Устройство обнаружения перегрузки
Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности восстановления системы постоянного тока после обнаружения перегурузки. Изобретение относится к устройству (1) обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе (5) постоянного тока, содержащей источник (4) напряжения постоянного тока и несколько электрических устройств (8, 9, 10), электрически соединенных с источником напряжения постоянного тока. Устройство обнаружения перегрузки содержит блок обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки и блок снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством из нескольких электрических устройств, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. При этом блок (203) снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическими устройствами (208, 209, 210) одного за другим от источника (4) напряжения постоянного тока в соответствии с порядком, определенным их соответствующими нагрузками, пока обнаруживается состояние перегрузки. Так как устройство обнаружения перегрузки снижает мощность, потребляемую электрическим устройством из нескольких электрических устройств, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки, состояние перегрузки может быть устранено без необходимости ручного вмешательства. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока (DC). Изобретение дополнительно относится к соответствующему способу обнаружения перегрузки и компьютерной программе обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока, и к системе постоянного тока, содержащей устройство обнаружения перегрузки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Источник напряжения постоянного тока компании NexTek постоянно контролирует полную нагрузку на единственной электрической шине, причем, как только обнаруживается перегрузка, он полностью отключает электрическую шину со всеми нагрузками, подсоединенными к ней, и затем переходит в режим, в котором он повторяет попытку подачи мощности на электрическую шину. В частности, он проверяет, присутствует ли еще перегрузка. Если она еще присутствует, он снова отключает подачу мощности. Обычно, перегрузка все еще присутствует, так как нагрузка не приведена в порядок, пока не будет выполнено некоторое ручное вмешательство. Следовательно, электроника источника напряжения постоянного тока входит в живую блокировку, из которой она не может выйти, и необходимо срочно вызывать специалиста по установке оборудования.
US 2011/0075307 A1 описывает схему защиты от чрезмерного тока. Элемент обнаружения чрезмерного тока подсоединен между источником подачи мощности и нагрузкой и обнаруживает чрезмерный ток, протекающий через нагрузку. Элемент главного выключателя подсоединен между нагрузкой и элементом обнаружения чрезмерного тока и управляет протеканием тока в нагрузку в соответствии с напряжением, приложенным между выводом управления и входным выводом элемента главного выключателя. Элемент главного выключателя останавливает протекание тока в нагрузку, когда проходит заданное время после того, как элемент обнаружения чрезмерного тока обнаружит чрезмерный ток, протекающий через нагрузку. Элемент первого выключателя имеет выходной вывод, подсоединенный к выводу управления элемента главного выключателя. Ток протекает в первый выключатель, когда элемент обнаружения чрезмерного тока обнаруживает чрезмерный ток, протекающий через нагрузку.
DE 2148581 описывает схему для использования в сетях подачи электропитания, особенно на кораблях, с выключателями питания на различных уровнях, которые имеют селективно разнесенные возможности размыкания. Предохранители обеспечиваются на последнем уровне перед нагрузками. Возможности электрического измерения и электронной оценки и размыкания назначаются каждому выключателю питания. Время размыкания зависит от главного тока таким образом, который приводит к воспроизводимым характеристикам тока.
В US 2002/011850 A1 описывается твердотельный автоматический выключатель для использования в сочетании с шиной напряжения. Шина напряжения подает электрический ток в нагрузку. Твердотельный автоматический выключатель включает в себя контроллер тока для управления величиной тока, подаваемого шиной напряжения. Первый датчик тока воспринимает величину электрического тока, подаваемого шиной напряжения, причем первый датчик тока имеет выход, связанный с контроллером тока. Катушка индуктивности включена в первый датчик тока, причем катушка индуктивности обеспечивает противоэлектродвижущую силу на шине напряжения. Противоэлектродвижущая сила пропорциональна скорости изменения тока, протекающего по шине напряжения.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства обнаружения перегрузки, способа обнаружения перегрузки и компьютерной программы обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока, которые делают возможным улучшенное восстановление системы постоянного тока после того, как будет обнаружено состояние перегрузки. Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение соответствующей системы постоянного тока, содержащей устройство обнаружения перегрузки.
В первом аспекте настоящего изобретения представлено устройство обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока по п. 1 формулы изобретения.
Система постоянного тока содержит источник напряжения постоянного тока и несколько электрических устройств, электрически соединенных с источником напряжения постоянного тока, и в которой устройство обнаружения перегрузки содержит блок обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки и блок снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством из нескольких электрических устройств, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки.
Так как устройство обнаружения перегрузки снижает мощность, потребляемую электрическим устройством из нескольких электрических устройств, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки, состояние перегрузки может быть устранено без необходимости ручного вмешательства. Это делает возможным улучшенное восстановление системы постоянного тока.
Блок обнаружения перегрузки предпочтительно обнаруживает, является ли нагрузка в системе постоянного тока больше заданного предела мощности. Например, блок обнаружения перегрузки может быть выполнен с возможностью проверки предела 100 ВА, как определено в стандарте EMerge. Он может содержать детектор нулевой мощности для обнаружения состояния перегрузки.
Предпочтительно, что блок снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическим устройством из нескольких электрических устройств от источника напряжения постоянного тока, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. Предпочтительно, что блок снижения содержит переключатель для отключения цепи в электрическом устройстве, на которое напряжение больше не должно подаваться.
Дополнительно является предпочтительным, что устройство обнаружения перегрузки выполнено с возможностью расположения между источником напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств, причем блок снижения выполнен с возможностью разрыва электрического соединения между источником напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. В частности, устройство обнаружения перегрузки может быть выполнено с возможностью гарантирования, что при нормальной работе, т.е. если не обнаруживается состояние перегрузки, энергия протекает по обеим сторонам устройства обнаружения перегрузки, и разрыва электрического соединения, если обнаруживается состояние перегрузки.
Устройство обнаружения перегрузки может быть выполнено с возможностью электрического соединения по меньшей мере двух электрических проводников, причем по меньшей мере одно из нескольких электрических устройств электрически соединено с одним из по меньшей мере двух электрических проводников, и другой из по меньшей мере двух электрических проводников электрически соединен с источником напряжения постоянного тока. По меньшей мере двумя электрическими проводниками являются предпочтительно электрические шины. Соответственно, блок обнаружения перегрузки предпочтительно выполнен с возможностью обнаружения состояния перегрузки на электрической шине. Электрическими шинами могут быть имеющиеся в наличии электрические шины. Они могут быть изготовлены из металла с 2×2 электрическими слоями. Устройство обнаружения перегрузки, поэтому, может рассматриваться как являющееся независимым соединителем, который соединяет имеющиеся в наличии электрические шины.
Устройство обнаружения перегрузки также может быть выполнено с возможностью интегрирования в электрический проводник для электрического соединения нескольких электрических устройств с источником напряжения постоянного тока в расположении между источником напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств.
В предпочтительном варианте осуществления блок снижения выполнен с возможностью ожидания времени задержки после того, как было обнаружено состояние перегрузки, и перед тем, как будет предотвращено потребление мощности электрическим устройством от источника напряжения постоянного тока. Это гарантирует, что предотвращается потребление мощности не всеми электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока, но предотвращается потребление мощности от источника напряжения постоянного тока только относительно небольшого количества, в частности, только одного электрического устройства. Времена задержки могут выбираться так, что предотвращается потребление мощности электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока в требуемом порядке, если обнаруживается состояние перегрузки.
Предпочтительно, что время задержки увеличивается с уменьшением расстояния до источника напряжения постоянного тока. Если источник напряжения постоянного тока содержит блок обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока, причем источник напряжения постоянного тока выполнен с возможностью отключения подачи мощности, если обнаруживается состояние перегрузки, и включения подачи мощности, если перегрузка больше не обнаруживается, разные времена задержки гарантируют, что, если имеют место состояния перегрузки, во-первых, предотвращается дальнейшая подача мощности источником напряжения постоянного тока на электрическое устройство, имеющее наибольшее расстояние до источника напряжения постоянного тока, причем, если все еще присутствует состояние перегрузки, во-вторых, предотвращается подача мощности источником напряжения постоянного тока на электрическое устройство, имеющее второе наибольшее расстояние до источника напряжения постоянного тока, и т.д. до тех пор, пока источник напряжения постоянного тока не обнаружит, что состояние перегрузки больше не присутствует, после чего источник напряжения постоянного тока включает подачу мощности.
Блок снижения может содержать блок хранения, в котором хранятся первые назначения между временами задержки и расстояниями до источника напряжения постоянного тока. Кроме того, блок снижения может содержать пользовательский интерфейс, дающий возможность пользователю вводить назначения, расстояние и/или непосредственно время задержки в блок хранения. В одном варианте осуществления блок снижения выполнен с возможностью определения расстояния от электрического устройства до источника напряжения постоянного тока, содержит назначения между расстояниями и временами задержки и определяет время задержки, основываясь на определенном расстоянии и назначениях между расстояниями и временами задержки.
Согласно настоящему изобретению, блок снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности от источника напряжения постоянного тока электрическими устройствами одним за другим в соответствии с порядком, определяемым их соответствующими нагрузками, пока обнаруживается состояние перегрузки. Предпочтительно, что электрические устройства отключаются одно за другим в порядке повышения нагрузки, т.е., во-первых, отключается электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, во-вторых, электрическое устройство, имеющее вторую наименьшую нагрузку, и т.д. до тех пор, пока обнаруживается состояние перегрузки. Это может гарантировать, что наибольшая возможная нагрузка потребляется электрическими устройствами, чтобы обеспечить хорошее использование доступной мощности.
Процедуры переключения могут выполняться посредством использования механизма связи, подобного ZigBee, т.е. блок снижения может содержать контроллер, управляющий электрическими устройствами посредством механизма связи.
Является дополнительно предпочтительным, что блок снижения выполнен с возможностью восстановления потребления мощности электрическим устройством, если, в соответствии с порядком, было предотвращено потребление мощности следующим электрическим устройством. Таким образом, электрические устройства могут отключаться одно за другим в порядке возрастания нагрузки, причем электрическое устройство снова включается, если последующее электрическое устройство отключается, т.е., во-первых, отключается электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, во-вторых, отключается электрическое устройство, имеющее вторую наименьшую нагрузку, и электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, снова включается, и т.д. до тех пор, пока обнаруживается состояние перегрузки. Это может гарантировать, что отключается только наименьшая нагрузка, необходимая для устранения состояния перегрузки, таким образом обеспечивая хорошее использование доступной мощности.
Блок снижения может быть выполнен с возможностью определения нагрузок электрических устройств. Альтернативно, другой блок может использоваться для определения нагрузок электрических устройств, причем определенные нагрузки могут указываться блоку снижения, создавая возможность блоку снижения предотвращать потребление мощности от источника напряжения постоянного тока электрическими устройствами в соответствии с их нагрузками.
Нагрузки электрических устройств могут определяться посредством использования предыдущих измерений нагрузки, причем результирующая нагрузка или соответствующий порядок электрических устройств в соответствии с их нагрузками может сохраняться в блоке хранения, причем во время работы информация о нагрузке может извлекаться из блока хранения. Альтернативно, каждое электрическое устройство может сообщать свою нагрузку блоку снижения посредством, например, ZigBee, чтобы предоставить возможность блоку снижения определять порядок электрических устройств в соответствии с их нагрузками.
Также является предпочтительным, что блок снижения выполнен с возможностью определения наименьшего количества электрических устройств, так что, если предотвращается потребление мощности этими электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока, состояние перегрузки больше не присутствует, и предотвращения потребления мощности этими электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока. Например, блок снижения может быть выполнен с возможностью определения электрического устройства, имеющего нагрузку, которая является достаточно большой, чтобы привести систему постоянного тока немедленно обратно к допустимой полной нагрузке. Это также обеспечивает хорошее использование доступной мощности.
В другом предпочтительном варианте осуществления блок снижения выполнен с возможностью запроса на потребление меньшей мощности электрическим устройством в соответствии с правилами запроса, если обнаруживается состояние перегрузки. Таким образом, подобно компонентам интеллектуальной сети блок снижения может запрашивать одно или несколько электрических устройств на потребление меньшей мощности, так что может быть устранено состояние перегрузки. Правила запроса могут определять, какие электрические устройства должны быть отключены, если обнаруживается состояние перегрузки. Например, если электрическими устройствами являются лампочки для освещения комнат, правила запроса могут определять, что некоторые лампочки в некоторых комнатах должны быть выключены, тогда как другие лампочки не должны быть выключены, например, чтобы гарантировать минимальный требуемый уровень освещения.
В другом аспекте настоящего изобретения представлен электрический проводник для электрического соединения источника напряжения постоянного тока с несколькими электрическими устройствами, причем электрический проводник содержит устройство обнаружения перегрузки по п. 1 формулы изобретения. Электрическим проводником предпочтительно является электрическая шина.
В другом аспекте настоящего изобретения представлена система постоянного тока по п. 11 формулы изобретения.
