[发明专利]运用信号技术处理电压的装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种运用信号技术处理输入电压的装置，其中，根 据渐变的线性赋值函数使每个输入电压值都精确地对应指派一个输 出电压值，其中，所述赋值函数具有至少两个彼此相邻的赋值区域， 所述赋值区域分别通过各自的极限电压来设定，其中，所述赋值函数 在具有极限电压最低值的赋值区域中为直线函数，所述直线函数由斜 率和偏移量来限定，其中，每个附加的赋值区域的赋值函数通过相关 联的彼此相邻的赋值区域的赋值函数得出附加的直线函数，相邻的赋 值区域具有接下来的、较小的极限电压值。

背景技术

公知技术中，为了对电负载进行过载保护，特别是用于异步电 机的过载保护，通常采用计算模块来模拟热量。这种计算模块的输入 值通常为表示异步电机三相电流在时间上的测量值。异步电机的端值 可以从至少几kW直到若干MW。

另外，异步电机的热量产生还取决于时间、功率，所述时间和 功率是指形成在异步电机内部的欧姆电阻上的作为热损耗(Eintrag) 的时间和功率，热量产生还取决于其它的热影响因素，诸如热容量、 热导性能、热辐射和/或环境温度。在计算模块的转换过程中，根据 所需的计算模块的精确度要考虑到这些影响因素。

特别是在计算功率热损耗的情况下，具有优势的是，可以根据 公知的公式p(t)＝i²(t)*R来进行计算，其中，p(t)表示即时功率， i(t)表示即时电流以及R表示产生热损耗功率的异步电机内部的等 效电阻。这些因素通常也都通过测量技术来供以使用。

由此，为了确保和简化热过载保护操作在过载保护装置中的执 行过程，例如在过载继电气中，重要的是使三相电路中的至少一相所 测得的电信号进行自乘。通常是采用一般公知的二极管电路进行上述 自乘。然而，这种方法的缺点是环境温度会对二极管电路产生显著影 响，由此使计算出的数值的精确性明显降低。

发明内容

由现有技术可知，本发明的目的在于提供一种运用信号技术处 理电学参数的装置和系统，特别指进行自乘处理，该装置和系统的传 递函数不受到或仅在很小的程度上受到环境温度的影响。

本发明的目的通过具有权利要求1的技术特征的运用信号技术 处理电压的装置来实现。

这种开始所述类型的运用信号技术处理电压的装置，其特征在 于，所述装置还设有至少一个极限值模块，所述极限值模块接收输入 电压和分别预设的极限电压并分别输出极限值模块输出电压，所述极 限值模块输出电压既输送给基准模块又输送给输出模块，而且，所述 基准模块还分别将由各个极限值模块输出电压产生的电压作为偏移 量而加入到输入电压中，并且将所得到的总电压作为辅助电压而输送 给输出模块，所述输出模块通过一个因数与所述总电压相乘，所述因 数由各个极限值模块输出电压来提供并且对应于各个直线的斜率，从 而使所述输出模块提供输出电压。

因此，通过本发明的装置使传递函数分成多个赋值区域，在所 述赋值区域的内部，根据电压输入值而对应指派输出值的赋值与一直 线函数相对应，该直线函数分别通过偏移量和斜率来表示。各个赋值 区域的上方的电压极限值通过预设的电压值来确定，下方的电压极限 值对应于下方相邻的赋值区域的上方极限值。最下方的赋值区域向下 不受到限制，最上方的赋值区域向上不受到限制。

赋值区域的数量是极限值模块的数量加一，其中，本发明具有 至少一个极限值模块，由此得出本发明具有至少两个赋值区域。通过 对应的极限值模块的较高数量，以具有优势的方式实现了由此表示出 的赋值函数的任意较高的精确度。

因此通过偏移量和斜率来表示各条直线。各个偏移量通过基准 模块来确定，各条直线的斜率通过输出模块来确定。

特别地，本发明的装置利用标准电气元件来实现，所述标准电 气元件例如为电阻、电容器或运算放大器，由此实现了一个坚实的构 造并且还实现了使赋值函数不受到环境温度限制的较高的独立性，其 中，使可能出现的标准元件的温度依赖性相对地得到补偿。

以这种方式可以实现具有任意精确度的赋值函数，特别地实现 一条二级原始抛物线，该二级原始抛物线对应于所实现的电压信号的 自乘。

在具有优势的方法中，提供给本发明装置的输入电压与所测量 的异步电机的至少一相的负载电流成比例。

以这种方式特别简明地表示出异步电机中的热功率损耗。