用于控制无中断供电的方法和用于无中断供电的设备技术

本发明专利技术涉及一种用于借助于用于无中断供电的设备(10)来控制无中断的供电的方法，其中所述设备(10)包括：第一接线端(101)，所述第一接线端能够与交流电源连接；第二接线端(102)，所述第二接线端能够与交流用电器连接；开关(11)，包括：第一开关接线柱(111)，所述第一开关接线柱与第一接线端连接；第二开关接线柱(112)，所述第二开关接线柱与第二接线端连接；第一晶闸管(113)，所述第一晶闸管连接在所述开关接线柱之间；第二晶闸管(114)，所述第二晶闸管与第一晶闸管反并联地连接在所述开关接线柱之间；所述设备还包括：蓄能器(12)；逆变器(13)，所述逆变器与第二接线端和蓄能器连接；其中，检测流动通过所述开关的开关电流；‑检测施加在第一接线端上的第一电势；在第一故障情况下，第一电势的数值降低，第一电势的瞬时值违反预先规定的第一许可规则，并且开关电流的数值升高，使得开关电流的瞬时值违反预先规定第二许可规则，在所述第一值故障情况下；借助于逆变器调整施加在第二开关接线柱上的第二电势，使得将开关电流推动到零；在调整第二电势之后，检查开关电流，其方式是：直到在调整第二电势之后的预先规定的第一检查时刻之前，检测开关电流的数值并将其与预先规定的阈值进行比较，在超过该阈值时，将第一检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；在存在肯定的第一检查结果时，使第二电势反转；在存在否定的第一检查结果时，在与第一检查时刻同时或在第一检查时刻之后的第二检查时刻检测开关电流并将其与零比较，并且在存在与零的偏差时将第二检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；在存在肯定的第二检查结果时，使第二电势反转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制无中断供电的方法和用于无中断供电的设备
本专利技术涉及一种用于控制无中断供电的方法和一种用于无中断供电的设备。
技术介绍
晶闸管是已知的大功率半导体，这种大功率半导体设计成用于在大功率电子设备中接通高电流和高电压。通常与晶闸管相关联地使用以下术语：“主电压”是晶闸管的阳极和晶闸管的阴极之间的电压；“主电流”是通过阴极的电流；“控制电压”是晶闸管的门极和阴极之间的电压，当门极相对于阴极具有更高电势时，所述控制电压是正的；“控制电流”是通过门极的电流；“触发电流”是流入门极的控制电流，此时该控制电流是正的；“熄灭电流”是流出门极的控制电流，此时该控制电流是负的；“正方向”是从阳极到阴极的方向；“正向电压”是沿正方向极化的主电压，此时所述主电压是正的；“正向电流”是沿正方向流动的主电流，此时所述主电流是正的；“反方向”是从阴极到阳极的方向；“反向电压”是沿反方向极化的主电压，此时所述主电压是负的；“正向电流”是沿反方向流动的主电流，此时所述主电流是负的；“阻断状态”和“导通状态”是当正向电流流过时，晶闸管能够占据的两个稳定的运行状态。“闭锁电流”、“维持电流”和“反向恢复时间”是相应晶闸管的示性特征值并且多数情况下在晶闸管的规格页中给出。晶闸管已知可以被带入导通状态，这也可以称为触发或接通，其方式是，施加正向电压并且至少短时间地、通常持续约10μs地施加控制电压，并且产生触发电流，直至正向电流超过闭锁电流。现在，即使当正向电流消失或者甚至极性反转时，但只要正向电流不低于维持电流并且存在正向电压时，晶闸管也保持在导通状态。但是，一旦主电压极性反转，由此从正向电压变成反向电压，或者正向电流低于维持电流，则晶闸管过渡到阻断状态，这也称为熄灭或关断或切换。普通晶闸管、当然也称为切换式晶闸管已知只能以前面描述的方式熄灭，但附加地还存在GTO晶闸管，其中，产生熄灭电流。因此，普通晶闸管最早当主电流到达下一个过零点时熄灭，相反GTO晶闸管能够在任意时刻熄灭。普通晶闸管目前例如设计成用于最高2.2kA和更高的电流，并且用于最高7kV和更高的电压，相反GTO晶闸管目前仅能设计成用于较低的电流和电压并且较为昂贵。EP1160965B1记载了一种用于无中断供电的设备，所述设备具有连接在输入能量源上的输入端和连接在关键负载上的输出端。这种已知的设备此外还包括供电分离开关，所述供电分离开关包括两个反并联的普通晶闸管并且耦合在输入端和输入端总线之间，所述供电分离开关还包括电池总线、耦合在电池总线和输出端之间的逆变器以及逆变器控制装置。在输入电压崩溃时，所述逆变器在输入总线上产生补偿电压，所述补偿电压是无中断供电所需要的，并且所述补偿电压与下降的输入电压相结合导致，供电分离开关的晶闸管自动切换，这是因为通过晶闸管的电流被推动到零。逆变器控制装置在确认存在导致输入电压的数值升高的输入能量源故障时这样控制所述逆变器，使得所述逆变器在输入总线上产生电压，该电压与输入电压具有相同的极性，并且具有比输入电压大的数值/绝对值，由此强制供电分离开关的晶闸管进行切换。EP1276202B1记载了一种用于无中断供电的设备以及一种用于控制这种设备的方法。所述设备包括用于给负载供电的交流电源、直流电源、连接在直流电源和负载之间的逆变器、包括两个反并联的晶闸管并且连接在交流电源和负载或逆变器之间的交流电开关、用于通过交流电开关的电流的电流传感器和控制装置。根据所述已知的方法，如果交流电源的供电电压消失，则交流电开关断开并且通过逆变器产生输出电压，所述输出电压向负载供电。控制装置为此可以产生同步正弦电压、高同步正弦电压和低同步正弦电压，并将其作为基准电压供应给逆变器。同步正弦电压与交流电压同步。高同步正弦电压与同步正弦电压相比具有相同的相位和更大的幅值。低同步正弦电压与同步正弦电压相比具有相同的相位和更低的幅值。如果控制装置没有探测到交流电源失效，则控制装置向逆变器供应同步正弦电压作为基准电压，据此，逆变器这样调整输出电压，使得所述输出电压与交流电源的电压相比具有相同相位和相同的幅值。如果控制装置探测到交流电源失效，则如果所述电流传感器检测到正电流，所述控制装置向逆变器供应高同步正弦电压作为基准电压，据此，逆变器这样调整输出电压，使得所述输出电压与交流电源的电压相比具有相同的相位和更大的幅值。如果控制装置探测到交流电源失效，则如果所述电流传感器检测到负电流，所述控制装置向逆变器供应低同步正弦电压作为基准电压，据此，逆变器这样调整输出电压，使得所述输出电压与交流电源的电压相比具有相同的相位和更小的幅值。如果控制装置探测到交流电源失效，则如果所述电流传感器检测到电流等于零，所述控制装置向逆变器供应同步正弦电压作为基准电压。
技术实现思路
在这个背景下，本专利技术提出独立权利要求的主题。本专利技术有利的实施形式记载在从属权利要求中。在下面，表述方式“A连接在B上”等同于表述方式“A与B连接”，表述方式“A与B连接”包含“A直接与B导电连接”和“A间接地、即经由C与B导电连接”的含义，并且表述方式“A连接到B上”具有“A直接与B导电连接”的含义。根据第一方面，本专利技术提出了一种用于借助于用于无中断供电的设备来控制无中断供电的方法，其中，所述设备包括：-第一接线端，所述第一接线端能够与交流电源连接；-第二接线端，所述第二接线端能够与交流用电器连接，-开关，所述开关包括：·第一开关接线柱，所述第一开关接线柱与第一接线端连接；·第二开关接线柱，所述第二开关接线柱与第二接线端连接；·第一晶闸管，所述第一晶闸管连接在所述开关接线柱之间；·第二晶闸管，所述第二晶闸管与第一晶闸管反并联地连接在所述开关接线柱之间；-蓄能器；-逆变器，所述逆变器与第二接线端和蓄能器连接；其中-检测流动通过所述开关的开关电流，-检测存在于第一接线端上的第一电势，-在第一电势的数值不允许地降低并且开关电流的数值不允许地升高的第一故障情况下，借助于逆变器调整施加在第二开关接线柱上的第二电势，使得开关电流被推动到零；在调整第二电势之后，检查开关电流，其方式是：直到调整第二电势之后的预先规定的第一检查时刻之前，检测开关电流的数值并将其与预先规定的阈值进行比较，在超过该阈值时，将第一检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；在存在肯定的第一检查结果时，使第二电势反转，在存在否定的第一检查结果时，在与第一检查时刻同时或在第一检查时刻之后的第二检查时刻检测开关电流并将其与零比较，并且在存在与零的偏差时将第二检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的，在存在肯定的第二检查结果时，使第二电势反转。根据第二方面，本专利技术提出了一种用于无中断地供电的设备，包括：第一接线端，所述第一接线端能够与交流电源连接；第二接线端，所述第二接线端能够与交流用电器连接，开关，包括：第一开关接线柱，所述第一开关接线柱与第一接线端连接；第二开关接线柱，所述第二开关接线柱与第二接线端连接；第一晶闸管，所述第一晶闸管连接在所述开关接线柱之间；第二晶闸管，所述第二晶闸管与第一晶闸管反并联地连接在所述开关接线柱之间；蓄能器；逆变器，所述逆变器与第二接线端和蓄能器连接；电流传感器，所述电流传感器能够检测流动通过所述开关的开关电流，第一电压传感器，所述第一电压传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于借助于用于无中断供电的设备(10)来控制无中断的供电的方法，其中所述设备(10)包括：‑第一接线端(101)，所述第一接线端能够与交流电源连接；‑第二接线端(102)，所述第二接线端能够与交流用电器连接；‑开关(11)，包括：·第一开关接线柱(111)，所述第一开关接线柱与第一接线端(101)连接；·第二开关接线柱(112)，所述第二开关接线柱与第二接线端(102)连接；·第一晶闸管(113)，所述第一晶闸管连接在所述开关接线柱(111、112)之间；·第二晶闸管(114)，所述第二晶闸管与第一晶闸管(113)反并联地连接在所述开关接线柱(111、112)之间；‑蓄能器(12)；‑逆变器(13)，所述逆变器与第二接线端(102)和蓄能器(12)连接；其中‑检测流动通过所述开关(11)的开关电流；‑检测施加在第一接线端(101)上的第一电势；在第一故障情况下，第一电势的数值降低，第一电势的瞬时值违反预先规定的第一许可规则，并且开关电流的数值升高，使得开关电流的瞬时值违反预先规定的第二许可规则，在所述第一值故障情况下，·借助于逆变器(13)调整施加在第二开关接线柱(102)上的第二电势，使得将开关电流推动到零；·在调整第二电势之后，检查开关电流，其方式是：‑直到在调整第二电势之后的预先规定的第一检查时刻之前，检测开关电流的数值并将其与预先规定的阈值(SW2)进行比较，在超过该阈值(SW2)时，将第一检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；‑在存在肯定的第一检查结果时，使第二电势反转；‑在存在否定的第一检查结果时，在与第一检查时刻同时或在第一检查时刻之后的第二检查时刻检测开关电流并将其与零比较，并且在存在与零的偏差时将第二检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；‑在存在肯定的第二检查结果时，使第二电势反转。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 EP 16186872.41.