Предпочтительно, что источник напряжения постоянного тока содержит блок обнаружения перегрузки источника напряжения для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока, причем источник напряжения постоянного тока выполнен с возможностью отключения подачи мощности, если обнаруживается состояние перегрузки, и включения подачи мощности, если перегрузка больше не обнаруживается. Источник напряжения постоянного тока может быть выполнен с возможностью отключения, если обнаруживается предел 100 ВА, как определено в стандарте EMerge. В частности, источник напряжения постоянного тока, который также может рассматриваться как модуль подачи мощности (PSM), может быть выполнен в соответствии со стандартом EMerge. Также, электрические устройства, которые могут рассматриваться как периферийные устройства, могут быть в соответствии со стандартом EMerge.
В одном варианте осуществления устройство обнаружения перегрузки выполнено с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и снижения потребления мощности в течение первой временной длительности, причем источник напряжения постоянного тока выполнен с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и отключения подачи мощности во второй временной длительности, причем первая временная длительность меньше второй временной длительности. В частности, устройство обнаружения перегрузки может иметь такое быстродействие, что после того, как оно обнаружит состояние перегрузки, восстанавливается нормальное состояние перед тем, как источник напряжения постоянного тока отключит подачу мощности. В данном случае источник напряжения постоянного тока просто продолжает работать нормально.
В другом аспекте настоящего изобретения представлен способ обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока по п. 14 формулы изобретения.
В другом аспекте настоящего изобретения представлена компьютерная программа обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока по п. 15 формулы изобретения.
Должно быть понятно, что устройство обнаружения перегрузки по п. 1 формулы изобретения, электрический проводник по п. 10 формулы изобретения, система постоянного тока по п. 11 формулы изобретения, способ обнаружения перегрузки по п. 14 формулы изобретения и компьютерная программа обнаружения перегрузки по п. 15 формулы изобретения имеют подобные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, определенные в зависимых пунктах формулы изобретения.
Необходимо понимать, что предпочтительным вариантом осуществления изобретения также может быть любая комбинация зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.
Эти и другие аспекты изобретения являются очевидными из и объясняются со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
фиг. 1, 3, 5 и 7 изображают схематически и в качестве примера разные варианты осуществления систем постоянного тока, содержащих устройства обнаружения перегрузки,
фиг. 2, 4, 6 и 8 изображают схематически и в качестве примера варианты осуществления устройств обнаружения перегрузки систем постоянного тока, и
фиг. 9 изображает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую в качестве примера вариант осуществления способа обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 1 изображает схематически и в качестве примера вариант осуществления системы 5 постоянного тока, содержащей источник 4 напряжения постоянного тока для подачи мощности постоянного тока на электрические устройства 8, 9, 10, электрические проводники 6, 7 для электрического соединения источника 4 напряжения постоянного тока с электрическими устройствами 8, 9, 10 и устройство 1 обнаружения перегрузки.
Источник 4 напряжения постоянного тока содержит блок 40 обнаружения перегрузки источника напряжения для обнаружения состояния перегрузки в системе 5 постоянного тока, причем источник 4 напряжения постоянного тока выполнен с возможностью отключения подачи мощности, если обнаруживается состояние перегрузки, и включения подачи мощности, если состояние перегрузки больше не обнаруживается или если прошло заданное время. Источник напряжения постоянного тока может быть выполнен с возможностью отключения, если обнаруживается предел 100 ВА, как определено в стандарте EMerge. В частности, источник 4 напряжения постоянного тока может быть выполнен в соответствии со стандартом EMerge.
Устройство 1 обнаружения перегрузки, которое схематически и в качестве примера изображено на фиг. 2, выполнено с возможностью обнаружения состояния перегрузки в системе 5 постоянного тока и содержит блок 2 обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки и блок 3 снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством из нескольких электрических устройств 8, 9, 10, если блок 2 обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. Блок 2 обнаружения перегрузки предпочтительно обнаруживает, является ли нагрузка в системе 5 постоянного тока больше заданного предела мощности. Например, блок 2 обнаружения перегрузки может быть выполнен с возможностью проверки предела в 100 ВА, определенного в стандарте EMerge. Блок 2 обнаружения перегрузки может содержать детектор нулевой мощности для обнаружения состояния перегрузки. Детектор нулевой мощности обнаруживает, имеется ли нулевая мощность или нет. Если имеется нулевая мощность, предполагается, что источник 4 напряжения постоянного тока обнаружил состояние перегрузки и, таким образом, отключил себя. Таким образом, детектор нулевой мощности позволяет обнаруживать состояние перегрузки косвенно посредством обнаружения, отключил ли источник 4 напряжения постоянного тока подачу мощности. Блок обнаружения перегрузки также может быть выполнен с возможностью непосредственного обнаружения мощности и сравнения обнаруженной мощности с заданным верхним пределом мощности, например, 100 ВА.
Блок 3 снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическим устройством 10 от источника 4 напряжения постоянного тока, если блок 2 обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. В данном варианте осуществления блок 3 снижения содержит переключатель для отключения цепи в электрическом устройстве 10, на которое больше не должно подаваться напряжение. Чтобы предоставить возможность блоку 3 снижения предотвращать потребление мощности электрическим устройством 10 от источника 4 напряжения постоянного тока, устройство 10 обнаружения перегрузки расположено между источником 4 напряжения постоянного тока и электрическим устройством 10. В частности, устройство 1 обнаружения перегрузки выполнено с возможностью гарантирования, что при нормальной работе, т.е. если не обнаруживается состояние перегрузки, энергия протекает по обеим сторонам устройства 1 обнаружения перегрузки, и разрыва электрического соединения, если обнаруживается состояние перегрузки.
Устройство 1 обнаружения перегрузки электрически соединяет два электрических проводника 6, 7, которые могут рассматриваться как первый электрический проводник 6 и второй электрический проводник 7, причем источник 4 напряжения постоянного тока электрически соединен с первым электрическим проводником 6, и электрическое устройство 10 электрически соединено со вторым электрическим проводником 7.
Электрическими проводниками 6, 7 являются электрические шины. Ими могут быть имеющиеся в наличии электрические шины. Кроме того, электрические шины могут быть выполнены из металла с 2×2 электрическими слоями. Следовательно, устройство 1 обнаружения перегрузки может представлять собой независимый соединитель для соединения имеющихся в наличии электрических шин. В другом варианте осуществления устройство обнаружения перегрузки также может быть выполнено с возможностью интегрирования в электрический проводник, в частности, интегрирования в электрическую шину, между источником напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним электрическим устройством.
