СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА (DC)
DC ELECTRIC POWER DISTRIBUTION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе распределения электрической мощности постоянного тока, треку системы распределения электрической мощности постоянного тока, с которой может соединяться электрическое устройство, и системе определения положения, способу определения положения и компьютерной программе для определения положения электрического устройства вдоль трека.
Уровень техники изобретения
Система распределения электрической мощности постоянного тока определяется, например, стандартом EMerge Alliance Occupied Space (стандартом EMerge). В настоящее время, в системе распределения электрической мощности постоянного тока в соответствии со стандартом EMerge один или несколько блоков подачи электрической мощности электрически подключаются к треку для предоставления электрической мощности постоянного тока одному или нескольким электрическим потребителям типа светильников, которые также электрически подключены к треку. Один или несколько блоков подачи электрической мощности и один или несколько электрических потребителей могут быть прикреплены в любой позиции вдоль трека. Однако, после того как соответствующий блок подачи электрической мощности или электрический потребитель прикреплены к треку, информация положения о блоке подачи электрической мощности или об электрическом потребителе недоступна. Такая информация положения может быть ценной, например, в целях ввода в эксплуатацию.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является предоставление системы распределения электрической мощности постоянного тока, выполненной с возможностью предоставлять информацию положения, касающуюся электрических устройств типа блоков подачи электрической мощности или электрических потребителей, прикрепленных к треку системы распределения электрической мощности постоянного тока. Изобретение относится дополнительно к треку системы распределения электрической мощности постоянного тока, выполненному с возможностью предоставлять возможность системе распределения электрической мощности постоянного тока предоставлять информацию положения, и к системе определения положения, способу определения положения и компьютерной программе для определения положения электрического устройства вдоль трека в системе распределения электрической мощности постоянного тока.
В первом аспекте настоящего изобретения представляется система распределения электрической мощности постоянного тока, при этом система распределения электрической мощности постоянного тока содержит:
- трек, содержащий электрические проводники, размещенные по длине трека для распределения электрической мощности постоянного тока вдоль трека в целях энергоснабжения и в целях определения положения,
- электрическое устройство, прикрепленное к треку и электрически соединенное с электрическими проводниками, при этом электрическое устройство содержит блок измерения напряжения для измерения напряжения, по меньшей мере, на одном из электрических проводников в положении электрического устройства,
- систему определения положения для определения положения электрического устройства на основе измеренного напряжения,
- систему подачи электрической мощности постоянного тока, электрически соединенную, по меньшей мере, с одним из электрических проводников для подачи электрической мощности постоянного тока, по меньшей мере, одному из электрических проводников.
Поскольку электрическое устройство содержит блок измерения напряжения для измерения напряжения, по меньшей мере, на одном из электрических проводников в положении электрического устройства, и поскольку система определения положения определяет положение электрического устройства на основе измеренного напряжения, система распределения электрической мощности постоянного тока может предоставлять информацию положения, касающуюся положения электрического устройства вдоль трека, которая может быть полезна, например, в целях ввода в эксплуатацию.
Электрические проводники могут быть, например, проводами высокого сопротивления, резистивными слоями и т.д. В варианте осуществления электрические проводники включают в себя первый электрический проводник для распределения первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения и второй электрический проводник для распределения второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения, при этом блок измерения напряжения выполнен с возможностью измерять напряжение на втором электрическом проводнике. Таким образом, трек, который может также рассматриваться как компонент электрической шины, может содержать дополнительный электрический проводник для предоставления электрической мощности постоянного тока, чтобы определять положение электрического устройства. Отделение распределения второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения от распределения первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения может уменьшать, в целом, возможные помехи между распределением первой электрической мощности постоянного тока и второй электрической мощности постоянного тока и может, следовательно, улучшать качество измерения напряжения, тем самым, улучшая качество процедуры определения положения. Электрические проводники могут рассматриваться как проводники компонента электрической шины.
Система подачи электрической мощности постоянного тока предпочтительно электрически соединяется с первым электрическим проводником для подачи первой электрической мощности постоянного тока и со вторым электрическим проводником для подачи второй электрической мощности постоянного тока. Электрическое устройство предпочтительно является электрическим потребителем, который может рассматриваться как периферийный, или блоком подачи электрической мощности постоянного тока, который может рассматриваться как модуль подачи электрической мощности, системы подачи электрической мощности постоянного тока. В частности, система распределения электрической мощности постоянного тока может содержать несколько электрических устройств, включающих в себя один или несколько электрических потребителей и один или несколько блоков подачи электрической мощности системы подачи электрической мощности постоянного тока, при этом один или несколько электрических потребителей электрически соединяются с первым электрическим проводником для приема первой электрической мощности постоянного тока, и при этом один или несколько блоков подачи электрической мощности постоянного тока электрически соединяются с первым электрическим проводником для подачи первой электрической мощности постоянного тока.
В варианте осуществления система подачи электрической мощности постоянного тока содержит источник электрической мощности для определения положения, подающий вторую электрическую мощность постоянного тока. Источник электрической мощности для определения положения может быть источником напряжения или источником тока. Более того, электрические проводники могут содержать контрольный электрический проводник, при этом источник энергии для определения положения может содержать первое соединение с контрольным электрическим проводником и второе соединение с первым концом второго проводника, и при этом второй конец второго электрического проводника может быть электрически соединен с контрольным электрическим проводником. Также, предоставляя отдельный источник электрической мощности для предоставления второй электрической мощности постоянного тока для определения информации положения, подача электрической мощности в целях энергоснабжения и подача электрической мощности в целях определения положения могут быть более разделены, что может вести к сниженным помехам или отсутствию помех вовсе между предоставлением различных электрических мощностей постоянного тока, тем самым, предоставляя возможность дополнительно улучшать качество измерения напряжения и, таким образом, определять положения электрического устройства вдоль трека.
В дополнительном варианте осуществления первый электрический проводник электрически соединяется со вторым электрическим проводником для использования первой электрической мощности постоянного тока, предоставляемой по первому электрическому проводнику, для предоставления второй электрической мощности постоянного тока по второму электрическому проводнику. В частности, электрические проводники могут содержать контрольный электрический проводник, при этом один конец второго электрического проводника может быть электрически соединен с первым электрическим проводником, а другой конец второго электрического проводника может быть электрически соединен с контрольным электрическим проводником. Или резистор может соединять первый электрический проводник и первый конец второго электрического проводника, при этом второй конец второго электрического проводника может быть электрически соединен с контрольным электрическим проводником. Таким образом, дополнительный источник мощности для предоставления электрической мощности постоянного тока, которая должна использоваться для определения положения электрического устройства вдоль трека, может быть не нужен, что может вести к сниженным затратам и упрощенной установке системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Система подачи электрической мощности постоянного тока может быть выполнена с возможностью подавать постоянное напряжение, по меньшей мере, к одному из электрических проводников, на котором напряжение измеряется для подачи электрической мощности постоянного тока, которая должна быть использована в целях определения положения, при этом система определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение на основе соотношения измеренного напряжения и постоянного напряжения, прикладываемого, по меньшей мере, к одному электрическому проводнику. Альтернативно, система подачи электрической мощности постоянного тока может быть выполнена с возможностью подавать постоянный ток, по меньшей мере, к одному из электрических проводников, на котором измеряется напряжение, для подачи электрической мощности постоянного тока, которая должна использоваться в целях определения положения, при этом, в этом случае система определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение на основе измеренного напряжения, постоянного тока, прикладываемого, по меньшей мере, к одному электрическому проводнику, и сопротивления на единицу длины, по меньшей мере, одного электрического проводника, на котором измеряется напряжение. В любом случае, положение электрического устройства вдоль трека может, следовательно, относительно легко быть определено на основе только одного измерения.
Система распределения электрической мощности постоянного тока может содержать множество электрических устройств, при этом система подачи электрической мощности постоянного тока включает в себя несколько блоков предоставления электрической мощности для определения положения для предоставления электрической мощности постоянного тока, по меньшей мере, одному из электрических проводников в целях определения положения, при этом блоки предоставления электрической мощности для определения положения назначаются электрическим устройствам, при этом система определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение первого электрического устройства из множества электрических устройств относительно положения второго электрического устройства из множества электрических устройств на основе напряжения, измеренного одним из первого и второго электрических устройств, в то время как блок предоставления электрической мощности для определения положения, назначенный другому из первого и второго электрических устройств, предоставил электрическую мощность постоянного тока, по меньшей мере, одному из электрических проводников. В частности, систем распределения электрической мощности постоянного тока может быть выполнена так, что блоки предоставления электрической мощности для определения положения предоставляют электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения последовательно по времени, при этом, если блок предоставления электрической мощности для определения положения, назначенный конкретному электрическому устройству, подает электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения, блоки измерения напряжения других электрических устройств измеряют соответствующее напряжение, при этом система определения положения выполнена с возможностью определять положения этих электрических устройств относительно конкретного электрического устройства на основе измеренных соответствующих напряжений. Таким образом, относительные положения, т.е., положение одного электрического устройства относительно другого электрического устройства, могут быть определены для предоставления позиционной информации.