用于借助于用于无中断供电的设备(10)来控制无中断的供电的方法，其中所述设备(10)包括：-第一接线端(101)，所述第一接线端能够与交流电源连接；-第二接线端(102)，所述第二接线端能够与交流用电器连接；-开关(11)，包括：·第一开关接线柱(111)，所述第一开关接线柱与第一接线端(101)连接；·第二开关接线柱(112)，所述第二开关接线柱与第二接线端(102)连接；·第一晶闸管(113)，所述第一晶闸管连接在所述开关接线柱(111、112)之间；·第二晶闸管(114)，所述第二晶闸管与第一晶闸管(113)反并联地连接在所述开关接线柱(111、112)之间；-蓄能器(12)；-逆变器(13)，所述逆变器与第二接线端(102)和蓄能器(12)连接；其中-检测流动通过所述开关(11)的开关电流；-检测施加在第一接线端(101)上的第一电势；在第一故障情况下，第一电势的数值降低，第一电势的瞬时值违反预先规定的第一许可规则，并且开关电流的数值升高，使得开关电流的瞬时值违反预先规定的第二许可规则，在所述第一值故障情况下，·借助于逆变器(13)调整施加在第二开关接线柱(102)上的第二电势，使得将开关电流推动到零；·在调整第二电势之后，检查开关电流，其方式是：-直到在调整第二电势之后的预先规定的第一检查时刻之前，检测开关电流的数值并将其与预先规定的阈值(SW2)进行比较，在超过该阈值(SW2)时，将第一检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；-在存在肯定的第一检查结果时，使第二电势反转；-在存在否定的第一检查结果时，在与第一检查时刻同时或在第一检查时刻之后的第二检查时刻检测开关电流并将其与零比较，并且在存在与零的偏差时将第二检查结果评价为肯定的，否则评价为否定的；-在存在肯定的第二检查结果时，使第二电势反转。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一故障情况下，这样来调整第二电势，即满足：sgn(iS)·v1≤sgn(iS)·v2或sgn(iS)·v1<sgn(iS)·v2或者-v2/v1≥1或-v2/v1>1其中，v1是第一电势的瞬时值，v2是第二电势的瞬时值，而iS是开关电流的瞬时值。3.根据权利要求1或根据上述权利要求之一所述的方法，其中，根据以下公式进行所述反转：v2(t2)＝-A1·v2(t1)，A1≥1以及t2>t1其中，v2是第二电势的瞬时值，t2是在反转之后的时刻，t1是在反转之前的时刻，以及A1是第一比例系数。4.根据权利要求1或根据上述权利要求之一所述的方法，其中，对于预先规定的第二检查时刻满足：PZ2＝T3+A2·tq，A2≥1其中，PZ2是第二检查时刻，T3是调整第二电势的时刻，A2是第二比例系数，而tq是晶闸管(113、114)的反向恢复时间。5.根据权利要求1或根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在反转之后有：v2＝sgn(iS)·v0，v0>0其中，v0是预先规定的规定电势，v2是第二电势的瞬时值，而iS是开关电流的瞬时值。6.根据权利要求5所述的方法，其中，至少暂时地这样来选择所述规定电势：v0＝A3·VWR，0<A3≤1其中，A3是第三比例系数，而VWR是逆变器(13)的标称电势。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，至少暂时地这样来选择所述规定电势：v0＝v(iS)其中，v(iS)是与开关电流相关的函数。8.根据权利要求7所述的方法，其中，这样来选择所述函数，即：v(iS)＝L·d|iS|/dt其中，L是交流电压和设备(10)在第一接线端(101)和第二接线端(112)之间的局部的感应率，而d|iS|/dt是开关电流的数值的时间导数。9.根据权利要求5至8之一所述的方法，其中，所述规定电势至少暂时地通过由开关电流控制的调节确定。10.根据权利要求1或根据上述权利要求之一所述的方法，其中，监控开关电流的数值在反转之后是否降低到零；一旦开关电流的数值降低到零，则等待一段等候时间，即：TW＝A4·tq，A4≥1其中，TW是等候时间，A4是第四比例系数，而tq是晶闸管(113、114)的反向恢复时...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·加夫里洛夫，M·克鲁斯卡，A·赖希，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE