-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der chinesischen Patentanmeldung Nr.
CN202110310080.0 , die am 23. März 2021 beim chinesischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Erfindungsfeld
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen allgemein das Gebiet der Leistungssteuerung und insbesondere einen Leistungsüberwacher und ein Leistungsüberwachungssystem, die flexible und für verschiedene Lasten geeignete Erfassungsfunktionen eines großen Bereichs oder mehrerer Bereiche von Strömen/Spannungen realisieren können.
-
Stand der Technik
-
Ein Leistungsüberwacher wird in weiter Verbreitung in der industriellen Produktion und im Alltag von Menschen verwendet, um die durch verschiedene Lasten verbrauchte elektrische Energie zu überwachen. Gewöhnlich wird ein Strom- oder Spannungswandler verwendet, um den Elektrische-Energie-Messer mit der Lastschaltung zu verbinden, wobei der Strom- oder Spannungswandler den Strom oder die Spannung von der Lastschaltung zu einem für die Messung des Elektrische-Energie-Messers geeigneten Wert wandelt.
-
Der durch den Elektrische-Energie-Messer fließende Strom weist gewöhnlich einen bestimmten Arbeitsbereich auf. Der außerhalb dieses Bereichs liegender Strom führt zu einer Überlast oder Unterlast des Leistungsüberwachers, sodass dieser nicht normal betrieben werden kann. Um den Strom/die Spannung in Schaltungen mit verschiedenen Lasten zu messen, muss gewöhnlich zwischen verschiedenen Strom- oder Spannungswandlern gewechselt werden, um einen entsprechenden gewandelten Strom oder eine entsprechend gewandelte Spannung zu erhalten, wodurch ein unpraktischer Messbetrieb verursacht wird. Verschiedene Strom- oder Spannungswandler weisen verschiedene Strom- oder Spannungswandlungsverhältnisse auf, sodass auch die Software oder Hardware in dem Leistungsüberwacher oder Elektrische-Energie-Messer entsprechend konfiguriert werden muss, was natürlich unpraktisch für Benutzer ist, die den Leistungsüberwacher frei für verschiedene Lasten verwenden möchten.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, wenigstens einen Aspekt der oben genannten Nachteile zu beseitigen oder abzuschwächen.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsüberwacher vorgesehen, der umfasst: einen Strom-/Spannungswandler; einen Elektrische-Energie-Messer, der in Reihe mit dem Strom-/Spannungswandler verbunden ist; und wenigstens ein Stromregelungselement, das zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer verbunden ist. Der Strom-/Spannungswandler wird verwendet, um den Elektrische-Energie-Messer mit einer Last zu verbinden, um die durch die Last verbrauchte elektrische Energie mittels dem Elektrische-Energie-Messer zu messen. Wenn ein von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließender Strom größer als oder gleich einem Schwellwertstrom ist, reduziert das wenigstens eine Stromregelungselement den Strom auf weniger als einen maximalen Nennstrom des Elektrische-Energie-Messers.
-
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Leistungsüberwacher weiterhin wenigstens ein Schaltelement, das konfiguriert ist, um ein entsprechendes Stromregelungselement in Reihe mit dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem Schwellwertstrom ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jedes Schaltelement einen ersten Ein-Zustand und einen zweiten Ein-Zustand auf, wobei jedes Schaltelement derart konfiguriert ist, dass: (i) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom kleiner als der Schwellwertstrom ist, das Schaltelement in dem ersten Ein-Zustand ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer herzustellen; und (ii) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem Schwellwertstrom ist, das Schaltelement zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet wird, um das entsprechende Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das wenigstens eine Stromregelungselement ein erstes Stromregelungselement und ein zweites Stromregelungselement und umfasst das wenigstens eine Schaltelement ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement; wobei das erste Schaltelement konfiguriert ist, um das erste Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem ersten Schwellwertstrom ist; und wobei das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement jeweils konfiguriert sind, um das erste Stromregelungselement und das zweite Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich einem zweiten Schwellwertstrom, der größer als der erste Schwellwertstrom ist, ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erste Schaltelement derart konfiguriert, dass: (i) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom kleiner als der erste Schwellwertstrom ist, das erste Schaltelement in dem ersten Ein-Zustand ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer herzustellen; und (ii) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem ersten Schwellwertstrom ist, das erste Schaltelement zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet wird, um das erste Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden; und ist das zweite Schaltelement derart konfiguriert, dass: (i) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom kleiner als der zweite Schwellwertstrom ist, das zweite Schaltelement in dem ersten Ein-Zustand ist, sodass das erste Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer über das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement verbunden ist und das zweite Stromregelungselement von dem Strom-/Spannungswandler getrennt ist; und (ii) wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem zweiten Schwellwertstrom ist, das zweite Schaltelement zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet wird, sodass das erste Stromregelungselement und das zweite Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer über das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement verbunden sind.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement in dem ersten Ein-Zustand, wenn der Leistungsüberwacher gestartet wird; und befinden sich das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement in dem zweiten Ein-Zustand, nachdem sie zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet wurden, bis der Leistungsüberwacher neu gestartet wird.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Elektrische-Energie-Messer konfiguriert, um den durch den Strom-/Spannungswandler gewandelten Strom basierend auf wenigstens einem Stromregelungskoeffizienten des Stromregelungselements zu bestimmen, wenn das Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer verbunden ist.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wenigstens eine Stromregelungselement ein induktives Element.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wenigstens eine Schaltelement ein Relais.
