[发明专利]消防水泵主备电源切换过程中最优时间点的确定方法

权利要求书

1.一种确定消防水泵在最优时间点从主电源切换到备用电源的方法,具体是指当大型交流电动机在运行过程中掉电，在大型交流电动机快速接入备用电源时，减小大型交流电动机反电动势给整个电路和大型交流电动机造成的损害；其特征在于：对备用电源和大型交流电动机反电动势的模拟电流信号进行同步采集、进行同步分析处理和线性加权处理来使切换时间点更准确；

对两个信号的同步采集包括以下步骤：

步骤一：利用交流互感器得到备用电源和大型交流电动机反电动势的模拟电流信号；

步骤二：进行滤波处理，互感产生的大型交流电动机反电动势的频率将会从50Hz变化到0Hz,而发电机启动过程中产生的电的频率将会从0Hz变化为50Hz,两个信号都属于低频非平稳信号，主要进行低频滤波以提高信噪比；

步骤三：对两个信号进行双通道同步采样的，完成AD模数转换，因两个信号均属于低频信号，最高为50Hz，直接采用奈奎斯特采样定理进行信号采样，得到的数字信号比较准确且简便；

对两个信号的同步分析处理包括：对转换过来的数字信号进行处理，包括相位差计算和过零法检测瞬时频率，两个信号处理同时进行；

所述的相位差计算，具体包括：利用DFT计算出两路信号的相位，然后作差得到两路信号的相位差：

假设信号为：

离散傅立叶变换DFT变换公式为：

$X\left(k\right)=DFT\[x\left(n\right)\]=\underset{n}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)W_N^{kn},k=0,1,2,3,...,N-1$

其中：

$W_N=e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N}},$

N为DFT变换区间长度，等于采样数据长度；输入信号频率为f，采样频率f_s与k的关系式为：

$k=\frac{f\·N}{f_s}$

因此根据不同的输入信号的频率便可以计算出对应的X(k)，相位信息从X(k)的实部和虚部得到，其计算公式为：

便可以得到相位差为：

所述的过零法检测瞬时频率，具体包括：利用过零法检测两个相邻波形的过零时间点分别是t1,t2，则根据过零法检测瞬时频率，可得到其瞬时频率为：

$f_t=\frac{1}{2(t_2-t_1)};$

对两个信号的最优计算处理为：分别利用相位差和频率差的影响因数，对二者进行线性加权处理；设综合影响值为ζ，相位差和频率差的影响因数分别是α和β，则：

当计算出频率差和相位差共同作用满足要求时，触发开关切换模块，连接上备用电。