Система подачи электрической мощности постоянного тока может также быть выполнена с возможностью предоставлять одну и ту же электрическую мощность постоянного тока на одном и том же электрическом проводнике в целях энергоснабжения и в целях определения положения. Таким образом, в варианте осуществления различные электрические проводники для отдельной подачи первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения и второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения могут быть не нужны, тем самым упрощая систему распределения электрической мощности постоянного тока.
Трек может быть сформирован посредством нескольких сегментов трека, при этом электрическое устройство может быть присоединено к сегменту трека из нескольких сегментов трека, так что посредством определения положения электрического устройства определяется положение сегмента трека, к которому электрическое устройство прикрепляется, в треке. Таким образом, в варианте осуществления электрическое устройство может быть выполнено с возможностью определять положение сегмента трека в треке. Электрическое устройство может быть выполнено, например, чтобы присоединяться к переднему концу соответствующего сегмента трека. В частности, электрическое устройство может быть выполнено с возможностью соединять два сегмента трека, присоединяясь к двум противоположным концам двух соседних сегментов трека. Электрическое устройство может, следовательно, рассматриваться как элемент соединения. Элемент соединения предпочтительно выполнен с возможностью соединять несколько электрических проводников двух соседних сегментов трека так, что электрическая мощность может распределяться через элемент соединения. Электрическое устройство, используемое для определения положения сегмента трека, может также быть интегрировано в соответствующий сегмент трека, так что сегмент уже предоставляется с электрическим устройством, которое может быть прикреплено внутри соответствующего сегмента трека или в кожухе соответствующего сегмента трека.
Система распределения электрической мощности постоянного тока предпочтительно дополнительно содержит систему управления для управления, по меньшей мере, одним из электрического устройства и системы подачи электрической мощности постоянного тока в зависимости от определенного положения. Например, если электрические устройства включают в себя несколько светильников и несколько датчиков присутствия для обнаружения того, находится ли человек близко к соответствующему датчику присутствия, система управления может быть выполнена с возможностью управлять светильниками, которые находятся близко к конкретному датчику присутствия, в зависимости от того, обнаружил ли этот конкретный датчик присутствия присутствие человека или нет. Для обеспечения этого вида управления могут быть использованы определенные положения светильников и датчиков присутствия. Например, система управления может определять назначения между датчиком присутствия и одним или несколькими светильниками близко к датчику присутствия, например, имеющим расстояние до датчика присутствия, меньшее, чем предварительно определенное пороговое значение, при этом эти назначения могут быть определены на основе определенных положений светильников и датчиков присутствия. Система управления может тогда управлять светильником в зависимости от того, обнаруживает ли датчик присутствия, который был назначен этому светильнику, присутствие человека или нет. Более того, если электрические устройства включают в себя несколько светильников, система управления может быть выполнена с возможностью управлять светильниками в зависимости от их определенных положений для того, чтобы обеспечивать предварительно определенные световые эффекты. Например, система управления может быть выполнена так, что обеспечивается направляющий световой эффект, увлекающий взгляд человека на конкретное положение типа центра установки. Информация об определенном положении, т.е., определенные положения светильников, может, поэтому, быть использована системой управления, чтобы адресовать светильники в зависимости от предварительно определенной последовательности местоположения, которая определяет, когда свет должен быть предоставлен и в каком положении. Система управления может, например, быть выполнена с возможностью обеспечивать преследующий световой эффект в зависимости от определенных положений светильников.
Система распределения электрической мощности постоянного тока может дополнительно содержать блок помощи в установке для помощи установщику в установке дополнительного электрического устройства, при этом блок помощи в установке может быть выполнен с возможностью определять предпочтительное положение установки в треке для дополнительного электрического устройства на основе определенного положения электрического устройства, уже присоединенного к треку. Блок помощи в установке может содержать правила установки, которые определяют предпочтительные положения установки на основе положений электрических устройств, уже прикрепленных к треку. Например, если электрические устройства являются электрическими потребителями и блоками подачи электрической мощности, правила установки могут определять, что нагрузки, вызываемые электрическими потребителями, должны быть равномерно распределены между блоками подачи электрической мощности. Таким образом, если определенные положения электрических потребителей и уже прикрепленных блоков подачи электрической мощности указывают скопление электрических потребителей в конкретной области вдоль трека, тогда как все или почти все блоки подачи электрической мощности прикреплены в других областях на треке, блок помощи в установке может определять предпочтительное положение установки для дополнительного блока подачи электрической мощности, находящееся близко к области со скопившимися электрическими потребителями. Блок помощи в установке может содержать блок указания, аналогичный дисплею, для указания определенного предпочтительного положения установки.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения представляется трек, выполненный с возможностью использоваться в системе распределения электрической мощности постоянного тока, как определено в пункте 1 формулы изобретения, при этом трек содержит электрические проводники, размещенные по длине трека для распределения электрической мощности постоянного тока вдоль трека в целях энергоснабжения и в целях определения положения.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения представляется система определения положения, выполненная с возможностью использоваться в системе распределения электрической мощности постоянного тока, которая определена в пункте 1 формулы, при этом система определения положения выполнена с возможностью определять положение электрического устройства на основе измеренного напряжения.
В другом аспекте настоящего изобретения предоставляется способ определения положения для определения положения электрического устройства вдоль трека в системе распределения электрической мощности постоянного тока, при этом способ определения положения содержит:
- распределение электрической мощности постоянного тока вдоль трека в целях энергоснабжения и в целях определения положения с помощью электрических проводников трека, размещенных по длине трека, при этом электрическая мощность постоянного тока подается посредством системы подачи электрической мощности постоянного тока, электрически соединенной, по меньшей мере, с одним из электрических проводников,
- измерение напряжения, по меньшей мере, на одном из электрических проводников в положении электрического устройства, прикрепленного к треку и электрически соединенного с электрическими проводниками, посредством блока измерения напряжения электрического устройства,
- определение положения электрического устройства на основе измеренного напряжения посредством системы определения положения.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения представляется компьютерная программа для определения положения электрического устройства вдоль трека в системе распределения электрической мощности постоянного тока, при этом компьютерная программа содержит средство программного кода, чтобы инструктировать системе распределения электрической мощности постоянного тока, которая определена в пункте 1 формулы, выполнять этапы способа определения положения, который определен в пункте 14 формулы, когда компьютерная программа запускается на компьютере, управляющем системой распределения электрической мощности постоянного тока.
Следует понимать, что система распределения электрической мощности постоянного тока по п. 1 формулы, трек по п. 12, система определения положения по п. 13, способ определения положения по п. 14 и компьютерная программа по п. 15 имеют аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, в частности, которые определены в зависимых пунктах формулы.
Следует понимать, что предпочтительный вариант осуществления изобретения также может быть любой комбинацией зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и разъяснены со ссылкой на описанные далее варианты осуществления.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает схематично и для примера вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 2 показывает схематично и для примера трек системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 3-5 показывают схематично и для примера предпочтительные электрические соединения электрических устройств, прикрепленных к треку, и электрических проводников трека.
Фиг. 6 показывает схематично и для примера дополнительный вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 7 показывает схематично и для примера электрические соединения электрических устройств, прикрепленных к треку системы распределения электрической мощности постоянного тока, и электрических проводников трека.
Фиг. 8 показывает схематично и для примера дополнительные электрические соединения между электрическими проводниками трека системы распределения электрической мощности постоянного тока и электрическим устройством, прикрепленным к треку.
Фиг. 9 показывает блок-схему последовательности операций, примерно иллюстрирующую вариант осуществления способа определения положения для определения положения электрического устройства вдоль трека в системе распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 10 показывает схематично и для примера перспективный вид некоторых электрических устройств, прикрепленных к треку системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 11 показывает схематично и для примера вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 12 показывает схематично и для примера дополнительный вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока.
Фиг. 13 показывает вариант осуществления электрического устройства системы распределения электрической мощности постоянного тока, показанной на Фиг. 12.