-
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst der Leistungsüberwacher weiterhin ein Widerstandselement, das in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer verbunden ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsüberwachungssystem vorgesehen, das umfasst: wenigstens einen Leistungsüberwacher, wobei jeder Leistungsüberwacher vorgesehen ist, um die durch eine entsprechende Last verbrauchte elektrische Energie zu überwachen; wenigstens eine Datenübertragungseinheit, die mit einem entsprechenden Leistungsüberwacher verbunden ist, um Datensignale in Bezug auf die durch den Leistungsüberwacher überwachte elektrische Energie zu empfangen und zu senden; einen Datenbank-Server, der konfiguriert ist zum Empfangen des Datensignals von jeder Datenübertragungseinheit und zum Analysieren der Datensignale durch eine Datenfusion, um mit jeder Last assoziierte Elektrische-Energie-Daten zu erhalten; und eine Anzeigeeinrichtung, die konfiguriert ist für eine Verbindung mit einem Datenbank-Server und zum Anzeigen der erhaltenen Elektrische-Energie-Daten.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die wenigstens eine Datenübertragungseinheit einen drahtlosen Datensender.
-
Figurenliste
-
Die vorstehend genannten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
- 1 ist ein Schaltdiagramm, das schematisch einen Leistungsüberwacher gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine schematische Ansicht, die ein Leistungsüberwachungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 3 ist ein Kurvendiagramm, das einen durch einen Leistungsüberwacher oder ein Leistungsüberwachungssystem erhaltenen Änderungstrend eines Lastenergieverbrauchs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
-
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um einander entsprechende Elemente zu bezeichnen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch durch andere Ausführungsformen realisiert werden und ist also nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die hier beschriebenen Ausführungsformen sollen das Konzept der Erfindung für den Fachmann verdeutlichen.
-
In der folgenden beispielhaften Beschreibung werden für die beschriebenen Ausführungsformen zahlreiche spezifische Details erläutert. Es sollte jedoch deutlich sein, dass eine oder mehrere Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details realisiert werden können. Wohlbekannte Aufbauten und Einrichtungen werden lediglich schematisch gezeigt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
-
Gemäß dem allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsüberwacher vorgesehen, der umfasst: einen Strom-/Spannungswandler; einen Elektrische-Energie-Messer, der in Reihe mit dem Strom-/Spannungswandler verbunden ist; und wenigstens ein Stromregelungselement, das zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer verbunden ist. Der Strom-/Spannungswandler wird verwendet, um den Elektrische-Energie-Messer mit einer Last zu verbinden, um die durch die Last verbrauchte elektrische Energie mittels des Elektrische-Energie-Messers zu messen. Wenn ein von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließender Strom größer als oder gleich einem Schwellwertstrom ist, reduziert das wenigstens eine Stromregelungselement den Strom auf weniger als einen maximalen Nennstrom des Elektrische-Energie-Messers.
-
Gemäß einem anderen allgemeinen Konzept der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsüberwachungssystem vorgesehen, das umfasst: wenigstens einen Leistungsüberwacher, wobei jeder Leistungsüberwacher vorgesehen ist, um die durch eine entsprechende Last verbrauchte elektrische Energie zu überwachen; wenigstens eine Datenübertragungseinheit, die mit einem entsprechenden Leistungsüberwacher verbunden ist, um Datensignale in Bezug auf die durch den Leistungsüberwacher überwachte elektrische Energie zu empfangen und zu senden; einen Datenbank-Server, der konfiguriert ist zum Empfangen des Datensignals von jeder Datenüberwachungseinheit und zum Analysieren der Datensignale durch eine Datenfusion, um mit jeder Last assoziierte Elektrische-Energie-Daten zu erhalten; und eine Anzeigeeinrichtung, die konfiguriert ist für eine Verbindung mit einem Datenbank-Server und zum Anzeigen der erhaltenen Elektrische-Energie-Daten.
-
Wie in 1 gezeigt, ist ein Leistungsüberwacher 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, der verwendet werden kann zum Überwachen der Leistung oder des Leistungsverbrauchs von verschiedenen Lasten. Der Leistungsüberwacher 100 umfasst einen Strom-/Spannungswandler 110 und einen Elektrische-Energie-Messer 120. Der Strom-/Spannungswandler 110 wird verwendet zum Verbinden des Elektrische-Energie-Messers 120 mit einer Last 1 und zum Wandeln des Stroms oder der Spannung der Last 1 zu einem Wert, der für die Messung des Elektrische-Energie-Messers geeignet ist, wie etwa zu einem Wert innerhalb des Arbeitsbereichs, den der Elektrische-Energie-Messer messen kann, sodass die durch die Last 1 verbrauchte elektrische Energie durch den Elektrische-Energie-Messer 120 überwacht werden kann.
-
Die Last 1 ist mit einer primären Seite des Strom-/Spannungswandlers 110 verbunden, und der Strom-/Spannungs-Wandler 110 und der Elektrische-Energie-Messer 120 sind in Reihe verbunden, sodass also der Elektrische-Energie-Messer 120 in Reihe in einer sekundärseitigen Schaltung des Strom-/Spannungswandlers 110 verbunden ist. Wie in 1 gezeigt, weist der Strom-/Spannungswandler 110 einen ersten sekundärseitigen Anschluss 111 und einen zweiten sekundärseitigen Anschluss 112 auf, weist der Elektrische-Energie-Messer 120 einen ersten Anschluss 121 und einen zweiten Anschluss 122 auf, ist der erste Anschluss 121 (wie weiter unten beschrieben zum Beispiel indirekt über ein Schaltelement und/oder ein Stromregelungselement) mit dem ersten sekundärseitigen Anschluss 111 verbunden und ist der zweite Anschluss 122 (direkt oder indirekt, zum Beispiel über einen Widerstand) mit dem zweiten sekundärseitigen Anschluss 112 verbunden, sodass der Elektrische-Energie-Messer 120 in Reihe mit der sekundären Seite des Strom-/Spannungswandlers 110 verbunden ist.
-
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Leistungsüberwacher 100 auch wenigstens ein Stromregelungselement, das zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 verbunden ist. Wenn ein von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließender Strom größer als oder gleich einem Schwellwertstrom ist, reduziert der Leistungsüberwacher 110 den Strom auf weniger als den maximalen Nennstrom des Elektrische-Energie-Messers 120, um eine Überlastung des Elektrische-Energie-Messers zu vermeiden. Es sollte deutlich sein, dass obwohl in den meisten Fällen das Stromregelungselement verwendet wird, um den durch den Elektrische-Energie-Messer fließenden Strom zu reduzieren, in einigen Ausführungsformen das Stromregelungselement auch den durch den Strom-/Spannungswandler gewandelten Strom regeln (z.B. erhöhen) kann. Wenn also verschiedene Lasten gemessen werden, muss der Strom-/Spannungswandler hierfür nicht ausgetauscht werden. Weil das Stromregelungselement in dem Leistungsüberwacher vorgesehen ist, kann der Strom in der sekundärseitigen Schaltung des Strom-/Spannungswandlers zu dem für die Messung des Elektrische-Energie-Messers geeigneten Bereich eingestellt werden.
-
Der Elektrische-Energie-Messer bestimmt gewöhnlich den Strom und die Spannung der Last basierend auf dem Strom-/Spannungswandlungskoeffizienten (wie etwa dem Stromverhältnis oder Spannungsverhältnis) der Strom-/Spannungswandler und bestimmt dann die durch die Last verbrauchte elektrische Energie. Wenn gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer verbunden ist, bestimmt der Leistungsüberwacher oder sein Elektrische-Energie-Messer auch den durch den Strom-/Spannungswandler aus der Last gewandelten Strom basierend auf dem Stromregelungskoeffizienten des Stromregelungselements und bestimmt dann und zeigt die durch die Last verbrauchte elektrische Energie an. In der gezeigten Ausführungsform umfasst wenigstens ein Stromregelungselement ein induktives Element.
-
Der Leistungsüberwacher kann auch wenigstens ein Schaltelement umfassen, das derart konfiguriert ist, dass es eingeschaltet wird, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom größer als oder gleich dem Schwellwertstrom ist, um ein entsprechendes Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 zu verbinden, wobei das Stromregelungselement den in der sekundärseitigen Schaltung des Strom-/Spannungswandlers fließenden Strom zu einem Wert innerhalb des für die Messung des Elektrische-Energie-Messers geeigneten Bereich einstellen (z.B. reduzieren) wird. Außerdem kann das Schaltelement in einigen Beispielen auch eingeschaltet werden, um den Elektrische-Energie-Messer direkt (d.h. nicht über das Stromregelungselement) mit der Erde zu verbinden oder den Elektrische-Energie-Messer indirekt (d.h. über einen Widerstand und nicht über das Stromregelungselement) mit der sekundären Seite des Strom-/Spannungswandlers zu verbinden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom kleiner als der Schwellwertstrom ist.
-
Jedes Schaltelement weist wenigstens einen ersten Ein-Zustand und einen zweiten Ein-Zustand auf, wobei jedes Schaltelement konfiguriert ist, um in dem ersten Ein-Zustand zu sein, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom kleiner als der Schwellwertstrom ist, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer herzustellen (d.h. eine elektrische Verbindung nicht über ein Stromregelungselement, aber in einigen Beispielen möglicherweise über einen Widerstand). Weiterhin ist jedes Schaltelement auch konfiguriert, um zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet zu werden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler zu dem Elektrische-Energie-Messer fließende Strom größer als oder gleich dem Schwellwertstrom ist, um ein entsprechendes Stromregelungselement in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler und dem Elektrische-Energie-Messer zu verbinden. In der gezeigten Ausführungsform ist wenigstens ein Schaltelement ein Relais.
-
Wie in 1 gezeigt, umfasst das wenigstens eine Stromregelungselement ein erstes Stromregelungselement 130 und ein zweites Stromregelungselement 150 und umfasst das wenigstens eine Schaltelement ein erstes Schaltelement 140 und ein zweites Schaltelement 160. Das erste Schaltelement 140 ist konfiguriert, um das Stromregelungselement 130 in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 zu verbinden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom größer als oder gleich dem ersten Schwellwertstrom ist. In diesem Fall regelt nur das erste Stromregelungselement 130 den durch den Elektrische-Energie-Messer in der sekundärseitigen Schaltung des Strom-/Spannungswandlers 110 fließenden Strom. Wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom größer als oder gleich dem zweiten Schwellwertstrom, der größer als der erste Schwellwertstrom ist, ist, verbinden das erste Schaltelement 140 und das zweite Schaltelement 160 das erste Stromregelungselement 130 und das zweite Stromregelungselement 150 in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 und regeln das erste Stromregelungselement 130 und das zweite Stromregelungselement 150 gemeinsam den durch den Elektrische-Energie-Messer in der sekundärseitigen Schaltung des Strom-/Spannungswandlers fließenden Strom.
-
Wie in 1 gezeigt, weist in einem Beispiel, in dem das erste Stromregelungselement 130 und das zweite Stromregelungselement 150 Induktoren sind und das erste Schaltelement 140 und das zweite Schaltelement 160 Relais sind, das erste Schaltelement 140 einen ersten Zugriffsanschluss 141, statische Kontakte 142 und 143 und einen beweglichen Kontakt 144 auf und weist das zweite Schaltelement 160 einen zweiten Zugriffsanschluss 161 und statische Kontakte 162 und 163 auf. Der erste Zugriffsanschluss 141 des ersten Schaltelements 140 ist mit dem ersten sekundärseitigen Anschluss 111 des Strom-/Spannungswandlers 110 verbunden, der statische Kontakt 142 ist mit dem ersten Anschluss 121 des Elektrische-Energie-Messers 120 verbunden, der statische Kontakt 143 ist mit einem Ende des ersten Stromregelungselements 130 verbunden, das gegenüberliegende Ende des ersten Stromregelungselements 130 ist mit dem zweiten Zugriffsanschluss 161 des zweiten Schaltelements 160 verbunden, und der statische Kontakt 162 ist mit dem Elektrische-Energie-Messer verbunden. Der statische Kontakt 163 ist mit einem Ende des zweiten Stromregelungselements 150 verbunden, das gegenüberliegende Ende des zweiten Stromregelungselements 150 ist mit dem ersten Anschluss 121 des Elektrische-Energie-Messers 120 verbunden und der bewegliche Kontakt 164 greift operativ mit dem statischen Kontakt 162 oder 163 in Entsprechung zu der Größe des durch das zweite Schaltelement 160 fließenden Stroms ein.
-
In einem Beispiel ist das erste Schaltelement 140 konfiguriert, um in dem ersten Ein-Zustand zu sein, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom kleiner als der erste Schwellwertstrom ist, d.h. der bewegliche Kontakt 144 kontaktiert den statischen Kontakt 142, um eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-messer 120 herzustellen (d.h. eine elektrische Verbindung nicht über ein Stromregelungselement, aber in einigen Beispielen möglicherweise über einen Widerstand), sodass der Strom von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 durch das erste Schaltelement 140 fließen kann. Das erste Schaltelement 140 ist auch konfiguriert, um zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet zu werden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom größer als oder gleich dem ersten Schwellwertstrom ist, d.h. der bewegliche Kontakt 144 wird von einem Kontakt mit dem statischen Kontakt 142 zu einem Kontakt mit dem statischen Kontakt 143 geschaltet, sodass das erste Stromregelungselement 130 in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 verbunden ist. Der erste Ein-Zustand des ersten Schaltelements kann als der normalerweise geschlossene Zustand bezeichnet werden.
-
Das zweite Schaltelement 160 ist konfiguriert, um in dem ersten Ein-Zustand zu sein, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom kleiner als der zweite Schwellwertstrom ist, d.h. der bewegliche Kontakt 164 kontaktiert den statischen Kontakt 162, sodass das erste Stromregelungselement 130 in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 über das erste Schaltelement 140 und das zweite Schaltelement 160 verbunden ist und das Stromregelungselement 150 von dem Strom-/Spannungswandler 140 getrennt ist. Das zweite Schaltelement 160 ist weiterhin konfiguriert, um zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet zu werden, wenn der von dem Strom-/Spannungswandler 110 zu dem Elektrische-Energie-Messer 120 fließende Strom größer als oder gleich dem zweiten Schwellwertstrom ist, sodass das erste Stromregelungselement 130 und das zweite Stromregelungselement 150 in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 über das erste Schaltelement 140 und das zweite Schaltelement 160 verbunden sind. Der erste Ein-Zustand des zweiten Schaltelements kann auch als der normalerweise geschlossene Zustand bezeichnet werden.
-
In einigen Ausführungsformen können das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement in dem ersten Ein-Zustand sein, wenn der Leistungsüberwacher gestartet wird, und in dem zweiten Ein-Zustand bleiben, nachdem zu dem zweiten Ein-Zustand geschaltet wurde, bis der Leistungsüberwacher neu gestartet wird.
-
Wie in 1 gezeigt, kann der Leistungsüberwacher 100 auch ein Widerstandselement 170 umfassen, das in Reihe zwischen dem Strom-/Spannungswandler 110 und dem Elektrische-Energie-Messer 120 verbunden ist, wie etwa zwischen dem zweiten sekundärseitigen Anschluss 112 des Strom-/Spannungswandlers 110 und dem zweiten Anschluss 122 des Elektrische-Energie-Messers 120. In anderen Beispielen können das Widerstandselement oder andere zusätzliche Widerstände auch in Reihe zwischen dem Schaltelement und/oder dem Stromregelungselement und dem ersten sekundärseitigen Anschluss 121 des Elektrische-Energie-Messers verbunden sein.
-
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auch ein Leistungsüberwachungssystem vorgesehen, das für das Überwachen des Leistungsverbrauchs von verschiedenen Lasten in einer industriellen Produktion oder im Alltag von Menschen verwendet werden kann, wie etwa für das Überwachen des Stromverbrauchs von verschiedenen Einrichtungen in einem Werk oder einer Fertigungslinie oder für das Überwachen des Energieverbrauchs von verschiedenen elektrischen Geräten in einem Büro oder zu Hause. Wie in 2 gezeigt, enthält das Leistungsüberwachungssystem wenigstens eine intelligente Leistungsüberwachungseinheit IPM1, IPM2, IPM3 usw. Jede intelligente Leistungsüberwachungseinheit enthält einen Leistungsüberwacher 100 und eine mit dem Leistungsüberwacher 100 verbundene Datenübertragungseinheit 101. Jeder Leistungsüberwacher 100 wird verwendet, um die durch eine entsprechende Last verbrauchte elektrische Energie zu überwachen. Jede Datenübertragungseinheit 101 empfängt die durch den entsprechenden Leistungsüberwacher 100 überwachten Elektrische-Energie-Daten und sendet die auf die Elektrische-Energie-Daten bezogenen Daten. Die Datenübertragungseinheit kann ein drahtloser Datensender oder ein drahtloser Datensendeempfänger sein.
-
Das Leistungsüberwachungssystem kann auch einen Datenbank-Server 200 umfassen, der die Datensignale von der Datenübertragungseinheit 101 empfängt und die Leistungsdaten durch eine Datenfusion analysiert, um die fusionierten und mit jeder Last assoziierten Leistungsdaten zu erhalten. Zum Beispiel kann der Datenbank-Server 200 wenigstens eine Datenbank 201, 202, 203 usw. und ein Datenfusionsmodul 210 (z.B. einen Prozessor) enthalten, wobei die Datenbank verwendet wird, um die mit einer oder mehreren Lasten assoziierten Elektrische-Energie-Daten zu speichern. Das Datenfusionsmodul 210 fusioniert die Elektrische-Energie-Daten in jeder Datenbank oder kann auch externe Daten von anderen Quellen DS1, DS2, DS3 usw. wie etwa den Gesamtenergieverbrauch, die Leistungsverbrauchszeit oder den Produktionsfortschritt empfangen, um die fusionierten Elektrische-Energie-Daten zu erhalten. Wie in 3 gezeigt, können die fusionierten Elektrische-Energie-Daten zum Beispiel den Energieverbrauch-Änderungstrend, den Versatz, die Überlebensrate, die Produktionskapazität, den Einheitsausgabewert usw. jeder Last reflektieren. 3 zeigt schematisch den Änderungstrend der durch die Lasten N1, N2 und N3 verbrauchten elektrischen Energie. Das Leistungsüberwachungssystem kann auch eine Anzeigeeinrichtung 300 wie etwa eine Anzeige eines Benutzerendgeräts, das mit dem Datenbank-Server verbunden sein kann und die fusionierten Elektrische-Energie-Daten für den Benutzer anzeigen kann, umfassen.
-
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen sind. Zum Beispiel können viele Modifikationen an den oben beschriebenen Ausführungsformen durch den Fachmann vorgenommen werden, wobei Merkmale verschiedener Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können, ohne dass sich deshalb Konflikte hinsichtlich der Konfiguration oder des Prinzips ergeben.
-
Es wurden mehrere beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben, wobei dem Fachmann deutlich sein sollte, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb von den Prinzipien oder dem Konzept der Erfindung, deren Umfang durch die Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird, abgewichen wird.
-
Bei Formulierungen im Singular kann es sich jeweils auch um mehrere der genannten Elemente oder Schritte handeln, außer wenn dies eigens anders angegeben ist. Weiterhin sind Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung derart zu verstehen, dass auch andere Ausführungsformen die genannten Merkmale aufweisen können. Und soweit dies nicht eigens anders angegeben ist, können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „aufweisen“, auch weitere derartige Elemente ohne diese Eigenschaft aufweisen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
