一种假负载箱及其存储介质、加载控制方法与流程

1.本发明涉及负载模拟测试，尤其是一种假负载箱及其存储介质、加载控制方法。


背景技术：

2.假负载装置是一种新型功耗元件，具有温度变化系数小，功率密度高，耐腐蚀、耐高压，结构强度高等特点。冷却方式采用强制风冷的方法，另外还可以选配远方操作控制器，在远处就能操纵负载装置的开关来增减测试容量。操作容易、体积小巧、运输方便，并且可根据测试设备容量大小，调整内部负载电路，增减检测容量，调节负载柜的检测容量有手动型和智能型，外型采用集装箱式设计，具有遮阳、防雨、防盗功能，适合户外使用,噪音小、过载能力强。广泛的用于发电机组性能测试，数据中心负荷测试等场合。
3.电气控制模块由plc、中间继电器、熔断器、接触器以及操作部分构成。主回路电路直接控制负载模块的运行，采用接触器—熔断器控制保护模式。每一组负载模块都对应着一组接触器和熔断器。系统通过接触器的通断实现加载功率的变化。接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。
4.在现有的plc程序控制中，如果负载箱为1000kw，档位的分布为(100kw-1)、 (100kw-2)、(200kw-1)、(200kw-2)、(200kw-3)、(200kw-4)六个档位，通过现场的触摸屏或者远方后台软件可实现指定加载，则每次加载的档位情况为：
5.如果要加载到100kw加载档位为(100kw-2)
6.如果要加载到200kw加载档位为(200kw-4)
7.如果要加载到300kw加载档位为(200kw-4)+(100kw-2)
8.如果要加载到400kw加载档位为(200kw-4)+(200kw-3)
9.如果要加载到500kw加载档位为(200kw-4)+(200kw-3)+(100kw-2)
10.如果要加载到600kw加载档位为(200kw-4)+(200kw-3)+(200kw-2)
11.如果要加载到700kw加载档位为
12.(200kw-4)+(200kw-3)+(200kw-2)+(100kw-2)
13.如果要加载到800kw加载档位为
14.(200kw-4)+(200kw-3)+(200kw-2)+(200kw-1)
15.如果要加载到900kw加载档位为
16.(200kw-4)+(200kw-3)+(200kw-2)+(200kw-2)+(100kw-2)
17.如果要加载到1000kw加载档位为
18.(200kw-4)+(200kw-3)+(200kw-2)+(200kw-2)+(100kw-2)+(100kw-1)
19.因此某些档位接触器被经常指定动作如(200kw-4)和(100kw-2)而某些档位接触器动作次数相对较少，比如要加载到200kw每次都是加载(200kw-4)，其他三个200kw档位从不交替工作，因此造成某些档位的接触器的主触头磨损很严重，同时经常工作的金属电阻管老化加重，整个假负载箱内部的档位工作经常处于不平衡的状态，这种不合理的档位加载逻辑给负载箱的稳定运行造成了严重的安全隐患。


技术实现要素：

20.本发明为改善现有技术的不足之处，而提供一种假负载箱及其存储介质、加载控制方法。
21.本发明的假负载箱加载控制方法，所述假负载箱包括控制器、abc三相线以及多个拓扑结构相同的负载支路，每条所述负载支路均是由以星形结构连接于abc三相线的三个相同阻值的金属电阻管构成，且所述星形结构中各金属电阻管的一端均串联有一电连接所述控制器的接触器，同条负载支路上的三个接触器同步启闭，所述接触器受所述控制器控制导通从而向所述abc三相线加载对应金属电阻管，各条所述负载支路的金属电阻管阻值不同；
22.所述控制方法包括：
23.当任意负载支路的接触器闭合时，对该负载支路的接触器使用次数m进行累计，并记录该负载支路从闭合到断开的金属电阻管当次通电时长t，将当次通电时长t累计到该负载支路的通电总时间t中；
24.接收来自上位机或本地触摸屏下发的预加载功率pset和预加载电压u，根据预加载功率pset和预加载电压u计算所需加载的阻值r；
25.对每条负载支路，根据其使用次数m及通电总时间t，计算其档位加权值；
26.将各条负载支路按档位加权值进行排序，并在排序所得的序列表中，按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配且档位加权值总和最小的组合进行加载。
27.进一步的，所述档位加权值为(m/n额定+t/t额定)，其中m为负载支路的接触器的使用次数，n额定为该接触器的额定使用次数，t为负载支路的金属电阻管的通电时长，t额定为该金属电阻管的额定通电时长。
28.进一步的，如果所述假负载箱被配置为大裆优先模式，则将各条负载支路按档位加权值由高到低进行排序；和/或
29.如果所述假负载箱被配置为小裆优先模式，则将各条负载支路按档位加权值由低到高进行排序。
30.进一步的，在所述假负载箱被配置为小裆优先模式的情况下，所述按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配且加载功率波动最小的组合进行加载，进一步包括：
31.基于排序所得的序列表，求取其中前n项负载支路加载后的功率sn，n初始为1，将功率sn与预加载功率pset比较，若sn＜pset则对n进行累加操作后再次求取对于的功率sn，直至sn≥pset为止并记录此时n的数值为k；
32.从序列表的前k项负载支路中，随机搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配的组合进行加载。
33.进一步的，每条所述负载支路均配置有一为其散热的百叶窗风机；
34.在将各条负载支路按档位加权值进行排序之前，还包括：
35.依次启动各条所述负载支路所对应的百叶窗风机，若百叶窗无法打开或者风机无法启动，则将对于的负载支路过滤不加入排序，并发出报警信号。
36.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有一个或多个程序，其特征在于，
所述一个或多个程序被控制器执行时实现如上述的假负载箱加载控制方法。
37.本发明还提供一种假负载箱，包括控制器、abc三相线以及多个拓扑结构相同的负载支路，每条所述负载支路均是由以星形结构连接于abc三相线的三个相同阻值的金属电阻管构成，且所述星形结构中各金属电阻管的一端均串联有一电连接所述控制器的接触器，同条负载支路上的三个接触器同步启闭，所述接触器受所述控制器控制导通从而向所述abc三相线加载对应金属电阻管，各条所述负载支路的金属电阻管阻值不同；
38.还设有被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如上述的假负载箱加载控制方法。
39.进一步的，还设有电连接所述控制器的触摸屏和/或上位机，用于人机交互控制。
40.相对于现有技术，本发明能够达到以下有益效果：
41.通过对每个档位的平均分配合闸时长和次数，可以有效的平衡整个假负载箱的运行工况，有效的均衡接触器的主触头磨损及金属电阻管损耗，延长了假负载箱的整体使用寿命，避免使用不平衡状态。
42.所述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
43.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。
44.在附图中：
45.图1为本发明的假负载箱的电气拓扑。
46.图2为本发明的假负载箱的加载控制程序流程。
具体实施方式
47.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
48.如图1所示，本发明的假负载箱包括控制器、abc三相线以及多个拓扑结构相同的负载支路，每条负载支路均是由以星形结构连接于abc三相线的三个相同阻值的金属电阻管构成，且星形结构中各金属电阻管的一端均串联有一电连接控制器的接触器，同条负载支路上的三个接触器同步启闭，接触器受控制器控制导通从而向abc三相线加载对应金属电阻管，各条负载支路的金属电阻管阻值不同。
49.图2示出了本发明的假负载箱的加载控制的程序流程，如图2所示，假负载箱在控制时，主要包括以下操作：
50.s101.当任意负载支路的接触器闭合时，对该负载支路的接触器使用次数m 进行累计，并记录该负载支路从闭合到断开的金属电阻管当次通电时长t，将当次通电时长t累
计到该负载支路的通电总时间t中；
51.s102.接收来自上位机或本地触摸屏下发的预加载功率pset和预加载电压 u，根据预加载功率pset和预加载电压u计算所需加载的阻值r；
52.s103.对每条负载支路，根据其使用次数m及通电总时间t，计算其档位加权值；
53.s104.将各条负载支路按档位加权值进行排序，并在排序所得的序列表中，按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与阻值r相匹配且档位加权值总和最小的组合进行加载。
54.上述中，档位加权值为(m/n
额定
+t/t
额定
)，其中m为负载支路的接触器的使用次数，n
额定
为该接触器的额定使用次数，t为负载支路的金属电阻管的通电时长，t
额定
为该金属电阻管的额定通电时长。
55.本发明中，假负载箱按需可工作于两个模式，其中一者为大裆优先模式，适用于需要快速加载的场景，另一者为小裆优先模式，适用于对加载时功率波动要求高的场景。
56.对于大裆优先模式，在排序时，需将各条负载支路按档位加权值由高到低进行排序，对于小裆优先模式，则需将各条负载支路按档位加权值由低到高进行排序。
57.在此基础上，在假负载箱被配置为小裆优先模式的情况下，搭配以下控制方法可以实现功率波动最小的加载方案：
58.基于排序所得的序列表，求取其中前n项负载支路加载后的功率sn，n初始为1，将功率sn与预加载功率pset比较，若sn＜pset则对n进行累加操作后再次求取对于的功率sn，直至sn≥pset为止并记录此时n的数值为k；
59.从序列表的前k项负载支路中，随机搭配出组合后阻值与阻值r相匹配的组合进行加载。
60.考虑到实际负载模拟测试中，金属电阻管的强发热问题，本发明的假负载箱中，为每条负载支路均配置有一为其散热的百叶窗风机，在此基础上，为缩短加载时长，在将各条负载支路按档位加权值进行排序之前，依次启动各条负载支路所对应的百叶窗风机，若百叶窗无法打开或者风机无法启动，则将对于的负载支路过滤不加入排序。同时，发出报警信号进行支路故障标记，以便工作人员在事后进行故障维修时快速定位。
61.本发明中，上述控制方法被编程成计算机可执行指令，形成一个或多个程序计算机程序，所述程序被存储于存储器或计算机可读存储介质中，计算机可执行指令可被控制器执行，被被执行时使控制器实现上述的假负载箱加载控制方法。
62.为方便人机交互，实现近地和远程控制，本发明的假负载箱还包括触摸屏和上位机，两者均通过设于箱内的通讯装置与控制器连接。
63.本发明通过对每个档位的平均分配合闸时长和次数，可以有效的平衡整个假负载箱的运行工况，有效的均衡接触器的主触头磨损及金属电阻管损耗，延长了假负载箱的整体使用寿命，避免使用不平衡状态。
64.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

技术特征：
1.一种假负载箱加载控制方法，所述假负载箱包括控制器、abc三相线以及多个拓扑结构相同的负载支路，每条所述负载支路均是由以星形结构连接于abc三相线的三个相同阻值的金属电阻管构成，且所述星形结构中各金属电阻管的一端均串联有一电连接所述控制器的接触器，同条负载支路上的三个接触器同步启闭，所述接触器受所述控制器控制导通从而向所述abc三相线加载对应金属电阻管，各条所述负载支路的金属电阻管阻值不同；其特征在于，所述控制方法包括：当任意负载支路的接触器闭合时，对该负载支路的接触器使用次数m进行累计，并记录该负载支路从闭合到断开的金属电阻管当次通电时长t，将当次通电时长t累计到该负载支路的通电总时间t中；接收来自上位机或本地触摸屏下发的预加载功率pset和预加载电压u，根据预加载功率pset和预加载电压u计算所需加载的阻值r；对每条负载支路，根据其使用次数m及通电总时间t，计算其档位加权值；将各条负载支路按档位加权值进行排序，并在排序所得的序列表中，按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配且档位加权值总和最小的组合进行加载。2.如权利要求1所述的假负载箱加载控制方法，其特征在于：所述档位加权值为(m/n
额定
+t/t
额定
)，其中m为负载支路的接触器的使用次数，n
额定
为该接触器的额定使用次数，t为负载支路的金属电阻管的通电时长，t
额定
为该金属电阻管的额定通电时长。3.如权利要求2所述的假负载箱加载控制方法，其特征在于：如果所述假负载箱被配置为大裆优先模式，则将各条负载支路按档位加权值由高到低进行排序；和/或如果所述假负载箱被配置为小裆优先模式，则将各条负载支路按档位加权值由低到高进行排序。4.如权利要求3所述的假负载箱加载控制方法，其特征在于，在所述假负载箱被配置为小裆优先模式的情况下，所述按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配且加载功率波动最小的组合进行加载，进一步包括：基于排序所得的序列表，求取其中前n项负载支路加载后的功率sn，n初始为1，将功率sn与预加载功率pset比较，若sn＜pset则对n进行累加操作后再次求取对于的功率sn，直至sn≥pset为止并记录此时n的数值为k；从序列表的前k项负载支路中，随机搭配出组合后阻值与所述阻值r相匹配的组合进行加载。5.如权利要求1所述的假负载箱加载控制方法，其特征在于，每条所述负载支路均配置有一为其散热的百叶窗风机；在将各条负载支路按档位加权值进行排序之前，还包括：依次启动各条所述负载支路所对应的百叶窗风机，若百叶窗无法打开或者风机无法启动，则将对于的负载支路过滤不加入排序，并发出报警信号。6.存储介质，其存储有一个或多个程序，其特征在于，所述一个或多个程序被控制器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的假负载箱加载控制方法。
7.假负载箱，包括控制器、abc三相线以及多个拓扑结构相同的负载支路，每条所述负载支路均是由以星形结构连接于abc三相线的三个相同阻值的金属电阻管构成，且所述星形结构中各金属电阻管的一端均串联有一电连接所述控制器的接触器，同条负载支路上的三个接触器同步启闭，所述接触器受所述控制器控制导通从而向所述abc三相线加载对应金属电阻管，各条所述负载支路的金属电阻管阻值不同；其特征在于：还设有被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如权利要求1-5任一项所述的假负载箱加载控制方法。8.如权利要求1所述的假负载箱，其特征在于：还设有电连接所述控制器的触摸屏和/或上位机，用于人机交互控制。

技术总结
本发明涉及一种假负载箱及其存储介质、加载控制方法。其中方法包括：当任意负载支路闭合时，对该负载支路的使用次数m进行累计，并记录该负载支路当次通电时长t累计到通电总时间T中；接收预加载功率Pset和预加载电压U，计算所需加载的阻值R；对每条负载支路，根据m、T，计算档位加权值；将各条负载支路按档位加权值进行排序，并按排序靠前优先搭配原则，搭配出组合后阻值与所述阻值R相匹配且档位加权值总和最小的组合进行加载。本发明通过对每个档位的平均分配合闸时长和次数，可以有效的平衡整个假负载箱的运行工况，有效的均衡接触器的主触头磨损及金属电阻管损耗，延长了假负载箱的整体使用寿命，避免使用不平衡状态。避免使用不平衡状态。避免使用不平衡状态。


技术研发人员：黄赫 彭林 周子入 薛刚
受保护的技术使用者：株洲福德轨道交通研究院有限公司 湖南福德电气有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/3/8