* -線. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公釐) A6 B6 五、發明-说明（◎ 1 變為反向的，交互變換的正和負連接，使得能量能有效地 自感應器中轉移出（或吸出）。較佳的速接設備可以是任 何固態開鼷；然而有一並聯二捶讎的一絕纗閘極基極轚晶 釀（IGBT)是其中之一籲較佳設嫌。 5 在正常操作旗式下（狀況1).當在諧振霄路中的能 量小於一固定黏時，小於一些（以迫使磁滯現象産生）， 開鬭101和104鬭歆，於是使得霉流以正常的方向流遍《源。 在異常操作楔式下（狀況2),當在醱搬電路中的能 悬大於一既定固定黏時，大於一些（同樣也是迫使磁滯現 10 象産生），開鬪10ZKI 1030歆，鼸嬲101和104覼颸，於是使得 «流以相反的方向流通電源。現在通過固態開鬭11挪11舶 反向二極釀11滿1 116會通過«流。此結果是，諧振供電中的 霣Μ回後到電源1Π中一此處顯示為三相供 狀況3 :如果偵側到接地漏甯霣流，則閉關101和104會 15 團掉。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在容易損禳的元件旁邊會有一實霣上獼立的裝置，以 邐避可能施加於元件的過多的《力。所讚的「實質上《立 的j,我們是特別指非線性的鱖備，例如突崩二極體，突 波防止器，臁«壓變化的電阻繼等等，但不隈於此，其可 20 對於施加的電壓表現出快速且可預期的反應。 一鶴待別被確定的闢醮來灞是，通遇較佳IGBT霣晶鐮 安置的高反向暫態，顯示於第1_,固態開鼸11谢1114。此 問賵的解決方式是，遒通毎一備IGBT餱:備，裝設突崩二極 覼115, 116;當連接畤，逭些二梅齷限制施加在對醮IGBT設 -8 - 本紙張尺度適用中國Β家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐） 307939 A6 _______B6 五、發明説明（7) 1 備上的反向霣壓。其餘像突波防止器設備（例如變阻器或 transorbs)在此也可以使用。 另一掴被確定的問題來源是有鬭於在線路111和諧振電 容器112中未控制諧振霣流的位準。電力可由下式而定置： 5 E(energy) = (1/2 CV* + 1/2 LP) 此多出的電力可以被感測，也許以施加於供電至線路 的一或兩催脚之一電流感測變臛器，和m壓慼測裝置來感 薄（，以計算能置位準。能量可以使用類比乘法器（或數位 設備）來計算，且與一臨界值作比較。如果電流接近或超 10 過一任意預設定的限制值，至霉源的_動霣壓會如上述狀 況2 —懞被中斷。 此狀況會使得在117的一輸入電壓逢到太高，但是當在 線路111上慼應被供電的媒介物或類似物需求低時，逭是更 可能發生的。 15 第1圖包括.一功率测董類比計算機。131和132«對於諧 經濟部中央標啤局員工消费合作杜印製 ί請先閱讀背面之注意事項再填坧本頁) 振電路138 (輿線路111等效）的電壓感測點。每與電鼷被送 至被連接著當作減法器的一操作放大器133。其输出在類比 乘法器134中被平方。135是一電流感拥I變靨器或LEM.連接至 一第二乘法器霄路136,然後連接至一總和操作放大器137。 20 霣阻器（未標示）在輸入位置，提供了設定電路之計數常 數的機會。在電路中的能置與138上的II壓直接成正比，雖 然用來將電壓轉換為開關101-104的開關控制並未顯示。類 比乘法器可用其他來替換，如使用半波整流器，然後總和 起來以導出輿能量成正比的霣驅。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210x297公釐） A6 B6 五、發明説明（3 1 以這種方式來保護的一条統，對於供霣電壓變化也可 以表現出較寬的耐受性。 另一値間題來源在於諧振線路部分不注意的接地。持 別是應用於三相電源下，一個解決方法是使用電流變壓器 5 ΙΘ^Π控制模組109¾慼測接地電流，且假設任何電流的重要 位準表示一故障，在此供電被關掉。（此歩驟亦可用來作 整流器二棰餹故障等等的潮試）。 «感105和1Θ6主要是減小干擬，否則此干擾會通過進入 主供電，且lies對於固態開關的控制器。 10 正確地使用保護設備可提供更多的保謹，此保護設備 當承受到高於一預定臨界電®畤.會變成低電阻。這些保 護設備包括随轚壓變化的電阻器（變阻器），突波保謹器 等等。這些設備在園中並未顯示。 最後，可瞭解到在不脫離本發明下列申謫專利範園的 15 範醻内，可對±述事項作各種不同的變化和修改。 一請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 .打· 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 •練. 20 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐)

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A8 B8 第八三一 ο---六號申讅專利範gfe正本84>1六、申請專利範圍 ~~~ 1 1. 一種感應配電条統，包括： 一分配諧振電路； -電流産生匾域； 一電流偵測裝置，用以偵簡（1}供應至輸入，和/或 5 (:1)在該電流産生區域之内，和/或（m)對於經該分配|皆 振電路的所有真實電流； -電壓偵測裝置，用以偵簡（丨）供應至输入，和/或 (e)在該電流産生區域之内，和/或（m)對於經該分配諧 振電路的所有真實電壓； 10 一決定裝置，用來決定該電流偵_装置與該電壓偵測 裝置所偵測到的值表示正常狀況.異常或故障狀態；以及 一開關裝置，用於該決定裝置所決定的狀況非正常時 ，將供應至該感應配電糸統之供電.部份或完全地關閉，> 2如申謫專利範圍第1項所述之感應配電条統，其中 15 ，詼分配諧振電路包括一感應耦台罨路以及電容器。 3. 如申讅專利範圍第1項所述之感應配電系統.其中 ，該電流産生區域包括至少-固態開關，該等固態開關之 控制器，以及一1源。 4. 如申請專利範圔第1項所逑之感應配電条統，其中 20 ，該電流偵測裝置包括至少一霄流感測變壓器。 5. 如申請專利範圍第1項所逑之感應配電糸統，其中 ，該電壓偵測裝置包括至少一對電壓感測點。 6. 如申請專利範圔第1項所述之感應配罨条統，其中 ，該決定裝置包括一操作放大器。 -11 _

   (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X29?公釐） 307939 bb8 C8 D8 六、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第1項所述之感應配電系統.其中 5 15 橋 數 複 括 包 置 裝 關 開 該 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 訂* mu nn nn · 經濟部中央標準局員工消費合作社印I 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規游（210Χ297公釐）