Подробное описание вариантов осуществления
Фиг. 1 показывает схематично и для примера вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока. Система распределения электрической мощности постоянного тока содержит трек 2, который может рассматриваться как компонент электрической шины и который схематично и для примера показан более подробно на Фиг. 2. Трек 2 содержит несколько электрических проводников 4 … 11, которые могут рассматриваться как являющиеся проводниками компонента электрической шины, и несущий элемент 12 для поддержки электрических проводников 4 … 11. В этом варианте осуществления несущий элемент является практически U-образным профилем 12. Несколько электрических проводников 4 … 11 используются в различных целях. Первый электрический проводник 6 используется для распределения первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения, второй электрический проводник 8 используется для распределения второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения, третьи электрические проводники 4, 5 используются для распределения электрической мощности переменного тока (AC), а четвертые электрические проводники 9, 10, 11 используются в целях связи. Кроме того, электрические проводники включают в себя контрольный электрический проводник 7 являющийся предпочтительно проводником заземления. Электрические проводники 4 … 11 размещаются по длине трека 2. Второй электрический проводник 8 предпочтительно является проводом высокого сопротивления, т.е. проводом, имеющим относительно высокое сопротивление, большее, чем сопротивление, например, первого электрического проводника 6. Провод высокого сопротивления, используемый в качестве второго электрического проводника 8, может быть выполнен, например, из константана. Кроме того, контрольный электрический проводник 7 имеет предпочтительно также относительно низкое сопротивление, т.е. сопротивление, меньшее, чем сопротивление второго электрического проводника 8, и предпочтительно аналогичное сопротивлению первого электрического проводника 6. Первый электрический проводник 6 и контрольный электрический проводник 7 могут быть медными проводами. Также третьи электрические проводники 4, 5 и/или четвертые электрические проводники 9, 10, 11 могут иметь относительно небольшие сопротивления, т.е. сопротивления, меньшие, чем сопротивление второго электрического проводника 8, и могут также быть медными проводами.
Система распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит несколько электрических устройств 3, 13, прикрепленных к треку 2 и электрически соединенных с электрическими проводниками, при этом электрические устройства 3, 13, каждое, содержат блок 16 измерения напряжения для измерения напряжения, по меньшей мере, на одном из электрических проводников в положении соответствующего электрического устройства 3, 13. В этом варианте осуществления соответствующий блок 16 измерения напряжения выполнен с возможностью измерять напряжение на втором электрическом проводнике 8, т.е. между контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8.
Система 1 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит систему 15 определения положения для определения положений электрических устройств 3, 13 на основе соответствующего измеренного напряжения и системы подачи электрической мощности постоянного тока, электрически соединенной с некоторыми из электрических проводников для подачи электрической мощности постоянного тока к электрическим проводникам. В частности, система подачи электрической мощности постоянного тока предпочтительно электрически соединяется с первым электрическим проводником 6 для подачи первой электрической мощности постоянного тока и со вторым электрическим проводником 8 для подачи второй электрической мощности постоянного тока. В частности, для подачи первой электрической мощности постоянного тока система подачи электрической мощности постоянного тока электрически соединяется с первым электрическим проводником 6 и с контрольным электрическим проводником 7, а для подачи второй электрической мощности постоянного тока система подачи электрической мощности постоянного тока электрически соединяется со вторым электрическим проводником 8 и с контрольным электрическим проводником 7.
Электрические устройства 3, 13 включают в себя блок 3 подачи электрической мощности и электрических потребителей 13 типа светильников, датчиков, таких как датчики присутствия для обнаружения присутствия человека в комнате, громкоговорителей и т.д. Электрические потребители могут рассматриваться как периферийные устройства, а блоки подачи электрической мощности могут рассматриваться как модуль подачи электрической мощности. Блок 3 подачи электрической мощности электрически соединяется с третьими электрическими проводниками 4, 5 для приема электрической мощности переменного тока от блока 14 подачи электрической мощности переменного тока. Блок 14 подачи электрической мощности переменного тока предпочтительно является сетевым источником переменного тока здания, в котором предпочтительно устанавливается система 1 распределения электрической мощности постоянного тока. Блок 3 подачи электрической мощности формирует часть системы подачи электрической мощности постоянного тока, обеспечивающую первую электрическую мощность постоянного тока в целях энергоснабжения. Система подачи электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит источник 17 электрической мощности для определения положения для подачи второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения. Источник 17 электрической мощности для определения положения может быть источником напряжения для приложения постоянного напряжения или источником тока для подачи постоянного тока. Электрические соединения блока 3 подачи электрической мощности, электрических потребителей 13 и источника 17 электрической мощности для определения положения с первым электрическим проводником 6, вторым электрическим проводником 8 и контрольным электрическим проводником 7 схематично и для примера показаны на Фиг. 3.
Источник 17 электрической мощности для определения положения содержит первое соединение с контрольным электрическим проводником 7 и второе соединение с первым концом второго электрического проводника 8, при этом второй противоположный конец второго электрического проводника 8 электрически соединяется с контрольным электрическим проводником 7 с помощью элемента 18 соединения типа перемычки.
Блок 3 подачи электрической мощности также электрически соединяется с контрольным электрическим проводником 7 и подает первую электрическую мощность постоянного тока первому электрическому проводнику 6. Кроме того, блок 16 измерения напряжения блока 3 подачи электрической мощности электрически соединяется со вторым электрическим проводником 8 для измерения напряжения в положении, в котором блок 3 подачи электрической мощности прикреплен к треку 2.
Электрический потребитель 13 также электрически соединяется с контрольным электрическим проводником 7 и с первым электрическим проводником 6 для приема первой электрической мощности постоянного тока для энергоснабжения электрического потребителя 13, и блок 16 измерения напряжения электрического потребителя 13 электрически соединяется со вторым электрическим проводником 8 для измерения напряжения в положении, в котором электрический потребитель 13 присоединен к треку 2. Следует отметить, что Фиг. 3 показывает только одного электрического потребителя 13 для иллюстрирования предпочтительных электрических соединений с электрическими проводниками 6, 7, 8, при этом дополнительные электрические потребители 13 имеют предпочтительно аналогичные электрические соединения с электрическими проводниками 6, 7, 8.
Если источник 17 электрической мощности для определения положения является источником напряжения для подачи постоянного напряжения ко второму электрическому проводнику 8, система 15 определения положения предпочтительно выполнена с возможностью определять соотношение измеренного напряжения и постоянного напряжения, приложенного ко второму электрическому проводнику 8, и определять положение соответствующего электрического устройства 3, 13 на основе этого определенного соотношения. В частности, поскольку отношение измеренного напряжения к постоянному напряжению, как предполагается, должно быть аналогичным отношению расстояния от второго конца трека 2, т.е. конца трека 2 с левой стороны на Фиг. 1 и 3, к полной длине трека, которая известна, система 15 определения положения может определять положение соответствующего электрического устройства 3, 13 относительно второго конца трека 15 на основе измеренного напряжения, в частности, на основе отношения измеренного напряжения и постоянного напряжения, приложенного ко второму электрическому проводнику 8.
Если источник 17 электрической мощности для определения положения является источником тока, подающим постоянный ток ко второму электрическому проводнику 8, система 15 определения положения выполнена с возможностью определять положение на основе измеренного напряжения, постоянного тока, прикладываемого к электрическому проводнику 8 и сопротивления на единицу длины второго электрического проводника 8. В частности, система 15 определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение соответствующего электрического устройства 3, 13 в соответствии со следующим уравнением:
, (1)
m
c
при этом P указывает положение соответствующего электрического устройства 3, 13 на треке 2, U указывает измеренное напряжение, I указывает приложенный постоянный ток, а σ указывает сопротивление на единицу длины второго электрического проводника 8. Поскольку прикладываемый постоянный ток и сопротивление на единицу длины второго электрического проводника 8 известны, положение соответствующего электрического устройства может быть непосредственно определено на основе измеренного напряжения в соответствии с уравнением (1), т.е. абсолютное положение соответствующего электрического устройства может быть непосредственно определено из измеренного напряжения.
Система 1 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит систему 21 управления для управления, по меньшей мере, электрическими потребителями 13 и необязательно также дополнительными компонентами системы распределения электрической мощности постоянного тока типа системы 15 определения положения и источника 17 электрической мощности для определения положения. В частности, система 21 управления может быть выполнена с возможностью управлять электрическими потребителями 13 в зависимости от их определенных положений. Например, если электрические потребители 13 включают в себя несколько светильников и несколько датчиков присутствия для обнаружения того, находится ли человек близко к соответствующему датчику присутствия, система управления может быть выполнена с возможностью управлять светильниками, которые находятся близко к конкретному датчику присутствия, в зависимости от того, обнаружил ли этот конкретный датчик присутствия присутствие человека или нет. Для обеспечения этого вида управления используются определенные положения светильников и датчиков присутствия. Например, система 21 управления может быть выполнена с возможностью определять назначения между датчиком присутствия и одним или несколькими светильниками близко к датчику присутствия, например, имеющим расстояние до датчика присутствия, меньшее, чем предварительно определенное пороговое значение, при этом эти назначения могут быть определены на основе определенных положений светильников и датчиков присутствия. Система 21 управления может тогда управлять светильником в зависимости от того, обнаруживает ли датчик присутствия, который был назначен этому светильнику, присутствие человека или нет. Например, если этот датчик присутствия обнаруживает присутствие человека, светильники, назначенные этому датчику присутствия, могут быть включены, а если этот датчик присутствия не обнаруживает человека, светильники, назначенные этому датчику присутствия, могут быть выключены. Система 21 управления может содержать правила управления, определяющие назначения между датчиками присутствия и светильниками в зависимости от их положений, при этом правила управления могут быть основаны, например, на предварительно определенных максимальных расстояниях между датчиком присутствия и светильниками, назначенными этому датчику присутствия.
