電源系統和用于這種系統的永磁發電機技術方案

一種電源系統，包括發動機驅動的永磁發電機（１１），其可以執行操作以產生可變電壓和高頻的輸出，該輸出經串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路（１４）轉換成固定電壓且相對低頻的ＡＣ輸出，以通過跳閘開關（５６－５８）提供給外部負載（５３－５５）。旁路電路包括一對正常情況下閉合的并聯的相反偏置的晶閘管（６６－６８），該旁路電路連接于所述發電機輸出和ＡＣ／ＡＣ轉換電路（１４）的輸出之間。當因為在ＡＣ／ＡＣ轉換電路（１４）的輸出上產生短路或過流條件而需要觸發跳閘開關（５６－５８）跳閘時，觸發晶閘管（６６－６８）以使其從斷開狀態切換到接通狀態，從而直接由發電機（１１）的高頻輸出以大電流為負載（５３－５５）供電，這增加了從ＡＣ／ＡＣ轉換電路（１４）吸取的電流，并使跳閘開關（５３－５５）跳閘。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?電源系統和用于這種系統的永磁發電機本專利技術涉及一種電源系統，包括：AC(交流)電源，其可操作以提供具有至少一個相位的AC輸出電壓的；串勵AC/AC轉換電路，其包括可操作以通過將所述AC輸出電壓轉換成中間DC(直流)電壓來建立中間DC鏈的第一轉換器裝置和可操作以將所述中間DC電壓轉換成具有至少一個相位的AC輸出電壓以提供給外部負載的第二轉換器裝置。這樣的電源系統在本說明書中稱為上述類型的電源系統。更具體地但不排他地說，本專利技術涉及上述類型的電源系統，即它可以是發電系統和/或電動機啟動系統。本專利技術還涉及可操作以產生可變電壓發生器輸出的永磁發電機，所述發生器設有可操作以對可變電壓發生器輸出整流的整流裝置。WO?01/56133公開了一種涉及此前所述類型的電源系統，它是一種發電系統且還包括傳感裝置，所述傳感裝置可用于在外部負載連接于所述AC電源輸出兩端上時監視所述中間DC鏈以及向速度控制裝置提供反饋信號，從而使可變電壓發生器輸出變化以及反控中間DC電壓的變化趨勢。為了在外部負載連接于AC電源輸出兩端上時為WO?01/56133所公開的發電系統提供短路保護，在AC電源輸出的所述或每個相位中設有跳閘開關，所述或每個跳閘開關可操作以響應正在讀取的短路狀況而斷開AC電源輸出與外部負載的連接。所述或每個跳閘開關適于在通過它的電流保持在某個水平一定時間時跳閘。適合的跳閘開關具有如下電流/時間跳閘特性：它們在因大電流而跳閘之前允許足以啟動發動機或接通電燈的短時間的大電流或在跳閘之前允許較長時間的較低電流。如果跳閘開關適于因低工作電流而跳閘，則短路負載電流往往會逐步形成大電流。-->自然，高頻自換相器件如晶體管以及系統的其它電子元件需要額定性能，以抵御跳閘開關在尚未跳閘情況下可能承受的功率。因此，如果第二轉換器裝置包括晶體管裝置，照常，其中的晶體管需要額定性能，以便抵御比正常負載工作條件下它們所承受的電流大數倍的電流，因此，響應檢測到短路狀況的事件，需要高于正常的電流來以最小時延使跳閘開關跳閘。此要求強加了顯著的成本代價，因為晶體管的成本隨其額定電流顯著增加。類似的跳閘開關可用于電動機啟動系統中為永磁電動機提供過流保護，以及以上有關在例如WO?01/56133所公開的發電系統中設置了跳閘開關，以在外部負載連接到AC電源輸出兩端時提供短路保護的觀察評論適用于在電動機啟動系統中將這種跳閘開關用于過流保護的用法。US-A-6295215公開了一種此前所述類型的電源系統，它設有旁路電路，用于將AC電源提供的AC輸出電壓的所述或每個相位直接連接到第二轉換器裝置的AC輸出電壓的相應相位，從而旁路串勵AC/AC轉換電路，所述旁路電路包括AC電源提供的AC輸出電壓的所述或每個相位的相應的可電控的單向開關裝置，所述可電控的單向開關裝置可操作以允許在所述電源系統連接到外部負載時電流通過所述旁路電路以及通過所述串勵AC/AC轉換電路，所述電源系統還包括可操作以在所述電源系統連接到外部負載時檢測至外部負載的電流的電流檢測裝置，以及可響應所述電流檢測裝置而執行操作以控制所述單向開關裝置，由此控制電流通過所述旁路電路的控制裝置。US-A-6295215中公開的此前所述類型的電源系統通常應用于諸如不間斷(或“不可間斷”)電源(UPS)，電動驅動器和其它應用中。在US-A-6295215公開的此前所述類型的電源系統的第一工作模式中，串勵AC/AC轉換電路可進行操作，以便主要由所述旁路電路將有效功率從AC電源傳輸到外部負載，所述有效功率是從AC電源輸出到外部負載的功率的第二分量，從AC電源輸出到外部負載的功率的第一分量由所述串勵AC/AC轉換電路傳輸。在第二工作模-->式中，所述串勵AC/AC轉換電路將AC電源的功率傳輸到外部負載，而所述旁路電路的可電控的單向開關裝置為斷開，這樣，沒有電力從AC電源通過所述旁路電路傳輸到外部負載。US-A-2003/0043521公開了在電源與并聯的多個負載之間設置熔斷器。控制電路根據檢測的故障狀況使該熔斷器熔斷。這是通過將熔斷器通過旁路這些負載的旁路電路連接到地來實現的，所述旁路電路具有較低的電阻，以便熔斷器熔斷。本專利技術的目的在于使所提供的一個或多個跳閘開關能夠在外部負載連接到AC電源輸出端上時，為結合于發電系統中的此前所述類型的電源系統提供短路保護或為電動機啟動系統提供過流保護，以便在檢測到短路或過流狀況之后使所述跳閘開關以最小時延跳閘，同時允許在此前所述類型的電源系統的所述第一和第二轉換器和任何檢測裝置中采用不僅成本低而且額定電流低的電子元件。根據本專利技術的一個方面，提供一種電源系統，它包括：AC電源，其可操作以提供具有至少一個相位的AC輸出電壓；串勵AC/AC轉換電路，其包括可操作以通過將所述AC輸出電壓轉換成中間DC電壓來建立中間DC鏈的第一轉換器裝置和可操作以將所述中間DC電壓轉換成具有至少一個相位的AC輸出電壓以提供給外部負載的第二轉換器裝置；旁路電路，其將所述電源提供的AC輸出電壓的所述或每個相位直接連接到所述第二轉換器裝置的AC輸出電壓的相應相位，從而旁路所述串勵AC/AC轉換電路，所述旁路電路包括所述電源提供的AC輸出電壓的所述或每個相位的相應的可電控的單向開關裝置，所述可電控的單向開關裝置可操作以允許在所述電源系統連接到外部負載時電流通過所述旁路電路以及通過所述串勵AC/AC轉換電路；電流檢測裝置，其可操作以在所述電源系統連接到外部負載時檢測來自所述串勵AC/AC轉換電路的輸出電流；以及控制裝置，其可響應所述電流檢測裝置并執行操作以控制所述單向開關裝置，由此控制電流通過所述旁路電路，其中針對所述第二轉換器裝置的-->AC輸出電壓的所述或每個相位和所述旁路電路的相應相位，設置了相應的跳閘開關，所述單向開關裝置在正常情況下斷開，使得正常情況下沒有電流通過所述旁路電路，但是所述控制裝置可響應所述電流檢測裝置檢測到通過所述串勵AC/AC轉換電流的電流超過預定電流預定時間而執行操作，以使所述單向開關裝置閉合，從而使從所述串勵AC/AC轉換電路經所述跳閘開關至所述外部負載的電流增加了通過所述旁路電路的電流，由此使所述或每個跳閘開關因通過它的電流增加而跳閘。根據本專利技術的另一個方面，提供一種永磁發電機，它包括兩組星型連接的多相定子繞組，所述兩組中每組的每個所述定子繞組連接于具有正輸出和負輸出的相應的多相二極管整流器裝置的相應分支的二極管之間，每個所述整流器裝置的正輸出用于連接到根據本專利技術所述一個方面的發電系統的所述第一轉換器裝置的正輸入；每個所述整流器裝置的負輸出用于連接到所述第一轉換器裝置的負輸入；以及所述兩組星型連接的多相定子繞組的公共端子用于連接到發電系統的中性線。在根據本專利技術所述一個方面的此前所述類型的電源系統中設置旁路電路使根據本專利技術的另一個方面的永磁發電機裝置尤其適合用作此前所述類型的電源系統的AC電源。在本專利技術優選實施例中，可電控的單向開關裝置由具有比晶體管高得多的承載大電流的能力的晶閘管構成。觸發晶閘管導致發電機以大電流直接為負載供電，這使跳閘開關跳閘，從而保護所述AC/AC轉換電路的元件。所述發電機提供可變高頻輸出電壓，而所述AC/AC轉換電路的輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電源系統，包括：ＡＣ電源，其可操作以提供具有至少一個相位的ＡＣ輸出電壓；串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路，其包括可操作以通過將所述ＡＣ輸出電壓轉換成中間ＤＣ電壓來建立中間ＤＣ鏈的第一轉換器裝置和可操作以將所述中間ＤＣ電壓轉換成具有至少一個相位的ＡＣ輸出電壓以提供給外部負載的第二轉換器裝置；旁路電路，其將所述電源提供的ＡＣ輸出電壓的所述或每個相位直接連接到所述第二轉換器裝置的ＡＣ輸出電壓的相應相位，從而旁路所述串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路；所述旁路電路包括所述電源提供的所述ＡＣ輸出電壓的所述或每個相位的相應的、可電控的單向開關裝置，所述可電控的單向開關裝置可操作，以允許當所述電源系統連接到外部負載時電流通過所述旁路電路以及通過所述串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路；電流檢測裝置，其可操作以在所述電源系統連接到外部負載時檢測來自所述串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路的輸出電流；以及控制裝置，其響應所述電流檢測裝置，且可操作以控制所述單向開關裝置，由此控制電流通過所述旁路電路；其特征在于：針對所述第二轉換器裝置的ＡＣ輸出電壓的所述或每個相位和所述旁路電路的相應相位，設置了相應的跳閘開關；所述單向開關裝置在正常情況下為開路，使得正常情況下沒有電流通過所述旁路電路，但是所述控制裝置可響應所述電流檢測裝置檢測到通過所述串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電流的電流超過預定電流預定時間而執行操作以使所述單向開關裝置閉合，從而使從所述串勵ＡＣ／ＡＣ轉換電路經所述跳閘開關至所述外部負載的電流增加了經由所述旁路電路而來的電流，由此使每個跳閘開關因通過它的電流增加而跳閘。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】GB 2003-5-13 0311013.71.一種電源系統，包括：AC電源，其可操作以提供具有至少一個相位的AC輸出電壓；串勵AC/AC轉換電路，其包括可操作以通過將所述AC輸出電壓轉換成中間DC電壓來建立中間DC鏈的第一轉換器裝置和可操作以將所述中間DC電壓轉換成具有至少一個相位的AC輸出電壓以提供給外部負載的第二轉換器裝置；旁路電路，其將所述電源提供的AC輸出電壓的所述或每個相位直接連接到所述第二轉換器裝置的AC輸出電壓的相應相位，從而旁路所述串勵AC/AC轉換電路；所述旁路電路包括所述電源提供的所述AC輸出電壓的所述或每個相位的相應的、可電控的單向開關裝置，所述可電控的單向開關裝置可操作，以允許當所述電源系統連接到外部負載時電流通過所述旁路電路以及通過所述串勵AC/AC轉換電路；電流檢測裝置，其可操作以在所述電源系統連接到外部負載時檢測來自所述串勵AC/AC轉換電路的輸出電流；以及控制裝置，其響應所述電流檢測裝置，且可操作以控制所述單向開關裝置，由此控制電流通過所述旁路電路；其特征在于：針對所述第二轉換器裝置的AC輸出電壓的所述或每個相位和所述旁路電路的相應相位，設置了相應的跳閘開關；所述單向開關裝置在正常情況下為開路，使得正常情況下沒有電流通過所述旁路電路，但是所述控制裝置可響應所述電流檢測裝置檢測到通過所述串勵AC/AC轉換電流的電流超過預定電流預定時間而執行操作以使所述單向開關裝置閉合，從而使從所述串勵AC/AC轉換電路經所述跳閘開關至所述外部負載的電流增加了經由所述旁路電路而來的電流，由此使每個跳閘開關因通過它的電流增加而跳閘。2.如權利要求1所述的電源系統，其特征在于：所述AC電源包括發電機裝置，其可操作以產生所述AC輸出電壓。3.如權利要求2所述的電源系統，其特征在于：所述發電機裝置可操作以產生可變電壓發電機輸出作為所述AC電源的所述AC輸出電壓；所述AC電源還包括以驅動方式與所述發電機裝置耦合的可變速度原動機，以及可操作以控制所述原動機速度的速度控制裝置；所述電源系統還包括檢測裝置，其可操作以在所述外部負載連接到所述AC電源輸出端上時監視所述中間DC鏈以及向所述速度控制裝置提供反饋信號，由此使所述可變電壓發電機輸出變化，以及反控所述中間DC電壓的變化趨勢。4.如權利要求1至3中任一項所述的電源系統，其特征在于：它是電動機啟動系統，其中所述第二轉換器裝置的AC輸出電壓的所述或每個相位連接到所述永磁電動機的一個定子繞組的相應相位。5.如權利要求1至4中任一項所述的電源系統，其特征在于：所述單向開關裝置的所述或每個可電控的單向開關是晶閘管。6.如權利要求3所述或從屬于權利要求3的權利要求4和15中任一項所述的電源系統，其特征在于：所述可變電壓發電機輸出是多相輸出。7.如權利要求6所述的電源系統，其特征在于：所述可變電壓發電機輸出的一個或多個相位連接到所述第一轉換裝置的正輸入，而所述可變電壓發電機輸出的另一個相位或另外的相位則連接到所述第一轉換器裝置的負輸入。8.如權利要求5至7中任一項所述的電源系統，其特征在于：所述旁路電路包括一對相反偏置的晶閘管，它們并聯連接到所述第二轉換器裝置的所述AC輸出電壓的所述相應相位。9.如權利要求8所述的電源系統，其特征在于：所述發電機輸出的所述或每個相位由所述旁路電路通過一對相應的相反偏置晶閘管連接到所述第二轉換器裝置的所述AC輸出電壓的所述相應相位。10.如從屬于權利要求5且從屬于權利要求6和7中任一項的權利要求8所述的電源系統，其特征在于：所述多相可變電壓發電機輸出的每個相位由所述旁路電路通過相應的晶閘管連接到所述第二轉換器裝置的所述AC輸出電壓的所述相應相位。11.如從屬于權利要求7的權利要求10所述的電源系統，其特征在于：所述可變電壓發電機輸出的所述一個或多個相位借...

【專利技術屬性】
技術研發人員：N阿爾哈亞特，W科查拉，A克拉斯諾德布斯基，
申請(專利權)人：紐瓦茨國際有限公司，
類型：發明
國別省市：GB[英國]