Если блок 2 обнаружения перегрузки выполнен с возможностью обнаружения состояния перегрузки независимо от обнаружения состояния перегрузки, выполняемого источником 4 напряжения постоянного тока, устройство 1 обнаружения перегрузки может быть выполнено с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и снижения потребления мощности в первой временной длительности, и источник 4 напряжения постоянного тока может быть выполнен с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и отключения подачи мощности в течение второй временной длительности, причем первая временная длительность может быть меньше второй временной длительности. В частности, устройство 1 обнаружения перегрузки может быть таким быстродействующим, что после того, как оно обнаружит состояние перегрузки, восстанавливается нормальное состояние, т.е., например, электрическое устройство 10 отключается до того, как источник 4 напряжения постоянного тока отключит подачу мощности. В данном случае источник 4 напряжения постоянного тока просто продолжает работать нормально. Результатом также может быть более быстрое разрешение.
Фиг. 3 изображает схематически и в качестве примера другой вариант осуществления системы постоянного тока. Система 105 постоянного тока также содержит источник 4 напряжения постоянного тока, электрические устройства 108-112, электрические проводники 106, 107, 116, 141, которыми в данном варианте осуществления являются электрические шины для электрического соединения источника 4 напряжения постоянного тока с электрическими устройствами 108-112, и устройства 101, 113, 114 обнаружения перегрузки. Источник 4 напряжения постоянного тока, электрические проводники 106, 107, 116, 141 и электрические устройства 108-112 могут быть подобны соответствующим элементам, описанным выше со ссылкой на фиг. 1. Электрическими устройствами, например, являются источники света, датчики или другие электрические устройства.
Каждое из устройств 101, 113, 114 обнаружения перегрузки содержит блок обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки и блок снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. Фиг. 4 изображает в качестве примера и схематически блок 102 обнаружения перегрузки и блок 103 снижения устройства 101 обнаружения перегрузки. Блок 103 снижения выполнен с возможностью ожидания времени задержки после того, как будет обнаружено состояние перегрузки, и перед тем, как будет предотвращено потребление мощности соответствующим электрическим устройством от источника 4 напряжения постоянного тока. Каждое из устройств 101, 113, 114 обнаружения перегрузки содержит такой блок снижения, выполненный с возможностью ожидания времени задержки после того, как было обнаружено состояние перегрузки, и перед тем, как будет предотвращено потребление мощности соответствующим электрическим устройством от источника напряжения постоянного тока. Время задержки увеличивается с уменьшением расстояния до источника 4 напряжения постоянного тока. Например, время задержки для устройства 114 обнаружения перегрузки, показанного на фиг. 3, меньше времени задержки для устройства 113 обнаружения перегрузки. Разные времена задержки гарантируют, что, если происходит состояние перегрузки, во-первых, предотвращается дальнейшая подача мощности источником 4 напряжения постоянного тока на электрическое устройство 112, имеющее наибольшее расстояние до источника 4 напряжения постоянного тока, причем, если все еще присутствует состояние перегрузки, во-вторых, предотвращается подача мощности источником 4 напряжения постоянного тока на электрическое устройство 111, имеющее второе наибольшее расстояние до источника напряжения постоянного тока, и т.д. до тех пор, пока источник 4 напряжения постоянного тока не обнаружит, что больше не присутствует состояние перегрузки, после чего источник 4 напряжения постоянного тока включает подачу мощности.
Блок снижения может содержать пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю вводить соответствующее время задержки непосредственно в блок снижения. Блок снижения также может содержать блок хранения, в котором могут храниться назначения между временами задержки и расстояниями до источника напряжения постоянного тока, причем блок снижения может содержать графический пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю вводить соответствующее расстояние, или блок снижения может быть выполнен с возможностью определения соответствующего расстояния, причем блок снижения может быть дополнительно выполнен с возможностью определения времени задержки, основанной на расстоянии, и назначений между расстояниями и временами задержки. Для определения соответствующего расстояния в блоке снижения могут быть реализованы известные методы измерения расстояния. Например, блок снижения может быть выполнен с возможностью выполнения точного измерения напряжения и определения расстояния, основываясь на этом напряжении. В частности, так как напряжение падает от источника напряжения постоянного тока с увеличением расстояния до источника напряжения постоянного тока из-за сопротивления в электрическом проводнике, а также при подключении и переключении устройств, расстояние до источника напряжения постоянного тока может быть определено на основе измеренного напряжения.
Фиг. 5 изображает схематически и в качестве примера другой вариант осуществления системы постоянного тока. Система 205 постоянного тока содержит источник 4 напряжения постоянного тока, электрически соединенный с электрическими устройствами 208, 209, 210 при помощи электрического проводника 206, являющегося электрической шиной. Источник 4 напряжения постоянного тока и электрический проводник 206 могут быть подобны источникам напряжения постоянного тока и электрическим проводникам, описанным выше со ссылкой на фиг. 1 и 3. Электрическими устройствами 208, 209, 210 могут быть источники света, датчики или другие электрические устройства. Система 205 постоянного тока дополнительно содержит устройство 201 обнаружения перегрузки, схематически и в качестве примера показанное на фиг. 6. Устройство 201 обнаружения перегрузки содержит блок 202 обнаружения перегрузки для определения состояния перегрузки в системе 205 постоянного тока и блок 203 снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством, если блок 202 обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. Блок 202 обнаружения перегрузки может быть подобен блоку 2 обнаружения перегрузки, описанному выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Блок 203 снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическими устройствами 208, 209, 210 одного за другим от источника 4 напряжения постоянного тока в соответствии с порядком, определяемым их соответствующими нагрузками, до тех пор, пока обнаруживается состояние перегрузки. Предпочтительно, что электрические устройства 208, 209, 210 отключаются одно за другим в порядке увеличения нагрузки, т.е. отключаются, во-первых, электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, во-вторых, электрическое устройство, имеющее вторую наименьшую нагрузку, и т.д. до тех пор, пока обнаруживается состояние перегрузки. Чтобы дать возможность блоку 203 снижения включать и отключать электрические устройства 208, 209, 210, блок 203 снижения содержит контроллер для управления электрическими устройствами 208, 209, 210 посредством механизма 214 связи, подобного ZigBee. Блок 203 снижения может быть выполнен с возможностью восстановления потребления мощности электрическим устройством, если, в соответствии с порядком, было предотвращено потребление мощности следующим электрическим устройством. Таким образом, электрические устройства 208, 209, 210 могут быть отключены одно за другим в порядке увеличения нагрузки, причем электрическое устройство снова включается, если отключается следующее электрическое устройство, т.е., во-первых, отключается электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, во-вторых, отключается электрическое устройство, имеющее вторую наименьшую нагрузку, и снова включается электрическое устройство, имеющее наименьшую нагрузку, и т.д. до тех пор, пока обнаруживается состояние перегрузки. Альтернативно, блок 203 снижения может быть выполнен с возможностью управления электрическими устройствами 208, 209, 210 в соответствии с другим алгоритмом упаковки в контейнер.