Если система 1 распределения электрической мощности постоянного тока содержит электрические устройства 13, которые включают в себя несколько светильников, система 21 управления может также быть выполнена с возможностью управлять светильниками в зависимости от их определенных положений для того, чтобы обеспечивать предварительно определенные световые эффекты. Например, система 21 управления может быть выполнена так, что обеспечивается направляющий световой эффект, увлекающий взгляд человека на конкретное положение типа центра установки. Информация об определенном положении, т.е. определенные положения светильников, может, поэтому, быть использована системой 21 управления, чтобы адресовать светильники в зависимости от предварительно определенной последовательности местоположения, которая определяет, когда свет должен быть предоставлен и в каком положении. Система 21 управления может, например, быть выполнена с возможностью обеспечивать преследующий световой эффект в зависимости от определенных положений светильников. Управление электрическими устройствами в зависимости от определенных положений может рассматриваться как ввод в эксплуатацию, в частности, как автоматический ввод в эксплуатацию, электрических устройств в зависимости от их положений.
Система 1 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит блок 40 помощи в установке для помощи установщику в установке дополнительного электрического устройства, при этом блок 40 помощи в установке может быть выполнен с возможностью определять предпочтительное положение установки на треке 2 для дополнительного электрического устройства на основе определенных положений электрических устройств 13, 16, уже присоединенных к треку. Блок 40 помощи в установке может содержать правила установки, которые определяют предпочтительные положения установки на основе положений электрических устройств 16, 13, уже прикрепленных к треку. Например, правила установки могут определять, что нагрузки, вызванные электрическими потребителями, должны быть равномерно распределены между блоками подачи электрической мощности, т.е., что течения тока должны быть распределены настолько равномерно, насколько возможно. Таким образом, например, если определенные положения электрических потребителей и уже прикрепленных блоков подачи электрической мощности указывают скопление электрических потребителей в конкретной области вдоль трека, тогда как все или почти все блоки подачи электрической мощности прикреплены в других областях вдоль трека, блок 40 помощи в установке может определять предпочтительное положение установки для дополнительного блока подачи электрической мощности, находящегося близко и рядом c областью со скопившимися электрическими потребителями. Например, в ситуации, показанной на Фиг. 1, блок 40 помощи в установке может определять, что дополнительный блок подачи электрической мощности должен быть установлен на правом конце трека 2 так, что нагрузки, вызываемые электрическими потребителями 13, равномерно распределяются на два блока подачи электрической мощности на левом и правом концах трека 2. Блок 40 помощи в установке может содержать блок указания, аналогичный дисплею, для указания определенного предпочтительного положения установки.
В дополнительном варианте осуществления система распределения электрической мощности постоянного тока может не содержать источник 17 электрической мощности для определения положения, при этом в этом случае первый электрический проводник 6 предпочтительно электрически соединяется со вторым электрическим проводником 8 для использования первой электрической мощности постоянного тока, предоставляемой блоком 3 подачи электрической мощности первому электрическому проводнику 6 для предоставления второй электрической мощности постоянного тока по второму электрическому проводнику 8. Фиг. 4 показывает схематично и для примера то, как в этом варианте осуществления блок 3 подачи электрической мощности и электрические потребители 13 могут быть электрически соединены с первым электрическим проводником 6, контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8.
Как схематично и для примера показано на Фиг. 4, один конец второго электрического проводника 8 может быть электрически соединен с первым электрическим проводником 6 через элемент 19 соединения типа перемычки, а другой конец второго электрического проводника 8 может быть электрически соединен с контрольным электрическим проводником 7 посредством элемента 18 соединения. Блок 3 подачи электрической мощности и электронные потребители 13 электрически соединяются с электрическим проводником 6, 7, 8, как описано выше со ссылкой на Фиг. 3. Также в этом варианте осуществления отношение напряжения, измеренного посредством соответствующего электрического устройства 3, 13, и напряжения, приложенного ко второму электрическому проводнику 8, аналогично соотношению расстояния положения соответствующего электрического устройства до второго конца трека, являющегося на Фиг. 1 левым концом трека 2, и общей длины трека 2. Таким образом, также в этом варианте осуществления система 15 определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение соответствующего электрического устройства на основе соотношения измеренного напряжения и напряжения, приложенного ко второму электрическому проводнику 8.
Если система распределения электрической мощности постоянного тока не содержит источник 17 электрической мощности для определения положения, электрическое соединение может также быть таким, как схематично и для примера показано на Фиг. 5. В частности, резистор 20 может соединять первый электрический проводник 6 и первый конец второго электрического проводника 8, при этом второй конец второго электрического проводника 8 может быть электрически соединен с контрольным электрическим проводником 7 с помощью элемента 18 соединения. Электрические соединения блока 3 подачи электрической мощности и электрических потребителей с электрическим проводником 6, 7, 8 аналогичны соответствующим электрическим соединениям, описанным выше со ссылкой на Фиг. 3 и 4. Резистор 20 имеет предпочтительно сопротивление, являющееся большим относительно сопротивления полной длины второго электрического проводника 8, так что ток через второй электрический проводник 8 практически не зависит от длины трека. Таким образом, также в этом случае ток, приложенный ко второму электрическому проводнику 8, может рассматриваться как являющийся практически постоянным, так что также в этом варианте осуществления система 15 определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение на основе измеренного напряжения в соответствии с вышеуказанным уравнением (1).
Фиг. 6 показывает схематично и для примера дополнительный вариант осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока. На Фиг. 6 система 101 распределения электрической мощности постоянного тока содержит трек 2, включающий в себя электрические проводники, размещенные по длине трека 2 для распределения электрической мощности постоянного тока вдоль трека 2 в целях энергоснабжения и в целях определения положения. Трек 2 дополнительно содержит электрические проводники для предоставления электрической мощности переменного тока блоку 103 подачи электрической мощности и электрические проводники для целей связи. Трек 2 аналогичен треку, описанному выше со ссылкой на Фиг. 1 и 2.
Электрические устройства прикрепляются к треку 2, при этом электрические устройства включают в себя блок 103 подачи электрической мощности и электрических потребителей 113, предпочтительно являющиеся светильниками. Однако, по меньшей мере, некоторые из электрических потребителей 113 могут также быть другими электрическими нагрузками типа датчиков, громкоговорителей и т.д. Электрические устройства электрически соединяются с электрическими проводниками трека 2, при этом электрические устройства 103, 113, каждое, содержат блок 16 измерения напряжения для измерения напряжения на втором электрическом проводнике 8 в положении соответствующего электрического устройства 103, 113. Система распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит систему 115 определения положения для определения положения соответствующего электрического устройства 103, 113 на основе соответствующего измеренного напряжения. Система подачи электрической мощности постоянного тока формируется посредством блока 103 подачи электрической мощности для подачи первой электрической мощности постоянного тока для энергоснабжения электрических потребителей 113 и посредством блоков 117 предоставления электрической мощности для определения положения, назначенных электрическим устройствам 103, 113. В этом варианте осуществления каждое из электрических устройств 103, 113 содержит такой блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения.
Блоки 117 предоставления электрической мощности для определения положения могут быть блоками подачи электрической мощности. Кроме того, блоки предоставления электрической мощности для определения положения могут также быть средством управления соответствующего электрического устройства, при этом логический вывод средства управления может быть использован для предоставления второй электрической мощности постоянного тока. В этом случае вторая электрическая мощность постоянного тока может быть предоставлена посредством приложения напряжения постоянного тока, например, в 5 В. Блоки предоставления электрической мощности для определения положения могут также быть выполнены с возможностью создавать временно соединение между первым электрическим проводником 6 и вторым электрическим проводником 8, например, посредством полупроводникового переключателя, для того, чтобы подавать первую электрическую мощность постоянного тока в качестве второй электрической мощности постоянного тока второму электрическому проводнику 8 в положении, в котором соответствующее электрическое устройство прикрепляется ко второму электрическому проводнику 8. Например, если первая электрическая мощность постоянного тока подается посредством приложения 48 В к первому электрическому проводнику 6, блоки 117 предоставления электрической мощности для определения положения могут быть выполнены с возможностью прикладывать 48 В также ко второму электрическому проводнику 8 в положении, в котором соответствующее электрическое устройство прикрепляется к треку.
