專利名稱：電力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力控制電路，更準(zhǔn)確地說，涉及一種用于電力照明系統(tǒng)(例如大型商業(yè)建筑物中的熒光照明系統(tǒng))的電力控制電路。
一種已知的用來向電力照明設(shè)施中的熒光燈提供降低電壓的電力控制系統(tǒng)在WO88/03353中公開。在這一文件中，一個變壓器提供了一個降低的電壓，該電壓能由另一個變壓器補(bǔ)充到正常的電源電壓，以便使熒光燈觸發(fā)。隨后使另一個變壓器斷開，從而再次施加該降低的電壓以使照明系統(tǒng)工作，借此降低功率消耗。當(dāng)然，任何電壓降低都不應(yīng)該導(dǎo)致光線輸出感覺到變暗。
另一種已知的用來向電力照明系統(tǒng)中的熒光燈提供降低的電壓的電力控制系統(tǒng)，包括多個可切換的變壓器，這些變壓器在起動時斷開，從而把正常的電網(wǎng)電壓直接用于照明。隨后，他們被接通以提供降壓照明。然而，如果當(dāng)切斷的變壓器正在工作時，將產(chǎn)生功率波動。例如，一個用于一排多達(dá)200個燈的10KVA變壓器，當(dāng)以這種方式接通時能產(chǎn)生400安培的波動。其中，切換觸點會迅速損壞而導(dǎo)致不可靠。因而這些系統(tǒng)由于其故障率已不被使用。
本發(fā)明的目的在于提供一種電源電路，該電路克服了采用切換變壓器時的以上問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種控制電力系統(tǒng)的方法，其把多個選擇電壓的一個提供給一個負(fù)載，該方法包括如下步驟(a)把一個線圈的一端電氣連接到一個電源的正端，該線圈在預(yù)定位置分接以提供輸出端一個選擇的電壓；(b)根據(jù)供電要求，使一個終端連接裝置把所述線圈的另一端電氣連接到所述電源的一個中性端；(c)根據(jù)另一個選擇電壓的要求，除去所述線圈的預(yù)定匝數(shù)；(d)監(jiān)視至少一種類型的故障狀況；及
(e)當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時把該線圈從該中性端電氣地脫開并把該線圈的所述另一端電氣地短路到所述預(yù)定位置。
這樣，本發(fā)明能根據(jù)需要在輸出端提供多個不同的輸出電壓。另外，當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時，提供一個可靠狀態(tài)，其中，通過把線圈從中性端脫開并防止該線圈的諸匝開路，以安全的方式把該線圈的作用從電路中除去。因而，避免通常對系統(tǒng)的線圈和電路的損壞。
最好，步驟(c)包括中止終端連接裝置以把所述線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并啟動一個開關(guān)裝置以電氣連接到該中性端上以便從線圈的所述另一端去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)。
于是，能夠僅短路接近線圈另一端的線圈匝數(shù)，線圈的該端連接到中性端上。這樣就實現(xiàn)了接近中性端端部，由此能夠使連接裝置和切換裝置的性能更好，因為遇到的電流較小。
為了方便起見，步驟(e)包括中止所述終端連接裝置和所述切換裝置而啟動另一個切換裝置，以便使所述線圈的所述另一端至所述預(yù)定位置電氣地短路。
這樣，該線圈能夠以安全和有效的方式從中性端脫開，同時防止該線圈的諸匝開路。
在一個最佳實施例中，該方法還包括如下步驟監(jiān)視增加的負(fù)載需要并根據(jù)預(yù)定負(fù)載需要停止步驟(c)。
結(jié)果，盡管在穩(wěn)定的狀態(tài)期間能供給一個最佳的(降低的的)電壓，但當(dāng)出現(xiàn)一個額外的負(fù)載要求時也能供給一個相當(dāng)高的電壓。
在另一個實施例中，該方法還包括如下步驟監(jiān)視至線圈的所述一端的電壓并當(dāng)該電壓下降到一個預(yù)定值以下時停止步驟(c)。
結(jié)果，盡管在穩(wěn)定的狀態(tài)期間能供給一個最佳的(降低的的)電壓，但當(dāng)該輸入電壓下降時也能供給一個相當(dāng)高的電壓以進(jìn)行補(bǔ)償。
為了方便起見，該方法還包括如下步驟在要求供電后的一個預(yù)定時間間隔過去之后，提供對另一個選擇電壓的所述請求。
