[发明专利]用于连接能量转换终端设备的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将能量转换终端设备连接到电能量供应网络和用于经由能量供应网络交换数据的设备，其中设置用于连接到能量供应网络的网络连接、用于经由能量供应网络接收和发送数据的通信单元、用于控制数据交换和用于对能量转换终端设备进行功率控制或调节的逻辑单元、用于监控能量转换终端设备的所分配的传感器以及用于控制至能量转换终端设备的能量流动的功率部件。

本发明此外涉及一种用于在电能量供应网络处运行能量转换终端设备、用于经由能量供应网络交换数据和用于根据所交换的数据和传感器数据来控制或调节能量转换终端设备的方法。

背景技术

为了在使用电能时改善效率，越来越多地在产生能量时以及在设备消耗能量时使用有效调节。为此在建筑管理技术中已知解决方案，其中中央控制装置和调节装置经由专有通信标准与终端设备通信。传感器和执行器经由现场总线结构相互接线，其中其互相的从属性中央地被编程。在能量供应网络中设备的独立登记既不被设置也是不可能的。调节算法中央地进行并且因此使数据通信业务承受负荷；为了快速调节必须使用可靠的、有实时能力的通信解决方案，例如“可靠的Profibus”或“Interbus”。

一般，将诸如变频器、传感器、相位控制装置和功率开关之类的组件以及通信组件单独地设置在要调节的设备处或设置在单独的测量点处。由不同的部件组成的该构造强烈地限制系统的诊断能力，因为没有可简单描述的额定状态是已知的，与所述额定状态的偏差可简单地被确定。

目前的集成解决方案（例如用于家用电器中的无刷电动机的电动机驱动）使用Fairchild公司的FSB50250类型的多芯片模块。但是这里既不设置传感器装置也不设置逻辑装置。另一方面，麻省理工学院的概念“物联网（Internet of Things）”给每个终端设备装备本地智能并且能够实现例如家用电器、安全监控装置和能量源的自组织。但是该概念根据当前状况以终端设备处的耗费的电子装置为前提，所述电子装置一般而言不能以设备的现有结构形式安置。

目前才知的解决方案，例如“数字电流（Digitalstrom）”仅覆盖集成的一部分并且此外限制于大约60瓦特的切换功率。

通过具有小结构尺寸的成本低的标准化解决方案将会有助于具有在能量负载或能量产生器的地点处存在的“本地智能”的概念的实施。

在已知设备中不利的是，解决方案由多个构件组成并且因此占用比较大的结构体积并且要求不微小的安装耗费。

发明内容

本发明的任务是，提供一种设备和方法，其能够实现能量转换终端设备到经由电力线引导的数据网络的成本低的和节省空间的连接。

本发明的涉及设备的任务通过以下方式来解决，即网络连接、通信单元、逻辑单元、具有传感器和分配给传感器的信号处理器装置的传感器单元和功率部件组合在应用特定的集成电路（ASIC）中。集成电路能够在经由数据网络连接的环境内运行电能量转换终端设备。在此，经由能量供应网络的线路进行数据网络的不同用户的数据传输，这相对于单独的数据网络的结构明显减少安装耗费。数据交换能够实现网络用户彼此间和例如与中央控制设备和能量管理器通信。根据本发明的设备在此是通信、智能、功率电子技术、传感器技术和独立调节算法功能在实施为ASIC的集成模块中的集成。该集成电路可以用于多个应用领域，例如用于经济地开动电动机负载、用于在家用电器处以及在其他工业和商业设备处在同时记录温度数据的情况下运行泵，所述其他工业和商业设备越来越多地在现场需要智能用于节省能量和用于通信，例如用于诊断和维修。将功能组合到应用特定的集成电路中能够实现在小的构件成本和安装成本情况下以及在相应能量转换终端设备中最小可能空间需求情况下技术在大的件数中的扩展。通过在能量转换终端设备中设置自己的智能，例如提高切换功率的变频器概念也可以是可行的，其中使用电动机的旁路电感（Nebeninduktivit?t），因为于是可以实现提高的计算、调节和分析耗费，而不需要与中央控制和调节装置的数据通信业务，所述数据通信业务将会使整个系统承受负荷。