Электрические устройства могут также быть выполнены так, что они могут электрически соединять второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7, так что напряжение, приложенное ко второму электрическому проводнику 8 в конкретном положении конкретным электрическим устройством, падает между этим электрическим устройством, предоставляющим напряжение, и другим электрическим устройством, имеющим электрически соединенный второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7.
Система 115 определения положения выполнена с возможностью определять положение первого электрического устройства из множества электрических устройств 103, 113 относительно положения второго электрического устройства из множества электрических устройств 103, 113 на основе напряжения, измеренного посредством одного из первого и второго электрических устройств, т.е. посредством соответствующего блока 16 измерения напряжения, в то время как блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения, назначенный другому из первого и второго электрических устройств, подал вторую электрическую мощность постоянного тока второму электрическому проводнику 8. В частности, система 101 распределения электрической мощности постоянного тока выполнена так, что блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения подает вторую электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения последовательно по времени, при этом, если блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения, назначенный конкретному электрическому устройству 103, 113, подает вторую электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения, блоки 16 измерения напряжения других электрических устройств 103, 113 измеряют соответствующее напряжение, при этом система 115 определения положения выполнена с возможностью определять положения этих электрических устройств относительно конкретного электрического устройства на основе измеренных соответствующих напряжений. Также в этом случае постоянное напряжение или постоянный ток могут обеспечиваться блоками предоставления электрической мощности для определения положения, при этом относительные положения могут быть определены аналогично процедурам определения, описанным выше для постоянного напряжения, приложенного ко всему второму электрическому проводнику 8, или постоянного тока, приложенного ко всему электрическому проводнику 8.
Например, если в варианте осуществления должны быть определены положения десяти электрических устройств, которые могут быть указаны как A, B, C, D, E, F, G, H, I, K в этой последовательности слева направо, различные электрические устройства могут прикладывать напряжение в 48 В ко второму электрическому проводнику 8, необязательно соединять второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7 и измерять напряжения на втором электрическом проводнике 8 в определенной последовательности. На каждом этапе этой последовательности может быть получена позиционная информация, которая может быть собрана для окончательного предоставления положений различных электрических устройств. Например, если электрическое устройство C прикладывает 48 В ко второму электрическому проводнику 8, и если электрическое устройство G электрически соединяет второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7, в положениях электрических устройств A и B будет измерено практически 48 В, в положениях электрических устройств H, I и K будет измерено практически 0 В, а в положениях электрических устройств D, E и F будут измерены напряжения, которые находятся между 48 В и 0 В. Напряжения, измеренные посредством электрических устройств D, E и F, могут быть использованы для определения расстояния этих электрических устройств до электрического устройства C, прикладывающего 48 В ко второму электрическому проводнику 8, относительно расстояния между электрическими устройствами C и G. Более того, из этих показаний напряжения может быть сделан вывод, что электрические устройства A и B находятся с левой стороны относительно электрического устройства C, а электрические устройства H, I и K находятся с правой стороны относительно электрического устройства G. Более того, может быть заключено, что электрические устройства D, E и F размещаются между электрическими устройствами C и G. На следующем этапе последовательности управления другое электрическое устройство может прикладывать 48 В ко второму электрическому проводнику 8, и другое электрическое устройство может электрически соединять второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7. Затем, напряжения могут быть измерены опять же в различных положениях электрических устройств, и дополнительная информация о расстоянии может быть определена из измеренных напряжений. Эти этапы могут повторяться, пока достаточная информация не будет собрана для определения положений различных электрических устройств. Шаблоны переключения могут быть предварительно определены, или они могут быть вместо этого случайными, при этом, запоминая результаты, полученные после каждого этапа последовательности переключения, окончательно может быть определено положение каждого электрического устройства.
Система 101 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит систему 121 управления для управления электрическими устройствами и систему определения положения системы распределения электрической мощности постоянного тока. Также другие описанные варианты осуществления системы распределения электрической мощности могут содержать такую систему управления. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 6, система 121 управления может быть выполнена с возможностью управлять электрическими устройствами так, что блоки предоставления электрической мощности для определения положения подают вторую электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения и необязательно электрически соединяют второй электрический проводник 8 с контрольным электрическим проводником 7 последовательно по времени, и так, что соответствующие измерения напряжения выполняются посредством блоков 16 измерения напряжения, как описано выше.
Фиг. 7 схематично и для примера иллюстрирует определение положений электрических устройств 113 относительно друг друга вдоль трека 2. В ситуации, показанной на Фиг. 7, левый электрический потребитель 113 предоставляет вторую электрическую мощность постоянного тока второму электрическому проводнику 8 через источник 117 электрической мощности для определения положения, а правый электрический потребитель 113 измеряет напряжение на втором электрическом проводнике 8, к которому вторая электрическая мощность постоянного тока была подана, используя блок 16 измерения напряжения. Измеренное напряжение используется системой 115 определения положения, как описано выше, для определения положения левого или правого электрического устройства 113 относительно другого из двух электрических устройств 113, показанных на Фиг. 7.
Различные блоки и системы для системы распределения электрической мощности постоянного тока могут связываться друг с другом через четвертые электрические проводники 9, 10, 11 трека 2. Например, система управления для системы распределения электрической мощности постоянного тока может отправлять управляющие команды через четвертые электрические проводники 9, 10, 11 для управления различными блоками и системами. В других вариантах осуществления также другие системы связи могут быть использованы, чтобы предоставлять возможность различным блокам и системам связываться друг с другом, типа системы беспроводной связи, такой как Zigbee.
В дополнительном варианте осуществления система распределения электрической мощности постоянного тока может содержать систему подачи электрической мощности постоянного тока, выполняемую с возможностью предоставлять одну и ту же электрическую мощность постоянного тока на одном и том же электрическом проводнике в целях энергоснабжения и в целях определения положения. В этом случае второй электрический проводник может быть опущен, и блоки измерения напряжения электрических устройств выполняются с возможностью измерять напряжение на первом электрическом проводнике, который используется для подачи электрической мощности постоянного тока для энергоснабжения электрических проводников. Таким образом, в этом варианте осуществления электрическая мощность постоянного тока для энергоснабжения электрических потребителей также используется для определения положений электрических устройств. Обращаясь к Фиг. 1, в этом случае источник 17 электрической мощности для определения положения не будет присутствовать, и электрические соединения электрических устройств существуют предпочтительно, как схематично и для примера показано на Фиг. 8. Таким образом, электрический потребитель 13 может принимать электрическую мощность постоянного тока от первого электрического проводника 6 для энергоснабжения электрического потребителя 13, и блок 16 измерения напряжения электрического потребителя 13 может быть выполнен с возможностью измерять напряжение на первом электрическом проводнике 6.
В последующем вариант осуществления способа определения положения для определения положения электрического устройства вдоль трека в системе распределения электрической мощности постоянного тока будет для примера описан со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на Фиг. 9.
На этапе 201 электрическая мощность постоянного тока распределяется вдоль трека в целях энергоснабжения и в целях определения положения с помощью электрических проводников трека, размещенных по длине трека, при этом электрическая мощность постоянного тока подается посредством системы подачи электрической мощности постоянного тока, электрически соединенной, по меньшей мере, с одним из электрических проводников. Например, система подачи электрической мощности постоянного тока может быть сформирована посредством блока подачи электрической мощности, электрически соединенного с первым электрическим проводником для подачи первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения, и посредством источника электрической мощности для определения положения для предоставления второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения. На этапе 202 напряжение измеряется, по меньшей мере, на одном из электрических проводников в положении электрического устройства, в котором электрическое устройство прикрепляется к треку и электрически соединяется с электрическими проводниками, посредством блока измерения напряжения электрического устройства. Предпочтительно, блок измерения напряжения измеряет напряжение на втором электрическом проводнике трека. На этапе 203 положение электрического устройства определяется на основе измеренного напряжения посредством системы определения положения.
Система распределения электрической мощности постоянного тока предпочтительно является трековой системой освещения, при этом, по меньшей мере, один из электрических потребителей является светильником. Электрические проводники предпочтительно являются изолированными встроенными медными проводниками, которые крепятся к практически U-образному несущему профилю трека. Электрические потребители и трек предпочтительно выполняются так, что электрические потребители могут быть механически прикреплены и электрически соединены с медными проводниками в любом положении на треке.
В треке предпочтительно электрическая мощность переменного тока распределяется по длине трека посредством соответствующих электрических проводников, так что соединение сети переменного тока, т.е. соединение источника электрической мощности переменного тока, с треком может быть в любом положении на треке. Это сетевое соединение предпочтительно практически не зависит от положения одного или нескольких блоков подачи электрической мощности на треке.
Один или несколько блоков подачи электрической мощности содержат предпочтительно AC/DC-преобразователи для преобразования электрической мощности переменного тока, предоставляемой источником электрической мощности переменного тока, в электрическую мощность постоянного тока для энергоснабжения электрических потребителей, т.е. в первую электрическую мощность постоянного тока. Один или несколько блоков подачи электрической мощности электрически соединяются с шиной сети переменного тока, т.е., например, с третьими электрическими проводниками 4, 5, и выполнены с возможностью выводить напряжение звена постоянного тока, т.е. электрическую мощность постоянного тока для энергоснабжения электрических потребителей, по шине постоянного тока, т.е., например, на первом электрическом проводнике 6. Соединение с линиями 9, 10, 11 управления может быть использовано или не зависеть от функциональности управления соответствующего блока.
Как упомянуто выше, по меньшей мере, некоторые из электрических потребителей предпочтительно являются светильниками, электрически соединяемыми с шиной постоянного тока и управляющими проводниками. Если соответствующий светильник содержит формирователь тока возбуждения светильника, формирователь тока возбуждения светильника может быть выполнен с возможностью преобразовывать напряжение звена постоянного тока, т.е. первую электрическую мощность постоянного тока, в ток возбуждения светильника, как требуется источником света светильника. В зависимости от функциональности системы светильник также может быть электрически соединен с линией управления, чтобы управлять параметрами светильника типа интенсивности света, цвета и т.д.
Один или несколько блоков подачи электрической мощности с AC/DC-преобразователями могут быть размещены в отдельном кожухе, т.е. кожухе, являющемся отдельным от электрических потребителей, который может быть выполнен с возможностью непосредственно защелкиваться на трек. Однако, блок подачи электрической мощности может также формировать объединенное устройство вместе с электрическим потребителем или с блоком управления для управления одним или несколькими электрическими потребителями. Этот блок управления может предоставлять пользовательский интерфейс типа поворотной кнопки для модификации, например, интенсивности светильников. Система распределения электрической мощности постоянного тока может также содержать отдельный блок управления этого вида, который может быть защелкиваемым на трек. Фиг. 10 показывает схематично и для примера некоторые светильники 13, прикрепленные к треку 2, при этом некоторые светильники 13 формируются вместе с соответствующим блоком 3 подачи электрической мощности, объединенный блок в перспективном виде.
В известных трековых системах освещения не существует способа того, как трековые компоненты могут знать о своем относительном или абсолютном положении, хотя, например, для ввода в эксплуатацию системы распределения электрической мощности постоянного тока эта информация о положении может быть очень ценной. Более того, в системе распределения электрической мощности постоянного тока распределение тока может быть очень важным параметром, который может быть оптимизирован при сигнализировании установщикам, где устанавливать дополнительные электрические потребители или блоки подачи электрической мощности. Соответствующая информация об установке может быть предоставлена в зависимости от определенных положений блоков подачи электрической мощности и/или электрических потребителей, уже прикрепленных к треку. Для определения позиционной информации проводник высокого сопротивления типа провода высокого сопротивления, т.е. второй электрический проводник в вышеописанных вариантах осуществления, может быть добавлен к трековому устройству, т.е. к шине питания в соответствии с версией 1.1 стандарта EMerge. Каждое электрическое устройство, прикрепленное к треку, может иметь или может не иметь средство соединения, выполняемое с возможностью электрически соединять электрическое устройство с дополнительным проводником высокого сопротивления в зависимости от того, должно ли быть определено или нет положение соответствующего электрического устройства на треке. На обоих концах трека проводник высокого сопротивления становится предпочтительно соединенным, при этом с одной стороны проводник высокого сопротивления предпочтительно непосредственно соединяется с контрольным электрическим проводником, который предпочтительно является заземляющим электрическим проводником.
Трек может содержать две конечных части, при этом первая конечная часть, на Фиг. 3 с левой стороны, может содержать элемент 18 соединения, а вторая конечная часть, с правой стороны на Фиг. 3, может содержать источник 17 электрической мощности для определения положения.
Если в конфигурации, показанной на Фиг. 3, источник электрической мощности для определения положения является источником напряжения, предоставляющим постоянное напряжение, полное постоянное напряжение источника электрической мощности для определения положения падает через проводник высокого сопротивления, т.е. через второй электрический проводник 8. В месте, где соответствующее электрическое устройство 3, 13 устанавливается на трек 2, связанное с положением напряжение между контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8 может наблюдаться. Отношение между полным постоянным напряжением и связанным с положением напряжением, как предполагается, является таким же, что и отношение полной длины трека и расстояния от левого конца трека на Фиг. 1, т.е., если левая конечная часть включает в себя соединитель 18, расстояние от левой конечной части. Таким образом, относительное положение соответствующего электрического устройства может быть определено.
Как описано выше со ссылкой на Фиг. 2, второй электрический проводник предпочтительно является встроенным аналогично другим электрическим проводникам в треке 2 и зафиксированным изолирующим средством. В сравнении с электрическими устройствами в соответствии с версией 1.1 стандарта EMerge электрическое устройство может иметь дополнительный контакт, который контактирует со вторым электрическим проводником 8, если соответствующее электрическое устройство прикреплено к треку 2.
Хотя, как схематично и для примера показано на Фиг. 2, несущий элемент 12 имеет некоторую форму, и электрические проводники размещаются некоторым образом на несущем элементе 12, в других вариантах осуществления несущий элемент 12 может также иметь другую форму, а электрические проводники могут быть размещены другим образом. Например, хотя на Фиг. 2 второй электрический проводник размещается следом за контрольным проводником и за первым электрическим проводником внутри U-образного профиля, второй электрический проводник может также быть размещен снаружи U-образного профиля аналогично проводникам 8, 10, 11 связи, показанным на Фиг. 2. Однако, предпочтительно, чтобы второй электрический проводник 8 размещался следом за контрольным электрическим проводником 7, поскольку помехи вследствие, например, магнитного поля, будут тогда менее влиять на точность определения положения. Кроме того, поскольку электрическая мощность постоянного тока, предоставляемая в целях определения положения, т.е., например, соответствующее напряжение, является относительно небольшой, требования высокой изоляции и расстояния не должны удовлетворяться между контрольным электрическим проводником и вторым электрическим проводником.
Хотя в вышеописанных вариантах осуществления контрольный электрический проводник является электрическим проводом типа медного провода, в других вариантах осуществления контрольный электрический проводник может также быть сформирован посредством металлического кожуха трека.
Кроме того, в варианте осуществления трек может не содержать электрические проводники для распределения электрической мощности переменного тока и/или может не содержать электрические проводники для целей связи. Например, в варианте осуществления трек может быть сформирован, как схематично и для примера показано на Фиг. 11. На Фиг. 11 трек 302 содержит несущий элемент 312, имеющий практически T-образную форму, при этом в этом варианте осуществления первый электрический проводник 306 для подачи электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения, контрольный электрический проводник 307 и второй электрический проводник 308 для предоставления электрической мощности постоянного тока в целях определения положения формируются как резистивные слои, например, как известно из потенциометров, прикрепленные к несущему профилю 312. Резистивные слои могут также быть использованы с другими несущими элементами, аналогичными несущему элементу 12, показанному на Фиг. 2.
Трек предпочтительно устанавливается на потолке комнаты для энергоснабжения различных электрических потребителей типа светильников на потолке. Трек, следовательно, предпочтительно используется в целях энергоснабжения потолка.
В варианте осуществления, описанном выше со ссылкой на Фиг. 4, элементы 18 и 19 соединения могут быть предусмотрены в соответствующих конечных частях трека 2. Эти конечные части могут содержать только элементы 18, 19 соединения, являющиеся предпочтительно перемычками. Соответствующее электрическое устройство может быть выполнено с возможностью наблюдать за напряжением постоянного тока между первым электрическим проводником 6 и контрольным электрическим проводником 7, питаемым посредством блока 3 подачи электрической мощности, и за связанным с положением напряжением между контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8 в положении, в котором соответствующее электрическое устройство прикрепляется к треку. Отношение между полным напряжением между контрольным электрическим проводником 7 и первым электрическим проводником 6, т.е. напряжением постоянного тока, подаваемым посредством блока 3 подачи электрической мощности, и связанным с положением напряжением предпочтительно является таким же, что и соотношение полного пути трека и расстояния соответствующего электрического устройства вдоль трека от левого конца трека на Фиг. 4. Таким образом, также в этой установке относительное положение соответствующего электрического устройства вдоль трека может быть измерено.