這樣，能夠以簡單、方便和成本有效的方式提供另一個電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種電力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)把多個選擇電壓的一個提供給一個負(fù)載，該電力控制系統(tǒng)包括一個正終端和一個中性端，用于連接到一個電源上；一個輸出端，用來供給多個選擇的電壓；一個線圈，具有一個電氣地連接到正終端的端部，并在預(yù)定位置分接以便供給輸出端一個選擇的電壓；一個終端連接裝置，能夠被啟動把線圈的另一端電氣地連接到中性端上；一個切換裝置，能夠根據(jù)對另一個選擇電壓的請求而啟動，去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)；監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視至少一種類型的故障狀況；及另一個切換裝置，當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時啟動，能夠使線圈的所述另一端到所述預(yù)定位置電氣地短路。
這樣，能夠根據(jù)需要在輸出端提供不同的輸出電壓，而當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時，實現(xiàn)可靠狀態(tài)，其中以安全的方式除去該線圈的作用，從而避免損壞系統(tǒng)的線圈和電路。
最好，把所述切換裝置連接到中性端，以從線圈的所述另一端去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)。
在一種情況下，根據(jù)故障狀況的監(jiān)視，所述監(jiān)視裝置中止所述終端連接裝置和所述切換裝置，以使線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并啟動所述的另一個切換裝置。
在一個最佳實施例中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電流需求檢測裝置，用來檢測負(fù)載電流需求中的瞬態(tài)電流變化；其中，當(dāng)電流的瞬態(tài)變化高于一個預(yù)定電平時，所述監(jiān)視裝置中止所述切換裝置。
在另一個最佳實施例中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電流過載監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視到線圈的電流；其中，所述監(jiān)視裝置中止所述終端連接裝置和所述切換裝置以使線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并當(dāng)監(jiān)視的電流高于預(yù)定的最大電平時，啟動所述的另一個切換裝置。
在又一個最佳實施例中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電壓監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視到線圈的所述一端的電壓；并且其中，當(dāng)電壓低于預(yù)定的最小值時，所述監(jiān)視裝置中止所述切換裝置。
為了方便起見，所述監(jiān)視裝置還包括計時器裝置，用于測量從供給所述一個選擇電壓開始的時間；其中，當(dāng)所述測量時間超過預(yù)定時間間隔時，所述監(jiān)視裝置啟動所述切換裝置。
在一種情況下，所述計時裝置監(jiān)視從供給所述選擇電壓開始的另一個時間；其中，只有當(dāng)所述的另一個時間超過一個另外的預(yù)定時間間隔時，所述監(jiān)視裝置才啟動所述切換裝置，在該時間間隔期間，到所述線圈所述一端的電壓還沒有下降到所述預(yù)定最小值以下。
通過具有兩個以這種方式安排的時間間隔，直到已經(jīng)得到穩(wěn)定的狀態(tài)之前，不用進(jìn)行系統(tǒng)中不必要的變化。
最好，只要當(dāng)中止切換裝置或啟動所述另一個切換裝置時，就復(fù)位計時裝置。
為了方便起見，終端連接裝置、切換裝置和另一個切換裝置包括繼電器觸點。
最好，該系統(tǒng)還包括一個過零檢測器，從而使繼電器觸點的運(yùn)動能發(fā)生在過零點。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的例子，在附圖中

圖1表明一個實施本發(fā)明的第一電力控制系統(tǒng)在啟動；圖2表明圖1的系統(tǒng)在啟動后；圖3表明圖1的系統(tǒng)在切換之后以輸出一個降低的電壓；圖4說明圖1所示系統(tǒng)的控制運(yùn)行中的支路；圖5表明一個實施本發(fā)明的第二電力控制系統(tǒng)在啟動。
參照圖1，一個正極(positive rail)1具有一個連接于電源(沒表示)的正終端L，而一個中性極2具有一個連接于電源的中性終端N。一個變壓器線圈3具有一個連接于正極1的正端13和一個既連接于一個終端連線4又連接于一個終端15的中性端14。終端連線4能夠借助于一個繼電器觸點200A電氣連接到一個終端5上，終端5連接到極2上，并且終端15能夠借助于一個繼電器觸點300A電氣連接到一個終端7上。在變壓器線圈中的一個點16處，連接有一個終端17。終端17能夠借助于一個繼電器觸點100A電氣連接到終端5上。繼電器觸點100A、200A、和300A都是常開觸點。這在圖1中表示。只有當(dāng)其各自的線圈100、200、和300(在下文中描述)得電時，才進(jìn)行電氣連接。
變壓器線圈3在連接到一個輸出端T上的預(yù)定點18處分接。在本實施例中，變壓器線圈3在點16與中性端14之間有126匝，在點16與分接點18之間有126匝，以及在分接點18與正端13之間有14匝。因此，顯然通過繼電器觸點100A和200A的適當(dāng)操作，能夠發(fā)生中性端14經(jīng)終端5至中性極2的連接，或者點16經(jīng)終端17至中性極2的連接，從而能使兩個選擇的降低的電壓的一個出現(xiàn)在終端T處。
操作繼電器觸點300A以短路在點18與中性端14之間的線圈匝數(shù)，從而使這些不是開路，開路對變壓器線圈的狀況是有害的。
一個監(jiān)視裝置控制電路的一個支路連接在極1與2之間。這一支路包括一個熔斷器10，熔斷器10的一端連接到極1上，而另一端連接到一個常開繼電器觸點600A的一個端點上。繼電器觸點600A能夠與一個端點進(jìn)行電氣連接，該端點連接到熱傳感器12的一側(cè)。熱傳感器12的另一側(cè)既連接到一個線圈800上又連接到一個常閉繼電器觸點300B的一個端點上。繼電器觸點300B能夠與一個端點進(jìn)行電氣連接，該端點連接到一個用框框住的繼電器觸點500A的一個端點上，該框一般用標(biāo)號51作標(biāo)志。繼電器觸點500A或者與連接到線圈100上的一個端點進(jìn)行電氣連接，或者既與一個燈Am(Amber)又與連接到線圈200上的一個端點進(jìn)行電氣連接，線圈100、燈Am和線圈200都連接到極2上。
監(jiān)視裝置控制電路的另一個支路也連接在極1與2之間。這一支路包括一個熔斷器20，熔斷器20的一端連接到極1上，而另一端連接到一個常閉繼電器觸點100B的一個端點。繼電器觸點100B能夠與一個端點進(jìn)行電氣連接，該端點連接到另一個繼電器觸點200B一個端點上。繼電器觸點200B能夠與一個端點進(jìn)行電氣接觸，該端點連接到一個故障狀況單元上。
該故障狀況單元包括一個直流電源，該電源向一個常開繼電器觸點800B的一端提供一根12伏特輸電線。繼電器觸點800B能夠與一個線圈900進(jìn)行電氣連接，線圈900連接到極2上。另一根12伏特輸電線連接到常開繼電器觸點700A的一端。繼電器觸點700A能夠與線圈300進(jìn)行電氣連接，線圈300連接到極2上。另一根12伏特輸電線連接到一個常閉繼電器觸點800A的一端和一個常開繼電器觸點900A的一端。繼電器觸點800A和900A能夠與一個手動復(fù)位開關(guān)20的一端進(jìn)行電氣連接。手動復(fù)位開關(guān)20的另一端連接到一個線圈700上，線圈700連接到極2上。
一個環(huán)形的電流傳感器21纏繞在極1上。傳感器21的輸出連接到一個第一支路上，該支路一般用標(biāo)號52標(biāo)記并詳細(xì)表示在圖4中。如所看到的那樣，傳感器21的輸出連接到一個轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)24上。該網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換來自傳感器21的電流信號并提供一個包括與沿極1流過的電流成正比的電壓的輸出。來自網(wǎng)絡(luò)24的電壓輸出連接到一個階躍傳感器(stepsensor)22和一個電平傳感器23上。
階躍傳感器22檢測來自網(wǎng)絡(luò)24的輸入值相對于以前輸入值的電平升高。這樣，能夠檢測連接到終端T的負(fù)載什么時候變化，從而可能需要一個增高的電壓，例如，在熒光照明的情況下，負(fù)載的變化意味著照明的接通。
為了避免由感應(yīng)元件的切換在線路上造成的瞬變過程所引起的不正確檢測，可以包括一個零電路，該電路在切換期間，比如在繼電器觸點500A的切換期間，有效地停止檢測一小段時間。