Электрические устройства 208, 209, 210 могут быть выполнены с возможностью посылки их нагрузок на блок 203 снижения посредством механизма 214 связи. Альтернативно, нагрузки электрических устройств 208, 209, 210 могут сохраняться в блоке хранения блока 203 снижения, причем сохраненные нагрузки могут быть введены пользователем после того, как будут измерены нагрузки электрических устройств 208, 209, 210. В другом варианте осуществления блок снижения может быть выполнен с возможностью определения нагрузок электрических устройств, или другой блок может использоваться для определения нагрузок электрических устройств, причем определенные нагрузки могут указываться блоку снижения посредством механизма связи, подобного ZigBee, позволяя блоку снижения предотвращать потребление мощности электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока в соответствии с их нагрузками.
Как правило, блок 203 снижения может быть выполнен с возможностью запроса на потребление меньшей мощности электрическим устройством в соответствии с правилами запроса, если обнаруживается состояние перегрузки. Таким образом, подобно компонентам интеллектуальной сети блок 203 снижения может запрашивать одно или несколько электрических устройств на потребление меньшей мощности, так что может быть устранено состояние перегрузки. Правила запроса могут определять, какие электрические устройства должны быть отключены, если обнаруживается состояние перегрузки. Например, если электрические устройства 208, 209, 210 представляют собой лампы для освещения комнат, правила запроса могут определять, что некоторые лампы в некоторых комнатах отключаются, тогда как другие лампы не отключаются, например, чтобы гарантировать минимальный требуемый уровень освещения. Кроме того, блок 203 снижения может быть выполнен с возможностью определения наименьшего количества электрических устройств, так что, если предотвращается потребление мощности этими электрическими устройствами от источника 4 напряжения постоянного тока, состояние перегрузки больше не присутствует, и предотвращения потребления мощности этими электрическими устройствами от источника 4 напряжения постоянного тока. Например, блок 203 снижения может быть выполнен с возможностью определения электрического устройства, имеющего нагрузку, являющуюся достаточно большой, чтобы вывести систему 205 постоянного тока немедленно обратно на допустимую полную нагрузку.
Фиг. 7 изображает схематически и в виде примера другой вариант осуществления системы постоянного тока. Система 305 постоянного тока, показанная на фиг. 7, содержит первый источник 4 напряжения постоянного тока, электрические проводники 306, 307, 316 для электрического соединения источника 4 напряжения постоянного тока с первым, вторым и третьим электрическими устройствами 308, 309, 310, второй источник 315 напряжения постоянного тока с блоком 340 обнаружения перегрузки источника напряжения и первое и второе устройства 301, 317 обнаружения перегрузки. Источники 4, 315 напряжения постоянного тока подобны источникам напряжения постоянного тока, описанным выше со ссылкой на фиг. 1, 3 и 5. Электрические проводники 306, 307, 316 подобны электрическим проводникам, описанным выше со ссылкой на фиг. 1, 3 и 5, и предпочтительно представляют собой электрические шины. Электрическими устройствами 308, 309, 310, например, являются лампы, датчики или другие электрические устройства. Устройства 301, 317 обнаружения перегрузки выполняют связь с электрическими устройствами 308, 309, 310 посредством механизма 314 связи, которым может быть механизм ZigBee. Первое и второе устройства 301, 317 связи являются подобными, причем первое устройство 301 обнаружения перегрузки схематически и в виде примера показано на фиг. 8.
Первое устройство 301 обнаружения перегрузки содержит блок 302 обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе 305 постоянного тока и блок 303 снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством, если блок 302 обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки. Блок 302 обнаружения перегрузки подобен блокам обнаружения перегрузки, описанным выше со ссылкой на фиг. 2, 4 и 6. Блок 303 снижения содержит контроллер, подобный микроконтроллеру, и элемент связи для выполнения связи с электрическими устройствами 308, 309, 310 посредством механизма 314 связи. В частности, блок 303 снижения принимает нагрузки электрических устройств 308, 309, 310 посредством механизма 314 связи и содержит переключатель для отключения цепи в соответствии с правилами отключения, которые могут храниться в блоке хранения блока 303 снижения. Правила отключения определяют, какое устройство обнаружения перегрузки должно отключить цепь в зависимости от каких состояний нагрузки. Это позволяет получить некоторый вид выравнивания нагрузки. Например, если известно, что первое электрическое устройство 308 и/или третье электрическое устройство 310 иногда требует мощность, приводящую к состоянию перегрузки, правила отключения могут определять, что первый блок 301 обнаружения перегрузки должен отключать цепь всякий раз, когда первое электрическое устройство 308 требует слишком много мощности, так что второе электрическое устройство 309 все еще питается от второго источника 315 подачи мощности. Правила отключения могут дополнительно определять, что второе устройство 317 обнаружения перегрузки отключает цепь всякий раз, когда первое электрическое устройство 308 требует относительно низкую мощность, в частности, выключается, и третье электрическое устройство 310 требует относительно большой мощности. В данном случае, второе электрическое устройство 309 питается от первого источника 4 напряжения постоянного тока. Устройства 301, 317 обнаружения перегрузки разделяют сегменты, так что достигается оптимизированное выравнивание мощности.
Фиг. 9 изображает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую в качестве примера вариант осуществления способа обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе постоянного тока, содержащей источник напряжения постоянного тока и несколько электрических устройств, электрически соединенных с источником напряжения постоянного тока.
На этапе 401 блок обнаружения перегрузки устройства обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки, и на этапе 402 мощность, потребляемая электрическим устройством из нескольких электрических устройств, снижается блоком снижения устройства обнаружения перегрузки, если блок обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки.
Системы распределения мощности постоянного тока могут приводить к упрощению компонентов полезной выходной мощности, к экономии энергии посредством снижения потерь на распределение и преобразование, а также к упрощенному интегрированию локальных источников экологически чистой энергии. В системе распределения мощности постоянного тока источник напряжения постоянного тока может содержать блок преобразования переменного тока в постоянный ток (AC/DC) для преобразования напряжения переменного тока (AC-напряжения) в требуемое напряжение постоянного тока. Альтернативно или в дополнение, источник энергии постоянного тока, в частности возобновляемый источник энергии постоянного тока, может использоваться в качестве источника напряжения постоянного тока. По соображениям безопасности источник напряжения постоянного тока предпочтительно ограничивает подаваемое напряжение и ток. Например, источник напряжения постоянного тока может быть выполнен с возможностью выполнения спецификации альянса EMerge, требующей соответствия национальным правилам установки электрооборудования Национальной ассоциации по пожарной безопасности (NFPA) для установок постоянного тока низкого напряжения (24 В), таким образом ограничивая допустимую мощность до 100 ВА на электрический проводник, в частности, на электрическую шину.
На практике, нагрузка может быть выше прогностической, и могут происходить перегрузки. Такая перегрузка может создаваться нестабильностью системы постоянного тока в конкретных рабочих фазах, подобных начальной загрузке возможностей после включения или импульсной помехе в питающей сети. В самоуправляемых системах может быть добавлено больше электрических устройств, чем было предусмотрено для эксплуатации, что также может привести к состоянию перегрузки.
Известные источники напряжения постоянного тока, подобные источнику напряжения постоянного тока компании NexTek, постоянно контролируют полную нагрузку на единственной электрической шине. Как только обнаруживается перегрузка, он полностью отключает электрическую шину со всеми нагрузками, подсоединенными к ней, и затем переходит в режим, в котором он пытается подать мощность на электрическую шину. В частности, он проверяет, присутствует ли еще перегрузка. Если она еще присутствует, он снова отключает подачу мощности. Обычно перегрузка все еще присутствует, так как нагрузка не была приведена в порядок, пока не будет выполнено некоторое ручное вмешательство. Следовательно, электроника источника напряжения постоянного тока переходит в режим живой блокировки, из которого она не может выйти, и необходимо срочно вызывать специалиста по установке оборудования. В зависимости от точной комбинации периферийных устройств и источника подачи мощности могут быть опасные побочные эффекты для пользователя, подобные мерцанию света, постоянному отключению и включению.
Описанное выше устройство обнаружения перегрузки со ссылкой, например, на фиг. 1 и 2 позволяет получить автоматическое восстановление частей установки во время перегрузки. Целостность и стабильность установки может гарантироваться без внешнего вмешательства. Имеется меньшая срочность вызова специалистов по техническому обслуживанию, так как это не представляет опасности для целостности системы. Если происходит более одной перегрузки, система все еще будет функционировать, и она, как правило, не полностью отключится. Кроме того, перед тем как произойдет перегрузка, перегрузка может дополнительно использоваться для указания доступного запаса нагрузки, который могут поддерживать одна или несколько электрических шин. Например, устройство 201 обнаружения перегрузки, описанное выше со ссылкой на фиг. 5 и 6, может принимать мощность, требуемую электрическими устройствами 208, 209, 210, и может сравнивать результирующую требуемую полную мощность с полной доступной мощностью, чтобы определить, сколько осталось мощности для возможных дополнительных электрических устройств, которые могут быть установлены. Устройство обнаружения перегрузки может содержать дисплей, позволяющий устройству обнаружения перегрузки показывать пользователю оставшуюся доступную мощность.
Устройство обнаружения перегрузки может рассматриваться как максимальный автоматический выключатель, т.е. малая часть электроники, которая при нормальной работе гарантирует, что энергия протекает по обеим сторонам, но отключает электрическую цепь, если обнаруживается состояние перегрузки. Этот обнаружитель может быть добавлен в специальную электрическую шину, или, альтернативно, он может быть выполнен в виде соединителя между существующими имеющимися в наличии электрическими шинами.
Максимальный автоматический выключатель проверяет наличие состояний перегрузки на электрической шине и, если обнаруживается перегрузка, отключает электрическую цепь. Это обнаружение перегрузки обычно не требуется для безопасности и может быть основано на том факте, что при состоянии перегрузки источник напряжения постоянного тока уже может отключить подачу мощности. В результате отключения в положении максимального автоматического выключателя отключается только часть электрической шины, т.е. часть электрической шины на стороне автоматического выключателя, который не подсоединен к источнику напряжения постоянного тока, т.е. не подсоединен к источнику подачи мощности. Таким образом, нагрузка снижается до уровня ниже разрешенного предела мощности, но основная часть электрической шины все еще может функционировать.
Механизмы восстановления после неисправности в источнике напряжения постоянного тока могут успешно восстанавливать, потому что после повторной подачи мощности подается мощность только на меньшую часть одной из нескольких электрических шин, на которые подается мощность. Как упомянуто выше со ссылкой на фиг. 3 и 4, чтобы гарантировать, что наибольшая возможная часть остается с подачей мощности, максимальный автоматический выключатель может добавить задержку перед отключением. Задержка предпочтительно выбирается такой, что она уменьшается с увеличением расстояния до соединителя источника подачи мощности. Это расстояние может кодироваться, например, посредством конфигурации при интегрировании в электрические шины. Расстояние также может обнаруживаться автоматически. Тогда первый максимальный автоматический выключатель, самый дальний от соединителя источника подачи мощности, отключает оставшуюся часть электрической шины. Если это является достаточным, восстановление неисправности источника подачи мощности автоматически перезапускает оставшуюся часть нагрузок, т.е. электрических устройств. Если нет, следующий максимальный автоматический выключатель отключает, и т.д.
В одном варианте осуществления механизм управления, который может основываться на ZigBee, может использоваться для улучшения восстановления. Например, после того как первоначальная цепь была разомкнута максимальным автоматическим выключателем, т.е. устройством обнаружения перегрузки, и источник подачи мощности обеспечил свой автоматический перезапуск, объект в системе, например, максимальный автоматический выключатель, может определить, какое устройство имеет самую низкую нагрузку на систему. Это может быть сделано посредством использования ZigBee, в частности, посредством использования атрибутов ZigBee и/или посредством использования предыдущих измерений нагрузки. Например, максимальный автоматический выключатель, который отключает перегрузку, может определить электрическое устройство, имеющее наименьшую возможную нагрузку на систему. Посредством механизма управления он может отключить это электрическое устройство. Это удаляет нагрузку из системы. Он затем отменяет свое собственное отключение перегрузки и, по существу, повторно подсоединяет электрические шины. Если электрическое устройство, которое было отключено, является достаточно большим, чтобы привести обратно нагрузку на систему под границу, например, 100 ВА, система успешно восстанавливается, и отключается только одна нагрузка. Если отключение этой единственной нагрузки, т.е. этого единственного электрического устройства, было недостаточным и, если полная нагрузка на электрическую шину все еще слишком большая, может запускаться другой обход перегрузок мощности, отключение перегрузки и восстановление. В другом варианте осуществления максимальный автоматический выключатель может быть выполнен с возможностью отключения электрического устройства, имеющего нагрузку, которая является достаточно большой, чтобы привести систему немедленно обратно к допустимой полной нагрузке. Кроме того, интерфейсы, подобные интеллектуальной сети, могут использоваться для запроса электрических устройств на потребление меньшей мощности. Автоматическое восстановление вместе с существующими механизмами восстановления в источниках подачи мощности позволяют значительно большей части системы постоянного тока продолжать успешную работу перед вызовом специалистов по монтажу оборудования.
Стандарт EMerge обеспечивает стандарт для электрических шин, используемых, например, посредством электрических шин Armstrong, которые представляют собой металлические шины с 2×2 электрическими слоями, но которые не содержат электроники. Устройство обнаружения перегрузки может интегрироваться в такую электрическую шину, которая дополнительно имеет одинаковые электрические и механические свойства. Стандарт EMerge также задает механические особенности для соединения электрических шин. Устройство обнаружения перегрузки предпочтительно выполнено так, что оно удовлетворяет этому стандарту таким образом, что оно может рассматриваться как независимый соединитель, который подходит к электрическим шинам, которые удовлетворяют стандарту EMerge. Альтернативно, устройство обнаружения перегрузки также может быть выполнено с возможностью интегрирования в электрическую шину. Устройство обнаружения перегрузки может быть выполнено с возможностью выполнения ограничений на мощность Норм проектирования, установки и эксплуатации электрического оборудования США, основываясь на безопасности. В частности, устройство обнаружения перегрузки может быть выполнено с возможностью проверки предела в 100 ВА (24 В при максимальном токе 4 А) для общего UL класса 2.
Электроника устройства обнаружения перегрузки может содержать блок обнаружения перегрузки, подобный обнаружителю нулевой мощности, и блок снижения, который может включать в себя блок переключения для отключения цепи при перегрузке и необязательно механизм выбора нагрузки или шины и средство связи/управления для отключения конкретных нагрузок посредством, например, ZigBee. Например, со ссылкой на фиг. 3 в варианте осуществления устройства 101, 113 и 114 обнаружения перегрузки могут быть выполнены для регулярного сбора информации, касающейся использования мощности и энергии от электрических устройств 108-112, или другой характерной для применения информации, такой как является ли электрическое устройство 108 устройством аварийного освещения, и является ли электрическое устройство 112 игровой консолью. Устройства обнаружения перегрузки дополнительно могут быть выполнены с возможностью селективного отключения по меньшей мере одного из электрических устройств 108-112, если было обнаружено состояние перегрузки, основываясь на собранной информации. Например, если было обнаружено состояние перегрузки, устройство 114 обнаружения перегрузки может отключить игровую консоль 112, и устройство 101 обнаружения перегрузки не отключает устройство 108 аварийного освещения. Может обеспечиваться выбор шины, например, посредством использования нескольких устройств обнаружения перегрузки между несколькими электрическими шинами и источником напряжения постоянного тока, причем каждое из этих устройств обнаружения перегрузки располагается так, что отключается соответствующая вся электрическая шина, если соответствующее устройство обнаружения перегрузки отключает цепь.
Устройство обнаружения перегрузки может содержать блок управления, в частности, блок снижения устройства обнаружения перегрузки может содержать блок управления. Например, устройство обнаружения перегрузки может воспринимать перегрузку, и, если контроллер мощности, т.е. источник напряжения постоянного тока, отключает одну или несколько электрических шин, устройство обнаружения перегрузки может независимо отключать наименьшую нагрузку. Подача мощности затем может быть запущена снова, и на одну или несколько электрических шин будет снова подана мощность, и они будут функциональными, если отключение наименьшей нагрузки привело к устранению состояния перегрузки. Если все еще существует перегрузка, устройство обнаружения перегрузки может включить наименьшую нагрузку и отключить следующую наименьшую нагрузку. Таким образом может быть обнаружена перегрузка, и на одну или несколько электрических шин все же будет подаваться мощность со значительным количеством электрических устройств. Этот механизм восприятия также может использоваться для выравнивания нагрузки, если доступна информация о мощности источников. Кроме того, устройство обнаружения перегрузки также может использовать информацию о функции нагрузки и действовать соответствующим образом. Например, оно может включить только некоторые лампы в конкретной комнате или конкретную группу ламп, чтобы гарантировать, что все же обеспечивается минимально требуемый уровень освещения. Или устройство обнаружения перегрузки может отключить конкретный тип нагрузки, например, оно может предпочтительно отключить направленный свет, а не общий свет. Выравнивание нагрузки/сброс пиковой нагрузки также может использоваться для встречной закупки самой дешевой доступной мощности, поступающей из питающей сети или непосредственно от электростанций. Например, на фиг. 7 первый источник 4 напряжения постоянного тока и второй источник 315 напряжения постоянного тока могут соответствовать разным видам источников энергии, подобным альтернативному источнику энергии у заказчика, блоку хранения энергии, такому как батарея, источник энергии с ценой по запросу и т.д. Устройства 301, 317 обнаружения перегрузки могут быть выполнены с возможностью отключения цепи, так что требуемый источник напряжения постоянного тока подает мощность на электрические устройства. В одном варианте осуществления устройства обнаружения перегрузки являются устройствами с электропитанием от батарей и могут выполнять связь с ведущим устройством в системе постоянного тока, которая также может рассматриваться как сеть распределения напряжения постоянного тока. Ведущее устройство может интегрироваться в источник напряжения постоянного тока, и оно может быть выполнено с возможностью выполнения других операций, касающихся распределения напряжения.
В одном варианте осуществления устройства обнаружения перегрузки могут быть выполнены так, что после того, как устройство обнаружения перегрузки обнаружит состояние перегрузки, происходит связь между устройствами обнаружения перегрузки и необязательно электрическими устройствами. Для выполнения связи устройства могут содержать блоки связи, которые могут быть выполнены с использованием ZigBee. Связь открывает информацию, основываясь на которой может быть принято решение, какое действие необходимо выполнить, например, какое устройство обнаружения перегрузки должно отключить цепь. Информация, например, представляет собой информацию о мощности, потребляемой соответствующими электрическими устройствами.
Система постоянного тока может быть выполнена в соответствии со стандартом альянса EMerge сети 24 В постоянного тока. Она может быть адаптирована для всех видов применения в профессиональном применении и применения у заказчика/малого-домашнего офиса (SOHO). В частности, она может быть выполнена для освещения, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), восприятия, центра данных, оборудования для рабочего места и других применений.
Хотя в описанных выше вариантах осуществления ZigBee предпочтительно используется в качестве механизма связи, в других вариантах осуществления может использоваться также другой механизм связи, подобный протоколу Интернета (IP) или цифровому адресному интерфейсу освещения (DALI).
Другие разновидности описанных вариантов осуществления могут быть осмыслены и осуществлены специалистами в данной области техники при осуществлении на практике заявленного изобретения, из изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения.
В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и единственное число не исключает множественности.
Единственный блок или устройство может выполнять функции нескольких элементов, изложенных в формуле изобретения. Простой факт, что некоторые меры излагаются во взаимно-разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает того, что комбинация этих мер не может использоваться для получения преимущества.
Операции, подобные обнаружению состояния перегрузки, снижению мощности, потребляемой электрическими устройствами, связи между электрическими устройствами и устройствами обнаружения перегрузки, сравнению настоящих нагрузок с пределами нагрузок, определению требуемых действий, основываясь на заданных правилах, и т.д., выполняемые одним или несколькими блоками или устройствами, могут выполняться любым другим количеством блоков или устройств. Например, операции, описанные выше, выполняемые блоком снижения, также могут выполняться любым другим количеством разных блоков или устройств. Эти операции и/или управление устройством обнаружения перегрузки и, таким образом, системой постоянного тока в соответствии со способом обнаружения перегрузки могут быть реализованы в виде средства программного кода компьютерной программы и/или выделенных аппаратных средств.
Компьютерная программа может сохраняться/распределяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель информации или твердотельный носитель, поставляемый вместе с или как часть других аппаратных средств, но также может распределяться в других видах, таких как по Интернету или по другим проводным или беспроводным системам связи.
Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны истолковываться как ограничивающие объем.
1. Устройство обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе (5; 105; 205; 305) постоянного тока, содержащей источник (4; 315) напряжения постоянного тока и несколько электрических устройств (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310), электрически соединенных с источником (4; 315) напряжения постоянного тока, причем устройство (1; 101; 201; 301, 317) обнаружения перегрузки содержит:
- блок (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки,
- блок (3; 103; 2 03; 303) снижения для снижения мощности, потребляемой электрическим устройством из нескольких электрических устройств (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310), если блок (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки,
отличающееся тем, что блок (203) снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическими устройствами (208, 209, 210) одного за другим от источника (4) напряжения постоянного тока в соответствии с порядком, определенным их соответствующими нагрузками, пока обнаруживается состояние перегрузки.
2. Устройство обнаружения перегрузки по п. 1, в котором блок (3; 103; 203; 30 3) снижения выполнен с возможностью предотвращения потребления мощности электрическим устройством из нескольких электрических устройств (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310) от источника (4; 315) напряжения постоянного тока, если блок (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки.
3. Устройство обнаружения перегрузки по п. 2, в котором устройство (1; 101; 201; 301, 317) обнаружения перегрузки выполнено с возможностью расположения между источником (4; 315) напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств, причем блок (3; 103; 203; 303) снижения выполнен с возможностью разрыва электрического соединения между источником (4; 315) напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств, если блок (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки.
4. Устройство обнаружения перегрузки по п. 3, в котором устройство обнаружения перегрузки выполнено с возможностью интегрирования в электрический проводник для электрического соединения нескольких электрических устройств с источником напряжения постоянного тока в расположении между источником напряжения постоянного тока и по меньшей мере одним из нескольких электрических устройств.
5. Устройство обнаружения перегрузки по п. 2, в котором блок (103) снижения выполнен с возможностью ожидания времени задержки после того, как будет обнаружено состояние перегрузки, и перед тем, как будет предотвращено потребление мощности электрическим устройством от источника напряжения постоянного тока.
6. Устройство обнаружения перегрузки по п. 1, в котором блок (203) снижения выполнен с возможностью отключения электрических устройств одного за другим в порядке повышения нагрузки.
7. Устройство обнаружения перегрузки по п. 6, в котором блок (203) снижения выполнен с возможностью восстановления потребления мощности электрическим устройством, если, в соответствии с порядком повышения нагрузки, было предотвращено потребление мощности следующим электрическим устройством.
8. Устройство обнаружения перегрузки по п. 2, в котором блок (203) снижения выполнен с возможностью определения наименьшего количества электрических устройств, так что, если предотвращено потребление мощности этими электрическими устройствами от источника (4) напряжения постоянного тока, состояние перегрузки больше не присутствует, и предотвращения потребления мощности этими электрическими устройствами от источника напряжения постоянного тока.
9. Устройство обнаружения перегрузки по п. 1, в котором блок (203) снижения выполнен с возможностью запроса на потребление меньшей мощности электрическим устройством в соответствии с правилами запроса, если обнаружено состояние перегрузки.
10. Электрический проводник для электрического соединения источника напряжения постоянного тока с несколькими электрическими устройствами, причем электрический проводник содержит устройство обнаружения перегрузки по п. 1.
11. Система постоянного тока, содержащая:
- источник (4; 315) напряжения постоянного тока для подачи мощности постоянного тока на электрические устройства (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310),
- электрические устройства (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310),
- электрический проводник (6, 7; 106, 107, 116, 141; 20 6; 306, 307, 316) для электрического соединения источника (4; 315) напряжения постоянного тока с электрическими устройствами (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310),
- устройство (1; 101; 201; 301, 317) обнаружения перегрузки по п. 1.
12. Система постоянного тока по п. 11, в которой источник (4; 315) напряжения постоянного тока содержит блок обнаружения перегрузки источника напряжения для обнаружения состояния перегрузки в системе (5; 105; 205; 305) постоянного тока, причем источник (4; 315) напряжения постоянного тока выполнен с возможностью отключения подачи мощности, если обнаруживается состояние перегрузки, и включения подачи мощности, если перегрузка больше не обнаруживается.
13. Система постоянного тока по п. 12, в которой устройство (1; 101; 201; 301, 317) обнаружения перегрузки выполнено с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и снижения потребления мощности в первой временной длительности, причем источник (4; 315) напряжения постоянного тока выполнен с возможностью выполнения процедур обнаружения перегрузки и отключения подачи мощности во второй временной длительности, причем первая временная длительность меньше второй временной длительности.
14. Способ обнаружения перегрузки для обнаружения состояния перегрузки в системе (5; 105; 205; 305) постоянного тока, содержащей источник (4; 315) напряжения постоянного тока и несколько электрических устройств (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310), электрически соединенных с источником (4; 315) напряжения постоянного тока, причем способ обнаружения перегрузки содержит этапы, на которых:
- обнаруживают состояние перегрузки блоком (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки,
- снижают мощность, потребляемую электрическим устройством из нескольких электрических устройств (8, 9, 10; 108 … 112; 208, 209, 210; 308, 309, 310), посредством блока (3; 103; 203; 303) снижения, если блок (2; 102; 202; 302) обнаружения перегрузки обнаруживает состояние перегрузки, отличающийся тем, что содержит этап, на котором
- предотвращают потребление мощности электрическими устройствами (208, 209, 210) одним за другим от источника (4) напряжения постоянного тока в соответствии с порядком, определяемым их соответствующими нагрузками, пока обнаруживается состояние перегрузки.
15. Компьютерно-читаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером инструкции для выполнения этапов способа обнаружения перегрузки в системе постоянного тока по п. 14.