Как уже упомянуто выше, источник электрической мощности для определения положения может также быть источником тока, т.е. вспомогательный источник электрической мощности может быть использован для предоставления постоянного тока второму электрическому проводнику 8, или постоянный ток может быть предоставлен с помощью электрической мощности постоянного тока, подаваемой по первому электрическому проводнику 6 и контрольному электрическому проводнику 7, в частности, как схематично и для примера показано на Фиг. 5.
Если источник 17 электрической мощности для определения положения является источником тока, электрические соединения существуют предпочтительно, как схематично показано на Фиг. 3, при этом на Фиг. 3 электрический соединитель 18 на левой стороне может быть размещен в левосторонней конечной части трека 2, а источник 17 тока может быть размещен в правосторонней конечной части трека 2. На Фиг. 3, если источник 17 электрической мощности для определения положения является источником тока, связанное с положением напряжение, измеренное посредством соответствующего блока 16 измерения напряжения между контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8 в положении соответствующего электрического устройства, дает абсолютное положение, измеренное от левого конца трека 2. На правом конце трека может наблюдаться напряжение, представляющее длину трека. Например, если постоянный ток, предоставляемый источником 17 тока, равен 0,01 А, если сопротивление второго электрического проводника 8 равно 10 Ом/м, и если трек имеет длину 10 м, на правом конце трека может быть измерено напряжение, равное 10 Ом/м ⋅ 10 м ⋅ 0,01 А = 1 В. Электрическое устройство типа блока подачи электрической мощности или электрического потребителя, помещенное в 1,5 м от левого конца трека, будет наблюдать напряжение, равное 10 Ом/м ⋅ 1,5 м ⋅ 0,01 А = 150 мВ.
В конфигурации, для примера и схематично иллюстрированной на Фиг. 5, электрический соединитель 18 может быть размещен в первой конечной части, а резистор 20 может быть размещен во второй конечной части трека. Резистор 20 имеет сопротивление, большее в сравнении с сопротивлением полной длины трека во втором электрическом проводнике 8, так что ток через второй электрический проводник 8 практически не зависит от длины трека и, таким образом, от положения на треке, в котором напряжение измеряется. Например, если блок 3 подачи электрической мощности может предоставлять напряжение постоянного тока, равное 48 В, если резистор 20 имеет сопротивление 4700 Ом, и если второй электрический проводник 8 имеет сопротивление, равное 10 Ом/м, для возможных длин трека между, например, 1 м и 20 м сопротивление второго электрического проводника 8 через полную длину трека будет между 10 и 200 Ом и, следовательно, гораздо меньше 4700 Ом. Если в этом примере трек имеет длину 10 м, на правом конце трека может быть измерено напряжение, равное 10 Ом/м ⋅ 10 м ⋅ 0,01 А = 1 В, при этом электрическое устройство, размещенное в 3 м от левого конца, будет измерять напряжение, равное 10 Ом/м ⋅ 3 м ⋅ 0,01 А = 150 мВ.
Система распределения электрической мощности постоянного тока может содержать один или несколько треков. Если система распределения электрической мощности постоянного тока содержит несколько треков, последовательные треки, т.е. последовательные сегменты трека, могут быть просто соединены посредством электрического соединения соответствующих электрических проводников сегментов трека, в частности, второй электрический проводник, распределяющий электрическую мощность постоянного тока в целях определения положения в различных сегментах трека, электрически соединяется. Если они содержат средство измерения, они могут также определять свое относительное или абсолютное положение на треке. Фиг. 12 показывает схематично и для примера вариант осуществления такой системы распределения электрической мощности постоянного тока, содержащий трек, сформированный посредством нескольких сегментов трека.
На Фиг. 12 система 301 распределения электрической мощности постоянного тока содержит трек 302, сформированный посредством нескольких сегментов 331 трека, при этом каждый сегмент трека аналогичен треку 2, показанному на Фиг. 2. Таким образом, сегменты 331 трека содержат первый электрический проводник 6 для распределения первой электрической мощности постоянного тока в целях энергоснабжения, второй электрический проводник 8 для распределения второй электрической мощности постоянного тока в целях определения положения, третьи электрические проводники 4, 5 для распределения электрической мощности переменного тока, четвертые электрические проводники 9, 10, 11 в целях связи и контрольный электрический проводник 7, предпочтительно являющийся проводником заземления.
Система 301 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит несколько электрических устройств 103, 113, 330, прикрепленных к сегментам 331 трека и электрически соединенных с электрическими проводниками, при этом электрические устройства включают в себя блок 103 подачи электрической мощности и электрические проводники 113, как описано выше со ссылкой на Фиг. 6. Электрические устройства дополнительно включают в себя дополнительные электрические устройства 330 для прикрепления к передним концам сегментов 331 трека. Если они прикрепляются к передним концам соседних сегментов 331 трека, они могут рассматриваться как являющиеся элементами соединения для соединения двух соседних сегментов 331 трека. Элементы соединения выполняются так, что несколько электрических проводников двух соседних сегментов трека электрически соединяются для того, чтобы распределять электрические мощности через соответствующий элемент соединения, и для того, чтобы обеспечивать непрерывную линию связи. Каждое из этих дополнительных электрических устройств 330, которые могут рассматриваться как являющиеся элементами соединения, прикрепляется к и, таким образом, назначается конкретному сегменту 331 трека, так что, посредством определения положения этих дополнительных электрических устройств 330, может быть определено положение соответствующего сегмента 331 трека в треке 302.
Хотя в описанном варианте осуществления дополнительные электрические устройства 330 для определения положений сегментов 331 трека прикрепляются к передним концам сегментов 331 трека, в других вариантах осуществления дополнительные электрические устройства для определения положения соответствующего сегмента трека могут также быть прикреплены другим способом к соответствующему сегменту трека. Например, они могут быть прикреплены к внутренней части соответствующего сегмента трека, т.е. они могут быть интегрированы в соответствующий сегмент трека, так что сегмент трека уже снабжен электрическим устройством. Или электрическое устройство может быть предусмотрено в кожухе соответствующего сегмента трека.
Фиг. 13 показывает схематично и для примера дополнительное электрическое устройство 330, которое может рассматриваться как являющееся элементом соединения, более подробно. Как может быть видно на Фиг. 13, дополнительное электрическое устройство 330 содержит блок 16 измерения напряжения для измерения напряжения на втором электрическом проводнике 8, т.е. между контрольным электрическим проводником 7 и вторым электрическим проводником 8, и блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения для предоставления второй электрической мощности постоянного тока для определения положений электрических устройств.
Система подачи электрической мощности постоянного тока формируется посредством блока 103 подачи электрической мощности для подачи первой электрической мощности для энергоснабжения электрических потребителей 113 и посредством блоков 117 предоставления электрической мощности для определения положения, назначенных электрическим устройствам 103, 113, 330. В этом варианте осуществления каждое из электрических устройств 103, 113, 330 содержит такой блок 117 предоставления электрической мощности для определения положения.
Система 301 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит систему 115 определения положения для определения положения соответствующего электрического устройства 103, 113, 330 на основе соответствующего измеренного напряжения. Положения электрических устройств системы 301 распределения электрической мощности постоянного тока могут быть определены, как описано выше со ссылкой на другие варианты осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока. В частности, положения электрических устройств могут быть определены, как описано выше со ссылкой на Фиг. 6 и 7.
Система 301 распределения электрической мощности постоянного тока дополнительно содержит источник 14 электрической мощности переменного тока для предоставления электрической мощности переменного тока третьим электрическим проводникам 4, 5, которая может затем быть преобразована в первую электрическую мощность постоянного тока посредством блока 103 подачи электрической мощности. Более того, система 301 распределения электрической мощности постоянного тока содержит систему 321 управления для управления электрическими устройствами 103, 113, 330 и необязательно дополнительными компонентами типа системы 115 определения положения.
Дополнительные электрические устройства 330, которые могут рассматриваться как элементы соединения, могут быть выполнены с возможностью изолировать некоторые сегменты трека, например, они могут содержать переключатель для соединения и отсоединения сегмента трека с и от, соответственно, соседнего сегмента трека. Это переключение может быть использовано, чтобы, например, изменять баланс токов в системе, изолировать короткое замыкание в системе и т.д. Переключатель предпочтительно управляется посредством системы 321 управления на основе определенных положений сегментов трека. Например, на основе информации о положении, полученной от системы 115 определения положения, система 321 управления может определять, что сегмент 331 трека на правом конце трека 302 на Фиг. 12 не содержит какое-либо электрическое устройство. Система 321 управления может, поэтому, управлять элементом 330 соединения, прикрепленным к этому правому сегменту 331 трека, так что этот сегмент трека изолируется и отсоединяется от других сегментов трека. В целом, система 321 управления может содержать правила управления, определяющие управление различными элементами системы 301 распределения электрической мощности постоянного тока в зависимости от определенных положений электрических устройств 103, 113, 330.
Если трек не содержит несколько подтреков, т.е., если трек не сегментирован, а исполнен как единый фрагмент, функции на концах трека, такие как электрические соединения и предоставление позиционных электрических мощностей для подачи ко второму электрическому проводнику, например, соответствующие конечные части, могут быть объединены с треком.
Например, что касается варианта осуществления, описанного выше со ссылкой на Фиг. 4, может быть изготовлен трек, в котором второй электрический проводник 8 уже непосредственно образует перемычку с контрольным электрическим проводником 7 с одной стороны, а с другой стороны второй электрический проводник 8 уже образует перемычку с первым электрическим проводником 6. Если в этом случае подается постоянное напряжение, напряжение делится по длине трека, равной, например, 5 м, и измеренное напряжение дает прямой показатель относительного положения вдоль этого отрезка трека. Кроме того, в конфигурации, показанной на Фиг. 5, на одном конце трека второй электрический проводник 8 и контрольный электрический проводник 7 могут уже быть соединены перемычкой, а на другом конце трека первый электрический проводник 6 и второй электрический проводник 8 могут уже быть соединены через резистор 20 для использования постоянного тока для определения положения соответствующего электрического устройства. Различные электрические устройства на треке могут содержать схему переключения и измерения, чтобы определять относительные положения между отдельными электрическими устройствами на треке. В частности, каждое электрическое устройство может подавать напряжение или ток ко второму электрическому проводнику, в то время как другие электрические устройства могут измерять результирующее напряжение и/или ток на своем соединителе со вторым электрическим проводником, из которого может быть определено сопротивление провода между электрическими устройствами и, таким образом, относительное положение. Схема переключения и измерения, которая также может рассматриваться как схема управления, может быть частью соответствующего электрического устройства и может быть выполнена с возможностью задействовать электрические устройства в последовательном по времени порядке так, что только одно электрическое устройство подает напряжение и/или ток, в то время как другие электрические устройства измеряют результаты. В следующей последовательности другое электрическое устройство подает напряжение и/или ток, в то время как другие электрические устройства измеряют результаты. Схемы управления могут быть выполнены с возможностью обмениваться командами между электрическими устройствами через электрические проводники связи для синхронизации действий различных электрических устройств.
Второй электрический проводник может быть объединен с другими функциональными возможностями системы распределения электрической мощности постоянного тока. Например, второй электрический проводник может быть использован для управляющих сигналов, отправки электрической мощности постоянного тока, например, подачи относительно небольшого напряжения постоянного тока в 5 В или предоставления слаботочной линии питания, напряжение на втором электрическом проводнике может перемещаться выше некоторого предварительно определенного порогового значения для включения или выключения электрических потребителей, особенно светильников, и т.д. Более того, существующие линии с шиной, т.е. электрические проводники, размещенные по длине трека, как определено в версии 1.1 стандарта EMerge, могут также быть использованы в целях определения положения. Например, падение напряжения через линию электрической мощности постоянного тока, т.е. через электрический проводник, используемый для предоставления электрической мощности постоянного тока для энергоснабжения электрических потребителей, может быть измерено.
Система распределения электрической мощности постоянного тока предпочтительно является ориентированной системой освещения с шиной типа трековой системы освещения для розничной торговли. Система распределения электрической мощности постоянного тока может также рассматриваться как снабжаемая энергией потолочная структура типа системы, выдвигаемой альянсом EMerge.
Если источник электрической мощности для определения положения является источником тока, предоставляющим постоянный ток, он может быть точным источником тока или другим видом источника тока.
Хотя в вышеописанных вариантах осуществления контрольный электрический проводник 7 имеет относительно низкое сопротивление, например, является медным проводом, тогда как второй электрический проводник 8 имеет относительно высокое сопротивление и является, например, константановым проводом, в других вариантах осуществления также контрольный электрический проводник 7 может иметь относительно высокое сопротивление и может быть выполнен, например, из константана. В этом случае, предпочтительно система распределения электрической мощности постоянного тока конфигурируется так, что подача тока не идет через контрольный электрический проводник 7 для того, чтобы сохранять небольшие погрешности измерений. Кроме того, электрическое устройство тогда предпочтительно выполнено с возможностью измерять падение напряжения два раза, поскольку контрольный электрический проводник 7 и второй электрический проводник 8, соединенные последовательно, создают резистивный контур.
В частности, на первом конце трека минусовая клемма источника электрической мощности для определения положения может быть соединена с электрическим проводником 7, а плюсовая клемма источника электрической мощности для определения положения может быть соединена с электрическим проводником 8. На противоположной второй стороне трека электрический проводник 7 и электрический проводник 8 могут быть соединены друг с другом, т.е. может быть перемычка между электрическими проводниками 7, 8. Блок измерения напряжения соответствующего электрического устройства может тогда быть выполнен с возможностью измерять напряжение на электрическом проводнике 7 и напряжение на электрическом проводнике 8, при этом система определения положения может быть выполнена с возможностью определять положение соответствующего электрического устройства на основе разницы между этими двумя напряжениями. Например, если источник электрической мощности для определения положения прикладывает 48 В, на первом конце трека напряжение, измеренное на электрическом проводнике 7, будет нулевым, а напряжение, измеренное на электрическом проводнике 8, будет 48 В. Таким образом, разница будет составлять 48 В. На втором конце трека падения напряжения в двух электрических проводниках 7, 8 ведут к измеренному напряжению, равному 24 В, на электрическом проводнике 7, и к измеренному напряжению, также равному 24 В, на электрическом проводнике 8. Таким образом, на втором конце трека разница между двумя измеренными напряжениями будет нулевой. Между первым концом трека и вторым концом трека разница между измеренными напряжениями будет между 48 В и 0 В, при этом измеренная разница будет линейно изменяться с положением между первым и вторым концами трека. Таким образом, положение соответствующего электрического устройства может быть легко определено на основе измеренной разницы напряжений.
Хотя в вышеописанных вариантах осуществления были описаны некоторые виды ввода в эксплуатацию на основе определенных положений электрических устройств, в других вариантах осуществления ввод в эксплуатацию электрических устройств в зависимости от их определенных положений может также выполняться другим способом, электрические устройства могут управляться другим способом в зависимости от своих положений. Например, также блоки подачи электрической мощности или другие электрические потребители, не являющиеся светильниками или датчиками присутствия, могут управляться в зависимости от их определенных положений. Кроме того, вышеописанная автоматическая привязка между различными видами электрических устройств типа датчиков присутствия и светильников может также быть выполнена другим способом, так что автоматическая привязка основывается на других правилах управления, или другие виды электрических устройств автоматически связываются.
Компоненты и функции, описанные выше, которые используются в некотором варианте осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока, могут также быть использованы в другом варианте осуществления. Например, дополнительные электрические устройства, прикрепляемые к сегментам трека для определения положений сегментов трека в треке, описанные выше со ссылкой на Фиг. 12 и 13, могут также быть использованы в других вариантах осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока, т.е. также другие варианты осуществления системы распределения электрической мощности постоянного тока могут содержать сегменты трека, формирующие соответствующий трек, при этом электрические устройства могут прикрепляться к сегментам трека, в частности, интегрироваться в сегменты трека, для определения положений сегментов трека относительно трека.
Другие вариации в раскрытых вариантах осуществления могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники, применяющими на практике заявленное изобретение, из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения.
В формуле изобретения слово "содержит" не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множества.
Один модуль или устройство может удовлетворять функциям нескольких элементов, изложенных в формуле изобретения. Простой факт того, что определенные меры упомянуты в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, чтобы комбинация этих мер не может быть использована с выгодой.
Определения, аналогичные определению положения соответствующего электрического устройства на основе измеренного напряжения, выполняемые посредством одного или нескольких блоков или устройств, могут быть выполнены посредством любого другого числа блоков или устройств. Эти определения и/или управление системы распределения электрической мощности постоянного тока, в частности, в соответствии с вышеупомянутым способом определения положения, могут быть реализованы как средство программного кода компьютерной программы и/или специализированные аппаратные средства.
Компьютерная программа может быть сохранена/распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель хранения или твердотельный хранитель, поставляемый вместе или как часть других аппаратных средств, но может также распространяться в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные системы связи.
Все ссылки с номерами в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем.