一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法及燈光系統配電管理裝置的製作方法
2023-05-28 01:15:01
專利名稱：一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法及燈光系統配電管理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燈光系統配電檢測調整方法及燈光系統配電管理裝置，尤指一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法及燈光系統配電管理裝置。
背景技術：
近年來，數位技術的迅猛發展使廣播電視技術發生深刻的變化，相應地，電視燈光系統也隨之發生巨大變化，逐步向數位化邁進，數字調光臺、數字調光立櫃、數字換色器、智能電腦燈、演播室DMX數位訊號控制系統、微機控制的機械系統等高新技術得到廣泛應用。
由於綜合劇場燈光系統的用電量大，因而要求供電系統設計合理、安全可靠、保證運行正常、滿足大型節目現場直播的要求。為滿足上述要求，供電系統中的一個重要問題---三相平衡問題必須得到解決。因為若在使用過程中出現三相不平衡現象，則零線有電流通過，產生熱量，不利於安全用電；同時對音頻、視頻信號也有一定影響。
目前，燈光系統的調光迴路在配電櫃中分配為A相、B相和C相是固定不變的，即在燈光系統設計時，燈光系統的調光迴路已經科學地設計，分布於舞臺的各個用電終端，使舞臺的各道燈杆、各個方位都均勻分配三相電源，這為燈光系統配電三相平衡奠定了重要基礎。在設計圖中，確定哪些燈組合在一起(即集控或場)，把這些燈具對應連接所在的吊杆的調光迴路形成一個「組」，(即光路的組合)。晚會就是由多個這樣的「組」組成調光控制。例紅色光組、蘭色光組、面光組等等。
但在燈光系統布光控制時，往往不可能每個通路都使用到，也不可能每個通路都使用同樣數量、同樣燈光亮度、同樣功率的燈具；為達到某種效果，有時把幾路、甚至幾十路調光迴路組合成一個「組」，有時把幾個「組」、調光迴路組合成一個集控，幾個集控多種組合，形成一個個場景等等，這樣的布光控制極易導致配電三相不平衡。為儘量避免三相不平衡的問題，以往是在布光後，依配電櫃中分配A相、B相、C相的電流表數值大小，重新進行多次布光調整，布光調整時，需把燈杆重新升降並對燈具電源線進行調整。這樣通過線路交叉分布、分配排列組合，互相彌補使用電負載接近三相平衡的方法，工作量大，效率低，效果不理想。對一個「組」、一個集控，更大的一個場景要達到三相平衡，在時間緊的情況下，布光控制更是難以把握的技術問題。雖然，在燈光系統供電及調光出現瞬間或暫時三相不平衡現象是有一定允許範圍，但如果時間太長，就會影響燈光系統供電及調光使用的安全性。
參考圖1，傳統專業燈光系統的工作流程包括(1)依展現節目效果設計燈光系統燈位圖；(2)依燈光系統燈位圖進行舞臺現場布光；(3)在調光臺進行燈光編組；(4)依三相電流表指示數值進行多次調整光路，直到三相電流基本平衡；(5)配合節目進行調光控制。然而，由於一般大型晚會使用的光路多，組合場景複雜，步驟(4)中調整光路所需時間長，加之電流表量程很大(1KA)，因而誤差也較大，故其只能使整場燈光在接近全載時達到三相電流基本平衡，而很難在調光控制上達到三相電流時時都處於基本平衡狀態，即對每一個「組」、每一個集控，更大的一個場景控制要達到三相平衡，在時間緊的情況下，布光控制是難以把握的技術問題。而且該工作流程浪費時間、人力，不利節能、安全，工作效率低，調光控制三相平衡效果差。
發明內容
為克服現有技術的不足，本發明目的在於提供一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，該方法可以在短時間內準確完成燈光系統三相平衡的調光控制，並且可使調光控制達到時時三相平衡。
本發明是這樣實現的本發明一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法包括如下步驟(1)依展現節目效果設計燈光系統燈位圖；(2)結合燈光系統燈位圖對所有可能使用的光路編組並將各組電學參數輸入燈光系統配電管理裝置；(3)燈光系統配電管理裝置根據所輸入的電學參數對各組光路負載進行計算；(4)根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；(5)依調整後的燈光系統燈位圖進行舞臺現場布光。所述方法在步驟(5)中布光時如果直接在調光臺進行燈光編組，則可配合節目進行調光控制。
本發明一種燈光系統配電管理裝置，包括一個顯示器、輸入控制裝置及數據處理裝置，其特徵在於所述數據處理裝置安裝有燈光系統配電三相平衡檢測應用軟體，該軟體根據輸入所需光路的號碼及各光路的承載功率，即輸入燈具的瓦數、數量、調光亮度值，對各調光迴路的承載功率進行累計並得出三相平衡計算結果。
採用本發明方法和裝置後，由於調光控制時使每一個「組」、每一個集控，更大的一個場景控制都達到或接近三相平衡，所以整場調光無論何時任意推光拉光都可達到或接近負載三相平衡，即燈光系統光路控制是時時達到或接近三相平衡。另外，採用該方法可避免多次布光調整，減少勞動力，節省時間，提高工作效率，節能，安全可靠，計算準確，調光控制三相平衡效果好。
圖1為傳統專業燈光系統的工作流程；圖2為本發明燈光系統配電三相平衡檢測調整方法的流程圖；圖3為本發明燈光系統配電三相平衡檢測調整方法實施例的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步闡述本發明。
參考圖2，本發明一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法包括如下步驟(1)依展現節目效果設計燈光系統燈位圖；(2)結合燈光系統燈位圖對所有可能使用的光路編組並將各組光路及其電學參數輸入燈光系統配電管理裝置；(3)燈光系統配電管理裝置根據所輸入的電學參數對各組光路負載進行計算；(4)根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；(5)依調整後的燈光系統燈位圖進行舞臺現場布光。所述方法在步驟(5)中布光時如果直接在調光臺進行燈光編組，則可配合節目進行調光控制。在調整光路時，所述方法還包括用排除法排除一些不可能的調整光路方案。
其中，所述燈光系統配電管理裝置包括一個顯示器、輸入控制裝置及數據處理裝置。所述輸入控制裝置用於輸入數據進入數據處理裝置並發出操作指令，所述數據處理裝置安裝有燈光系統配電三相平衡檢測應用軟體。
參考圖3，下面以一個實施例具體說明上述方法，假設一個光路組由光路(L1、L2、L3、…Ln)組成，首先添加選擇組號，然後輸入控制裝置將單獨光路(L1)輸入燈光系統配電管理裝置，並通過燈光系統配電管理裝置的顯示器顯示該光路對應的相序，接著輸入該光路安裝燈具的功率、數量以及調光亮度值；接著燈光系統配電管理裝置的數據處理裝置計算該光路的負載總功率，負載總功率＝燈具的瓦數*數量*調光亮度值％；重複以上步驟輸入該光路組其他光路；發出三相平衡計算指令，數據處理裝置完成該組的平衡計算；重複以上步驟輸入並計算調整該場燈光系統燈位圖的其它光路組；根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；進行三相平衡計算並將計算結果顯示在顯示器上；對燈光系統的光路進行調整；把調整完成的光路再進行平衡計算，檢測各相負載直到平衡或接近平衡；修改燈光系統圖的光路。所述光路包括調光迴路及直通電的線路。依上述方法則不必進行多次升降燈杆及布光調整。
其中，在燈光系統配電管理裝置上設置有「檢測」、「調整」、「修改組表」及「最終三相平衡」四個按鈕，上述三相平衡計算及調整是通過如下步驟實現的首先，按「檢測」鈕，顯示並可選擇「總」組或任一組的三相平衡情況，把三相的相序依次按負載高低順序排列，並顯示三相平均值，即三相負載總功率總和除以3，若三相中任一相負載功率都等於平均值，則三相都平衡，不必進行調整；若三相不平衡，則除顯示所有組的總計外，並顯示須調整的組號，同時把已平衡的組排除，不讓其進入檢測系統，而不平衡的組進入檢測，各相的平衡總值顯示對應於各相下方，即最高值減去三相平均值之差，最低相與三相平均值之差，自動檢測的思路就是各相等於或接近三相平均值。
接著，按「調整」鈕，二列表把剛才檢測的組中最高負載相光路調往最低負載相光路，第一列顯示組中負載最高相的所有光路，例組5中B相負載最高，A相負載最低，B相則顯示於第一列，經嚴格三級限制，可調整至最低相光路，使二相互補，同時等於或更接近平均值。當然，負載高相轉換調整到負載低相是有一個重要條件的，除了三級限制外，負載高相B當被調整至等於或接近三相平均值時，就不再接受調整，即當最高相大於或等於三相平均值時，停止調整，不得小於平均值，否則最高相可變成最低相或零負載。
以上所述的在負載高低相間調整光路時所指的三級限制是一級限制同相序的光路不必調整。
二級限制當負載從高往低的相序調整時，必須是在同一吊杆或同一區域內完成，從安全起見絕不能使光路跨越吊杆進行駁接。
三級限制調整時，被調整至低負載相序的光路必須是未被其它任一組使用過的空光路，避免系統接載造成混亂。在表第二列顯示可以調整且未被使用的最低負載功率的相序。
然後，按「修改組表」，此時，低負載相序的光路自動替代高負載相序的光路，即自動調整光路重新返回替代原有輸入光路表，組表，重新進行三相平衡計算，重新顯示光路表，組表，該組經高負載調至低負載光路，其調整結果，必定使原中間相的負載發生變化，即中間相不一定是中間值，調整後有可能是最高相也有可能是最低相。根據上例，原中間相是C相，調整後，C與A調整結果的差值為X，C與B調整結果的差值為Y，這樣出現兩種情況，若X＞Y，則C與A進行調整，若Y＞X，則C與B進行調整。
最後，按「最終三相平衡」鈕，即把C與A(或C與B)調整的結果輸入原光路表，組表，依上面的最高往最低的檢測方法及三級限制進行二次調整，得出最終三相平衡，各相負載情況等於或接近三相平衡值，達到三相平衡自動檢測的目的。
另外，在調整時，如果沒有中間相，則分以下兩種情況處理(1)當三相中任一相偏高，二相偏低且負載相同時，(高相總功率—三相平均值)/2＝U，U值就自動分別加至另外二低負載相，則在高負載相中取2倍U，每一個U分別加至到另外二個低負載相。
例A＝2000，B＝5000，C＝2000時，三相平均值為(2000+5000+2000)/3＝3000。
U＝(B-3000)/2＝(5000-3000)/2＝1000W則B往A調整1000W，B往C調整1000W，B中高出平均值的分成2份加於A，C中。
(2)當一相低，二相高且相同時，例A＝1000，B＝4000，C＝4000，三相平均值＝(1000+4000+4000)/3＝30002*(高相—三相平均值)＝V2*(4000-3000)＝2×1000＝2000即B、C相共取出2000調至A相，2000/2得出B、C相應各取出1000W到A相，則A+B的1000+C的1000＝3000B-1000＝4000-1000＝3000C-1000＝4000-1000＝3000B，C中各調出平均值以外的差值加於A中，從而達到三相平衡。
另外，所述燈光系統配電管理裝置的數據處理裝置已把整個燈光系統中不必調整部分先初始化，即吊杆上所有同相序的歸納出來，當按調整按鈕時，該裝置把所述光路確認為「無法調整」，即該部分光路不必進行調整。
所述燈光系統配電三相平衡檢測應用軟體必須清楚地表示出燈光系統燈位圖各相電的分配情況，每個用電終端(即插座)都用顏色標註出由哪相供電，(如可使用黃色、綠色、紅色分別代表A相、B相、C相)。對應燈光系統的燈位圖，使燈具一一對應所在吊杆位置的光路，經該軟體計算可以得到哪一相電流偏高，哪一相電流偏低，然後依吊杆位置所在的相鄰光路進行調整，取出負載偏高一相的部分燈具調往負載偏低的另一相上，從而使配電達到或接近三相平衡。
由於燈具的功率多種多樣，如250W、800W、1000W、1250W、1500W、2000W、2500W、4000W等等，因此，對各類不同功率，數量不等的燈具其功率總值也不同。劇場在長、短水平燈具吊杆及舞臺側面都選用15A插銷作電源終端接插座。每路調光器(即矽塊)的用電負載不能超出6000W，各路負載依需要接上不同數量的燈具。為確保安全，軟體限制燈具功率不能超出5000W，即燈具功率超出5000W不能輸入任一光路。
該軟體的設計思想是先對燈光系統的光路固定不變的A相、B相、C相分配進行初始化，默認所有線路各自所對應的供電相序。在一個光路表中，我們只要分別輸入所需光路的號碼及各光路的承載功率，即輸入燈具的瓦數、數量、調光亮度值，然後對各調光迴路的承載功率進行累計。
依顯示在顯示器上的所有在各相使用的光路總功率，自動計算出各相使用光路總功率所對應電流(A)值(I＝P/U)，並與所述總功率同時顯示在顯示器上。對每次輸入若干光路可記錄成為組，並把該組分配的A相、B相、C相的總功率、總電流的數值大小情況，記錄在「組表」中，並可按需要返回到該組的輸入資料，也可進行修改或重新輸入。然後，把該組分配的A相、B相、C相的總功率、總電流的六個數值分別總計，可作為全場總輸出功率、總輸出電流的記錄，根據上述計算結果對燈光系統光路所處的相序在燈位系統圖上進行調整，而不必重新進行多次升降燈杆及布光調整。只要計算後的每一個「組」，或幾個「組」、或一個集控，或一個場景的配電三相都平衡，則這些「組」、集控、場景在燈光同時控制、交叉控制、瞬間控制都能達到配電三相平衡。
其中，在布光調整時，所述軟體可用排除法排除一些同相或已被使用的光路，例如，對同一個吊杆上的光路進行檢測，當出現不平衡，首先排除同一吊表2
表2說明，用本發明高氨撲獲性纖維片材製成的隔板，由於容量保持率高，而且容量保持率波動小，所以是質量穩定的隔板。
含有本發明的表面氧化型纖維片材的本發明電池用隔板，難於被電池內部產生的氧所劣化，而且耐氧化性和自放電抑制作用均優良。含有本發明的內部高羧基化纖維片材的本發明電池用隔板，也難於被電池內部產生的氧所劣化，而且耐氧化性和自放電抑制作用均優良。此外，含有本發明的高氨撲獲性纖維片材的本發明電池用隔板，不僅自放電抑制作用優良，而且還具有在溼潤性和容量保持率波動性優良的特性。
以上雖然是按照特定實施方式說明本發明的，但是本領域普通技術人員自知的各種變化也包括在本發明的範圍內。
其中控制項3包括下述幾個子控制項子控制項1
子控制項2
點擊按鍵「
或
」把已使用的組號、各相光路全部顯示在螢光屏上，尋找並調整相鄰的調光迴路。依顯示器上的信息，可對各光路所處的相序在燈光系統圖上進行調整。
子控制項3
子控制項4
子控制項5
——用於輸出光路表子控制項6
每按一次子控制項6，將剛輸入數據的光路表進行三相平衡計算，並記錄為一組。組表中可註明組的用途，例面光、紅效果光等等的標註。每個光路所對應的相序都用顏色標註，(黃色、綠色、紅色分別代表A相、B相、C相)。
子控制項7
——用於輸出組表控制項4
——如輸入自己的工作號碼控制項5
控制項6
另外，下面以一個實施例來說明該軟體的輸入界面，例如在設計圖中，輸入第90--99的調光迴路，則把各光路的相序A相、B相、C相一一對應，自動地把第90--99的調光迴路分開相序，例如，A相4路、B相3路、C相3路A相--91、92、97、98總功率6KwB相--93、94、99 總功率3KwC相--90、95、96 總功率9Kw
此時只要把設計圖中接在C相的燈具3Kw轉接到B相的光路就可達到三相平衡。