每當(dāng)階躍傳感器22檢測到電流的增加時，就把一個信號送到被復(fù)位和啟動的短計時器25。把短計時器25的輸出送到用來控制一個開關(guān)27的門邏輯電路26以啟動或中止線圈500。
電平傳感器23檢測一個初始電流電平，并向一個用來控制一個開關(guān)29的門28輸出一個信號以啟動或中止線圈600。在電流電平超過預(yù)定最大值的情況下，電平傳感器23向門邏輯電路26輸出一個信號。
一個電壓傳感器30通過位于繼電器觸點600A上一個電刷檢測正極1上的電壓。當(dāng)該電壓低于某一電平時，把一個信號送到門邏輯電路26，還送到一個被復(fù)位和啟動的長計時器31。該長計時器的輸出送到門邏輯電路26。
參照圖1描述的電力控制系統(tǒng)按如下運(yùn)行。圖1表明電力開始供給終端L和N的初始位置。在初始的4到8毫秒后，初始電流流動沿極1發(fā)生，并通過變壓器線圈3的某些匝到輸出端T，因為繼電器觸點100A、200A和300A在其常開位置，但對于這樣短的時間這些匝不提供任何明顯的阻抗。此外，燈Rd通過熔斷器10被點亮，這不僅表示電源電壓的存在，而且表示熔斷器10還沒有燒斷。電流傳感器21檢測電流的這種流動。結(jié)果，電平傳感器23沿線40向門28輸出一個信號。門28的邏輯電路向開關(guān)29提供一個信號，從而把電流供給線圈600，以便使該線圈得電并因此閉合繼電器觸點600A。
結(jié)果，通過熔斷器10和現(xiàn)在閉合的繼電器觸點600A形成一個電路。因而電流能流過檢測線圈3啟動時的冷卻狀況的熱傳感器12、流過常閉的繼電器觸點300B、以及流過電氣連接到線圈200的繼電器觸點500A。電流還流過熱傳感器到線圈800。此外，點亮燈Am。
由于線圈200現(xiàn)在帶電，所以繼電器觸點200A閉合而把終端4和5電氣地連接在一起，從而把變壓器線圈3的中性端14連接到極2上。因而，電流流過線圈3的所有匝。因而，在終端T出現(xiàn)的電壓是終端L電壓的252/266。這一電壓的供給由燈Am的發(fā)亮來指示。
由于線圈800現(xiàn)在帶電，所以繼電器觸點800B閉合，而繼電器觸點800A打開。然而，電流不會長時間流過熔斷器20，因為隨著線圈200得電，繼電器觸點200B將打開。應(yīng)該理解，把線圈700和900設(shè)計成對得電的響應(yīng)操作很慢(比如100毫秒)，從而其各自繼電器的反應(yīng)不會發(fā)生在繼電器觸點200B打開之前。因而，不存在線圈300可能得電以閉合繼電器觸點300A的危險。上述情況示于圖2。
如上所述，電流傳感器21檢測電流通過極1的初始流動。結(jié)果，階躍傳感器22檢測到電流階躍，并向短計時器25輸出一個信號，且沿線41向門邏輯電路26輸出一個信號。借助于門邏輯電路26，信號在線41上的存在中止開關(guān)27而使線圈500不得電，線圈500保持在其初始位置。然而，一旦階躍傳感器已經(jīng)檢測到電流的初始流動一段預(yù)定時間，而沒有檢測到另外的階躍，因此在線41上的信號就消失。
在電流傳感器21檢測到初始電流的同時，電壓傳感器30檢測一個高于預(yù)定最小電平的電壓，并向長計時器31輸出一個信號，且沿線42向門邏輯電路26輸出一個信號。
一旦短計時器25已經(jīng)計時完畢，就把一個信號沿線43輸出給門邏輯電路26。然而，直到長計時器31也計時完畢且沿線44輸出一個信號，開關(guān)27不會使線圈500得電。這樣，在電壓不穩(wěn)定的周期期間，線圈500不會不適當(dāng)?shù)氐秒?。盡管如此，一旦電壓成為穩(wěn)定的并如此保持，短計時器25就控制線圈500的得電。
總之，如果在線41上有一個信號表示電流需要中有階躍，或者如果在線42上沒有信號-這表示電壓不夠，或者如果短計時器25和長計時器31都已計時完畢且在其各自的線43和44上有輸出信號，則門邏輯電路26將不會工作而接通開關(guān)27。
當(dāng)已經(jīng)滿足門邏輯電路的標(biāo)準(zhǔn)時，則發(fā)生開關(guān)27的接通，從而使電流流過線圈500。結(jié)果，繼電器觸點500A運(yùn)動以電氣接通連接到線圈100上的繼電器終端。因而，電流已不再通過成為失電的線圈200，而現(xiàn)在線圈100得電。結(jié)果，繼電器觸點100A閉合，而繼電器觸點200A打開。因而，消除了在點16與14之間的線圈3的各匝。因此，為終端L處的電壓的126/140的一個電壓出現(xiàn)在終端T處。應(yīng)該理解，最好繼電器觸點100A在繼電器觸點200A打開之前閉合。這一情形表示在圖3中。
除了上述的繼電器觸點運(yùn)動外，還應(yīng)該理解，盡管繼電器觸點200B現(xiàn)在閉合而繼電器觸點100A打開，但仍保持沒有電流流過包括這些繼電器觸點的電路。
這個實施例的電路包括故障監(jiān)視，以便提供多個安全特征。
準(zhǔn)確地說，在繼電器觸點操作線圈失效、系統(tǒng)一般過載、系統(tǒng)外部故障產(chǎn)生過載狀況、線圈中故障引起溫度升高而操作熱傳感器12、故障使熔斷器10燒斷、支路導(dǎo)線斷開使繼電器觸點100A或200A脫開、以及任何使線圈開路的失效的情形下，本實施例能提供一個可靠狀態(tài)。
參照幾個例子下面描述該可靠狀態(tài)的情況。只要流過極1的電流低于預(yù)定電平，線圈600就保持得電且繼電器觸點600A閉合。然而，當(dāng)電平傳感器23檢測到電流高于最大允許電流時，就沿線45向門28輸出一個信號并且門28的邏輯電路使開關(guān)29斷開，從而使線圈600不再得電。結(jié)果，繼電器觸點600A打開使線圈100、200和800失電。因此，繼電器觸點100A和200A打開，而繼電器觸點100B、200B和800A閉合。
后三個繼電器觸點閉合提供了通過手動復(fù)位開關(guān)20使線圈700得電的電流流動。因而，約100毫秒后，線圈700使繼電器觸點700A閉合，而提供經(jīng)線圈300的電流流動。結(jié)果，繼電器觸點300A閉合以連接終端15和7，借此使跨過點18與14之間的線圈3的基本匝短路。因此，磁場消失，從而線圈3停止作為一個變壓器工作并且在點13和18之間基本上不提供阻抗。
由于全輸入電壓現(xiàn)在出現(xiàn)在終端T，所以閉合的繼電器觸點300A具有旁路本發(fā)明的供電系統(tǒng)的效果。此外，避免了否則由于開路而可能出現(xiàn)損壞線圈3的情形，因而能夠提供可靠狀態(tài)。在這一方面，應(yīng)該考慮留下這樣一種開路的情形。如果開路發(fā)生任意長的時間，在點13與16之間將存在一個電壓降，在本例中為24伏特，從而本發(fā)明的供電系統(tǒng)沒有被旁路，并因此沒有提供真正的可靠狀態(tài)。而且，線圈的反向得電會導(dǎo)致哼鳴聲或嗡嗡聲形式的煩人和擾人振動。此外，線圈最終將達(dá)到跨過線圈開路部分的飽和電壓。這一飽和電壓能達(dá)到非常高的值，在本例中為760伏特的量級，這不僅對于任何可能偶爾觸到系統(tǒng)的人員是嚴(yán)重的潛在危險，而且由于絕緣損壞還能產(chǎn)生火花，由此使線圈絕緣失效。
應(yīng)該注意，線圈300的得電打開繼電器觸點300B，從而中止線圈100和200及其各自繼電器觸點的電氣操作。如果沿極1流過的電流再次下降，則沿線45的信號消失并且門28又接通開關(guān)29，從而使線圈600再次得電。這導(dǎo)致繼電器觸點600A的閉合，其結(jié)果是繼電器觸點300A打開，并根據(jù)來自邏輯門26的輸出，或者繼電器觸點100A或者200A閉合。最好，圖4中所示的支路這樣布置，當(dāng)電流再次沿極1流動時繼電器觸點200A閉合。這可以通過確保長計時器31復(fù)位來實現(xiàn)，比如通過中斷電壓傳感器30的電壓檢測。在這一方面，應(yīng)該注意，不管電流如何流動，只要在極1上的電壓下降到低于預(yù)定電平，則長定時器31就復(fù)位，從而繼電器觸點500A自動返回連接線圈200的位置。
當(dāng)本發(fā)明的供電系統(tǒng)在使用時，如果熱傳感器12由于過熱斷開，則電流不再流到線圈100、200和800，其結(jié)果是繼電器觸點100A、200A和800A打開。繼電器觸點300A閉合，其結(jié)果與上述的相同。
當(dāng)熱傳感器12再次檢測到一個適當(dāng)?shù)臏囟榷]合時，電流可以再次流到線圈800。結(jié)果，繼電器觸點800A打開，斷開到線圈700的電流通路。這導(dǎo)致其繼電器觸點700A打開，從而電流不再流到線圈300。這一結(jié)果是其繼電器觸點300B閉合，再次提供電流而使線圈100或200得電。應(yīng)該理解，盡管繼電器觸點800B閉合，但線圈900動作較慢，從而繼電器觸點900A不會及時動作以向線圈700提供一個另外的電流通路。因而，系統(tǒng)被重新起動。
另一種故障監(jiān)視與由于機(jī)械或電氣失效是繼電器觸點100A還是200A將打開有關(guān)。盡管觸點800B由于電流流過線圈800而閉合，但線圈900不帶電，因為繼電器觸點100A或200B是打開的。然而，對于機(jī)械或電氣故障，此打開的繼電器觸點會閉合，從而現(xiàn)在把電流供給線圈900。約100毫秒后，繼電器觸點900A將閉合，從而電流經(jīng)手動開關(guān)20供給線圈700，手動開關(guān)20最終使繼電器觸點300A按上述動作。應(yīng)該注意，這就鎖住系統(tǒng)，從而需要具體地檢查系統(tǒng)。然而，仍向連接到終端T的負(fù)載供電。
與此類似，如果繼電器觸點800A或線圈800失效，仍可以得到類似的可靠狀態(tài)。
應(yīng)該理解，不僅通過電氣方法而且通過機(jī)械互鎖各觸點，來防止在繼電器觸點100A或200A動作的同時，繼電器觸點300A動作，從而使繼電器觸點300A位于繼電器觸點100A與200A之間，以致于他們?nèi)魏我粋€的動作防止了繼電器觸點300A的動作，而繼電器觸點300A的動作也防止了繼電器觸點100A和200A的動作。
還應(yīng)該理解，一旦實現(xiàn)可靠狀態(tài)，系統(tǒng)就能通過復(fù)位開關(guān)20的動作回到正常運(yùn)行狀態(tài)，復(fù)位開關(guān)20切斷對線圈700的電流供給，然后線圈700將切斷對線圈300的電流供給，從而使繼電器觸點300A打開且使繼電器觸點100A或300A的一個閉合。
圖5表明本發(fā)明的第二實施例，其中與第一實施例相同的元件帶有相同的標(biāo)號。
參照圖5，可以明白已經(jīng)修改了包括熔斷器20的支路。具體地說，已經(jīng)改變了故障狀況單元。繼電器觸點200B現(xiàn)在連接到一個常開繼電器觸點1000A的一端和一個線圈1000上，線圈1000連接到極2上。繼電器觸點1000A能對繼電器觸點800B的一個終端、對常開繼電器觸點700A的一個終端、對常閉繼電器觸點800A的一個終端、以及對常開繼電器觸點900A的一個終端進(jìn)行電氣連接。其余的連接與圖1相同。
除了上述的之外，一個綠燈Gr跨接線圈100，而一個藍(lán)燈跨接線圈300。因而，當(dāng)燈Rd發(fā)亮?xí)r用戶知道系統(tǒng)連接到電路中、在極1和2上存在電壓及熔斷器10還沒有燒斷；當(dāng)燈Am發(fā)亮?xí)r，則知道從繼電器觸點200A產(chǎn)生的電壓正提供在輸出端T處；而當(dāng)燈Gr發(fā)亮?xí)r，則知道從繼電器觸點100A產(chǎn)生的電壓正提供在輸出端T處；以及當(dāng)燈B1發(fā)亮?xí)r，則知道已經(jīng)出現(xiàn)故障狀況。
顯然，在圖5的實施例初紿啟動時，電流流過繼電器觸點100B和200B到線圈1000。然而線圈1000動作很慢，從而繼電器觸點100B或200B在繼電器觸點1000A能閉合之前打開。因此，故障狀況單元的各種功能不把電流供給他們。
在故障狀況的環(huán)境下，結(jié)果是既閉合繼電器觸點100B又閉合200B，從而把電流供給線圈1000。在固定的延時之后，繼電器觸點1000A閉合以把電流供給故障狀況單元，從而按上述那樣操作該單元。
應(yīng)該理解，所說的實施例以一種形式表明了本發(fā)明的應(yīng)用，這只是為了說明的目的。在實際中，本發(fā)明可以用于不同的配置，對于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員來說，應(yīng)用詳細(xì)的實施例是簡單明了的。
例如，盡管連接所述的實施例這樣工作，當(dāng)繼電器觸點100A接通時，繼電器觸點200A斷開；但是，在繼電器觸點100A接通的同時，繼電器觸點200A也可以仍然接通。
此外，在提供兩個繼電器觸點100A和200A而能在終端T處供給兩個選擇電壓的同時，能提供另外的繼電器觸點以便能夠提供多于兩個的選擇電壓。
盡管所描述的實施例使用50周240伏特的電源，但也可以使用其他的電網(wǎng)電壓和頻率，例如，60周110伏特或277伏特。
利用自動復(fù)位和對故障的經(jīng)常檢測，使所描述的實施例完全自動化。然而，盡管本發(fā)明描述了在下面的情況下，當(dāng)切換連接到終端T上的負(fù)載而出現(xiàn)功率需求時，當(dāng)出現(xiàn)低輸入電壓時，當(dāng)圖4中的支路出現(xiàn)任何故障時以及當(dāng)任何電路故障產(chǎn)生超過預(yù)定電平的電流波動時，將從繼電器觸點100A切換到繼電器觸點200A；但是也可以通過含有對這些情況作出較少的反應(yīng)而節(jié)省成本。例如，在本發(fā)明較簡單的形式中，比如能用簡單的延時繼電器來代替短和長計時器來切換繼電器觸點500A。類似地，可以省去圖4中所示的電壓傳感器和階躍傳感器。
此外，在框51中的繼電器觸點500A表示為能由一個線圈操作的一個繼電器觸點。應(yīng)該理解，在框51中的繼電器觸點的操作控制可以采用多種式。例如，可以取決于計時器組，如在圖4中所示的那樣，或者可以取決于一個延時繼電器。后者特別適合于控制僅具有一個或兩個單元的負(fù)載，如街上的照明。
盡管可能采用機(jī)械操作的繼電器觸點，但顯然電氣操作的開關(guān)也可以作為選擇對象。然而，應(yīng)該注意到，通過使繼電器觸點100A和200A位于線圈3的中性端處，比用先有技術(shù)的配置得到小得多的切換電流。的確，通過使用本發(fā)明，還可以大大減小所要求的繼電器觸點的額定功率。例如，用額定功率2KVA的繼電器觸點能夠控制一個20KVA系統(tǒng)，而沒有通常與切很大電感性負(fù)載有關(guān)的性能變壞。因而，保證了非常高的可靠性。
盡管電流傳感器21位于極1上，但是應(yīng)該理解，該電流傳感器也可以位于連接到終端T上的極上。
因而，本實施例提供了一種能輸出一個電壓的系統(tǒng)，該電壓可以在一個接近電源電壓(或選擇的電壓)的電平與一個在接通負(fù)載時完全降低的電平之間切換，還可以切換到一個降低的電壓值，該降低的電壓值不會明顯降低負(fù)載的效應(yīng)，比如照明的亮度，但會顯著改善經(jīng)濟(jì)性，同時在有故障的狀態(tài)下，總是能提供安全可靠的可靠狀態(tài)，由此提高了系統(tǒng)的安全性并保證系統(tǒng)符合各種法規(guī)要求。
顯然，盡管已經(jīng)描述的本發(fā)明與熒光照明有關(guān)，但顯然本發(fā)明通常也可以用于其他照明系統(tǒng)和其他負(fù)載。
權(quán)利要求
1.一種控制電力系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)把多個選擇電壓的一個提供給一個負(fù)載，該方法包括如下步驟(a)把一個線圈的一端電氣連接到一個電源的正端，該線圈在預(yù)定位置分接以提供輸出端一個選擇的電壓；(b)根據(jù)供電要求，使一個終端連接裝置把所述線圈的另一端電氣連接到所述電源的一個中性端；(c)根據(jù)另一個選擇電壓的要求，除去所述線圈的預(yù)定匝數(shù)；(d)監(jiān)視至少一種類型的故障狀況；及(e)當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時把該線圈從該中性端電氣地脫開并把該線圈的所述另一端電氣地短路到所述預(yù)定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)包括中止終端連接裝置以把所述線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并啟動一個開關(guān)裝置以電氣連接到該中性端上以便從線圈的所述另一端去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(e)包括中止所述終端連接裝置和所述切換裝置而啟動另一個切換裝置，以便使所述線圈的所述另一端至所述預(yù)定位置電氣地短路。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，還包括如下步驟監(jiān)視增加的負(fù)載需要并根據(jù)預(yù)定負(fù)載需要停止步驟(c)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，還包括如下步驟監(jiān)視至線圈的所述一端的電壓，并當(dāng)該電壓下降到一個預(yù)定值以下時停止步驟(c)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的方法，還包括如下步驟在要求供電后的一個預(yù)定時間間隔過去之后，提供對另一個選擇電壓的所述請求。
7.一種電力控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)把多個選擇電壓的一個提供給一個負(fù)載，該電力控制系統(tǒng)包括一個正終端和一個中性端，用于連接到一個電源上；一個輸出端，用來供給多個選擇的電壓；一個線圈，具有一個電氣地連接到正終端的端部，并在預(yù)定位置分接以便供給輸出端一個選擇的電壓；一個終端連接裝置，能夠被啟動把線圈的另一端電氣地連接到中性端上；一個切換裝置，能夠根據(jù)對另一個選擇電壓的請求而啟動，去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)；監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視至少一種類型的故障狀況；及另一個切換裝置，當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時啟動，能夠使線圈的所述另一端到所述預(yù)定位置電氣地短路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，把所述切換裝置連接到中性端，以從線圈的所述另一端去除所述線圈的預(yù)定匝數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)故障狀況的監(jiān)視，所述監(jiān)視裝置中止所述終端連接裝置和所述切換裝置，以使線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并啟動所述的另一個切換裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電流需求檢測裝置，用來檢測負(fù)載電流需求中的瞬態(tài)電流變化；其中，當(dāng)電流的瞬態(tài)變化高于一個預(yù)定電平時，所述監(jiān)視裝置中止所述切換裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電流過載監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視到線圈的電流；其中，所述監(jiān)視裝置中止所述終端連接裝置和所述切換裝置以使線圈的所述另一端從中性端電氣地脫開，并當(dāng)監(jiān)視的電流高于預(yù)定的最大電平時，啟動所述的另一個切換裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視裝置還包括一個電壓監(jiān)視裝置，用來監(jiān)視到線圈的所述一端的電壓；并且其中，當(dāng)電壓低于預(yù)定的最小值時，所述監(jiān)視裝置中止所述切換裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求7至12任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視裝置還包括計時器裝置，用于測量從供給所述一個選擇電壓開始的時間；其中，當(dāng)所述測量時間超過預(yù)定時間間隔時，所述監(jiān)視裝置啟動所述切換裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13所述的系統(tǒng)，其中，所述計時裝置監(jiān)視從供給所述選擇電壓開始的另一個時間；其中，只有當(dāng)所述的另一個時間超過一個另外的預(yù)定時間間隔時，所述監(jiān)視裝置才啟動所述切換裝置，在該時間間隔期間，到所述線圈所述一端的電壓還沒有下降到所述預(yù)定最小值以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其中，只要當(dāng)中止切換裝置或啟動所述另一個切換裝置時，就復(fù)位所述計時裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至15任一項所述的系統(tǒng)，其中，終端連接裝置、切換裝置和另一個切換裝置都包括繼電器觸點。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括一個過零檢測器，從而使繼電器觸點的運(yùn)動在循環(huán)期間能發(fā)生在最佳點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于諸如熒光照明系統(tǒng)的負(fù)載的電力控制電路。一個線圈(3)具有一個連接到一個正極(1)上的正端(13)，并在一個預(yù)定位置(18)處分接以便供給輸出端(T)一個選擇的電壓。一個第一繼電器觸點(200A)能把該線圈的一個中性端(14)電氣連接到一個中性極(2)上以提供一個選擇電壓，或者一個第二繼電器觸點(100A)能根據(jù)對一個第二選擇電壓的要求電氣地短路該線圈的預(yù)定匝數(shù)。當(dāng)監(jiān)視到一個故障狀況時，一個第三繼電器觸點(300A)能把該線圈的中性端(14)電氣短路到所述預(yù)定位置(18)，以使系統(tǒng)進(jìn)入一個可靠狀態(tài)，防止該線圈的諸匝開路。
文檔編號H01F29/02GK1155967SQ9519470
公開日1997年7月30日 申請日期1995年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月20日
發(fā)明者約翰·阿瑟·勞倫斯 申請人:約翰·阿瑟·勞倫斯