按控制項數據處理，選擇組號，即可輸入數據。當輸入任一光路確認後，在所屬相一列自動顯示出該光路所對應的相，繼續輸入燈具功率、燈具數量、亮度值確認後，光路總功率自動顯示，依次類推輸入其它光路。燈具功率一列當輸入1-5時，確認後則自動乘以1000W；當輸入數據大於5時，則默認輸入的數值，確認後光標自動移至燈具數量。例2000W-按2然後回車即可；當要輸入數據250W時，直接輸入數據250然後回車即可。燈具數量、亮度值當無輸入時，其默認值為1。
輸出界面(1)
按「平衡計算」燈光系統配電管理裝置進行計算並自動輸出記錄組，如下所示輸出界面(2)
下面以一個實施例來說明該軟體，並以輸入光路中的3組為例。
光路l組連續光路，功率、數量不同，亮度值相同；
光路2組不連續光路，功率、數量、亮度值不同；
光路3組不連續光路，功率、數量、亮度值相同；
依次按「確認」分別記錄為三組，燈光系統配電管理裝置自動計算，得到下表
從組表中可以看出光路1組各相的總功率、總電流A相偏低、B相偏高、C相中間。只要把B相中的2000W調至偏低的A相，方法是B相第10光路改成A相第8光路則A相5200W、B相5200W、C相4800W接近三相平衡。
光路2組各相的總功率、總電流A相偏高、B相中間、C相偏低，接近三相平衡，不必調整。
光路3組各相的總功率、總電流A相、B相、C相三相等值。
最後一行把三組各相的總功率、總電流進行總計，統計出該組的總功率、總電流。再次將調整後的數據輸入，直到接近或達到三相平衡為止。該軟體有光路輸入唯一性的功能，一個光路在一場晚會中只能輸入一次，避免一個光路在一場晚會中輸入不同的幾個功率，造成混亂，為確保系統的計算準確、安全使用，當一個光路在一場晚會中誤輸入第二次，所述軟體自動顯示出「該光路已被使用」。
在本發明中，當使用2個光路時，雖然無法達到三相平衡，但也可以接近三相平衡，可通過該軟體檢測到2個光路不在同一相上，把2個光路分別接載於兩個相。多個光路數不是3的倍數，往往都會出現此類問題，則只能接近三相平衡。若有幾個組都出現該情況，則把它們互相錯開，甲組若A相偏高，使乙組C相偏高，那麼使丙組B相偏高，依次類推儘量接近或達到三相平衡。
當使用連續光路是6的倍數，且同時使用同一功率的燈具，不必進行檢測，是三相平衡。例光路407-418共12光路是6的倍數，每路同時接上2000W的燈具，所組成的一個組必定是三相平衡。
本發明方法可適用於電視演播廳(室)燈光系統配電或其它大型演出場所(舞臺、體育場)的燈光系統配電中，即只要調光立櫃的光路三相是具有如下規律的國際專業燈光行業標準分配A相1、2、7、8、13、14、19、20、……955、956…B相3、4、9、10、15、16、21、22、……957、958…C相5、6、11、12、17、18、23、24、……959、960…由於一般大型晚會使用光路多，組合場景較複雜，採用本發明方法後，若對燈光系統熟悉，花兩小時左右的時間即可解決三相平衡的技術問題。更重要的是在調光控制達到時時三相平衡。設計控制一場晚會的燈光是由多個集控或場景組成，我們都看成「組」，若使每個「組」負載都達到三相平衡，那麼無論各「組」進行調光控制達到時時三相平衡。且整場燈光在全載時也達到三相平衡。例面光「1組」平衡；紅光「5組」平衡；黃光「8組」平衡；藍光「9組」平衡。四組燈光各種控制組合都是平衡的。
顯而易見，本發明燈光系統配電管理裝置所使用的燈光系統配電三相平衡檢測應用軟體並不限於上述實施例所述的系統結構及模型，其他能夠實現同等功能的檢測應用軟體同樣適用於本發明。
以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於包括如下步驟(1)依展現節目效果設計燈光系統燈位圖；(2)結合燈光系統燈位圖對所有可能使用的光路編組並將各組電學參數輸入燈光系統配電管理裝置；(3)燈光系統配電管理裝置根據所輸入的電學參數對各組光路負載進行計算；(4)根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；(5)依調整後的燈光系統燈位圖進行舞臺現場布光。
2.如權利要求1所述的燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於所述方法在步驟(5)中布光時如果直接在調光臺進行燈光編組，則可配合節目進行調光控制。
3.如權利要求2所述的燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於所述每個光路上安裝若干燈具，所述電學參數包括燈具功率、燈具數量以及調光亮度值。
4.如權利要求3所述的燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於所述各組光路負載包括各組光路的總功率及總電流。
5.如權利要求1或4所述的燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於在調整光路時，所述方法還包括用排除法排除一些不可能的調整光路方案。
6.如權利要求1所述的燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，其特徵在於該方法可由以下步驟具體實施首先添加選擇組號，將單獨光路輸入並通過顯示該光路對應的相序，然後輸入該光路安裝燈具的功率、數量以及調光亮度值；接著燈光系統配電管理裝置的數據處理裝置計算該光路的負載總功率；重複以上步驟輸入該光路組其他光路；發出三相平衡計算指令，完成該組的平衡計算；重複以上步驟輸入並計算調整該場燈光系統燈位圖的其它光路組；根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；進行三相平衡計算並將計算結果顯示在顯示器上；對燈光系統的光路進行調整；把調整完成的光路再進行平衡計算，檢測各相負載直到平衡或接近平衡；修改燈光系統燈位圖的光路。
7.一種燈光系統配電管理裝置包括一個顯示器、輸入控制裝置及數據處理裝置，其特徵在於所述數據處理裝置安裝有燈光系統配電三相平衡檢測應用軟體，該軟體根據輸入所需光路的號碼及各光路的承載功率，即輸入燈具的瓦數、數量、調光亮度值，對各調光迴路的承載功率進行累計並得出三相平衡計算結果。
8.如權利要求7所述的燈光系統配電管理裝置，其特徵在於所述光路通過輸入控制裝置輸入數據處理裝置，所述顯示器可顯示輸入的光路。
9.如權利要求8所述的燈光系統配電管理裝置，其特徵在於根據三相平衡計算結果，可通過燈光系統配電管理裝置對光路進行調整，在調整光路時，所述軟體包括用排除法排除一些同相或已被使用的光路，並在顯示器上顯示出來可參考調整的光路。
10.如權利要求7或9所述的燈光系統配電管理裝置，其特徵在於所述顯示器表示出燈光系統燈位圖各相電的分配情況，每個用電終端都用顏色標註出由哪相供電，對應燈光系統的燈位圖，使所述燈具一一對應所在吊杆位置的光路，經數據處理裝置計算可以得到哪一相電流偏高，哪一相電流偏低，然後依吊杆位置或同一區域內所在的相鄰光路進行調整，取出負載偏高一相的部分燈具調往負載偏低的另一相上，從而使配電達到或接近三相平衡。
全文摘要
本發明公開了一種專業燈光系統配電三相平衡檢測調整方法，包括(1)依展現節目效果設計燈光系統燈位圖；(2)結合燈光系統燈位圖對所有可能使用的光路編組並將各組光路及其電學參數輸入燈光系統配電管理裝置；(3)燈光系統配電管理裝置根據所輸入的電學參數對各組光路負載進行計算；(4)根據上述計算結果，對燈光系統燈位圖的光路進行調整，使每組光路各相負載平衡或基本平衡；(5)依調整後的燈光系統燈位圖進行舞臺現場布光。本發明還公開了一種燈光系統配電管理裝置。
文檔編號G01R29/16GK1585226SQ0314018
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月18日 優先權日2003年8月18日
發明者陳旭峰 申請人:陳旭峰