电源系统和用于这种系统的永磁发电机技术方案

一种电源系统，包括发动机驱动的永磁发电机（１１），其可以执行操作以产生可变电压和高频的输出，该输出经串励ＡＣ／ＡＣ转换电路（１４）转换成固定电压且相对低频的ＡＣ输出，以通过跳闸开关（５６－５８）提供给外部负载（５３－５５）。旁路电路包括一对正常情况下闭合的并联的相反偏置的晶闸管（６６－６８），该旁路电路连接于所述发电机输出和ＡＣ／ＡＣ转换电路（１４）的输出之间。当因为在ＡＣ／ＡＣ转换电路（１４）的输出上产生短路或过流条件而需要触发跳闸开关（５６－５８）跳闸时，触发晶闸管（６６－６８）以使其从断开状态切换到接通状态，从而直接由发电机（１１）的高频输出以大电流为负载（５３－５５）供电，这增加了从ＡＣ／ＡＣ转换电路（１４）吸取的电流，并使跳闸开关（５３－５５）跳闸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源系统和用于这种系统的永磁发电机本专利技术涉及一种电源系统，包括：AC(交流)电源，其可操作以提供具有至少一个相位的AC输出电压的；串励AC/AC转换电路，其包括可操作以通过将所述AC输出电压转换成中间DC(直流)电压来建立中间DC链的第一转换器装置和可操作以将所述中间DC电压转换成具有至少一个相位的AC输出电压以提供给外部负载的第二转换器装置。这样的电源系统在本说明书中称为上述类型的电源系统。更具体地但不排他地说，本专利技术涉及上述类型的电源系统，即它可以是发电系统和/或电动机启动系统。本专利技术还涉及可操作以产生可变电压发生器输出的永磁发电机，所述发生器设有可操作以对可变电压发生器输出整流的整流装置。WO 01/56133公开了一种涉及此前所述类型的电源系统，它是一种发电系统且还包括传感装置，所述传感装置可用于在外部负载连接于所述AC电源输出两端上时监视所述中间DC链以及向速度控制装置提供反馈信号，从而使可变电压发生器输出变化以及反控中间DC电压的变化趋势。为了在外部负载连接于AC电源输出两端上时为WO 01/56133所公开的发电系统提供短路保护，在AC电源输出的所述或每个相位中设有跳闸开关，所述或每个跳闸开关可操作以响应正在读取的短路状况而断开AC电源输出与外部负载的连接。所述或每个跳闸开关适于在通过它的电流保持在某个水平一定时间时跳闸。适合的跳闸开关具有如下电流/时间跳闸特性：它们在因大电流而跳闸之前允许足以启动发动机或接通电灯的短时间的大电流或在跳闸之前允许较长时间的较低电流。如果跳闸开关适于因低工作电流而跳闸，则短路负载电流往往会逐步形成大电流。-->自然，高频自换相器件如晶体管以及系统的其它电子元件需要额定性能，以抵御跳闸开关在尚未跳闸情况下可能承受的功率。因此，如果第二转换器装置包括晶体管装置，照常，其中的晶体管需要额定性能，以便抵御比正常负载工作条件下它们所承受的电流大数倍的电流，因此，响应检测到短路状况的事件，需要高于正常的电流来以最小时延使跳闸开关跳闸。此要求强加了显著的成本代价，因为晶体管的成本随其额定电流显著增加。类似的跳闸开关可用于电动机启动系统中为永磁电动机提供过流保护，以及以上有关在例如WO 01/56133所公开的发电系统中设置了跳闸开关，以在外部负载连接到AC电源输出两端时提供短路保护的观察评论适用于在电动机启动系统中将这种跳闸开关用于过流保护的用法。US-A-6295215公开了一种此前所述类型的电源系统，它设有旁路电路，用于将AC电源提供的AC输出电压的所述或每个相位直接连接到第二转换器装置的AC输出电压的相应相位，从而旁路串励AC/AC转换电路，所述旁路电路包括AC电源提供的AC输出电压的所述或每个相位的相应的可电控的单向开关装置，所述可电控的单向开关装置可操作以允许在所述电源系统连接到外部负载时电流通过所述旁路电路以及通过所述串励AC/AC转换电路，所述电源系统还包括可操作以在所述电源系统连接到外部负载时检测至外部负载的电流的电流检测装置，以及可响应所述电流检测装置而执行操作以控制所述单向开关装置，由此控制电流通过所述旁路电路的控制装置。US-A-6295215中公开的此前所述类型的电源系统通常应用于诸如不间断(或“不可间断”)电源(UPS)，电动驱动器和其它应用中。在US-A-6295215公开的此前所述类型的电源系统的第一工作模式中，串励AC/AC转换电路可进行操作，以便主要由所述旁路电路将有效功率从AC电源传输到外部负载，所述有效功率是从AC电源输出到外部负载的功率的第二分量，从AC电源输出到外部负载的功率的第一分量由所述串励AC/AC转换电路传输。在第二工作模-->式中，所述串励AC/AC转换电路将AC电源的功率传输到外部负载，而所述旁路电路的可电控的单向开关装置为断开，这样，没有电力从AC电源通过所述旁路电路传输到外部负载。US-A-2003/0043521公开了在电源与并联的多个负载之间设置熔断器。控制电路根据检测的故障状况使该熔断器熔断。这是通过将熔断器通过旁路这些负载的旁路电路连接到地来实现的，所述旁路电路具有较低的电阻，以便熔断器熔断。本专利技术的目的在于使所提供的一个或多个跳闸开关能够在外部负载连接到AC电源输出端上时，为结合于发电系统中的此前所述类型的电源系统提供短路保护或为电动机启动系统提供过流保护，以便在检测到短路或过流状况之后使所述跳闸开关以最小时延跳闸，同时允许在此前所述类型的电源系统的所述第一和第二转换器和任何检测装置中采用不仅成本低而且额定电流低的电子元件。根据本专利技术的一个方面，提供一种电源系统，它包括：AC电源，其可操作以提供具有至少一个相位的AC输出电压；串励AC/AC转换电路，其包括可操作以通过将所述AC输出电压转换成中间DC电压来建立中间DC链的第一转换器装置和可操作以将所述中间DC电压转换成具有至少一个相位的AC输出电压以提供给外部负载的第二转换器装置；旁路电路，其将所述电源提供的AC输出电压的所述或每个相位直接连接到所述第二转换器装置的AC输出电压的相应相位，从而旁路所述串励AC/AC转换电路，所述旁路电路包括所述电源提供的AC输出电压的所述或每个相位的相应的可电控的单向开关装置，所述可电控的单向开关装置可操作以允许在所述电源系统连接到外部负载时电流通过所述旁路电路以及通过所述串励AC/AC转换电路；电流检测装置，其可操作以在所述电源系统连接到外部负载时检测来自所述串励AC/AC转换电路的输出电流；以及控制装置，其可响应所述电流检测装置并执行操作以控制所述单向开关装置，由此控制电流通过所述旁路电路，其中针对所述第二转换器装置的-->AC输出电压的所述或每个相位和所述旁路电路的相应相位，设置了相应的跳闸开关，所述单向开关装置在正常情况下断开，使得正常情况下没有电流通过所述旁路电路，但是所述控制装置可响应所述电流检测装置检测到通过所述串励AC/AC转换电流的电流超过预定电流预定时间而执行操作，以使所述单向开关装置闭合，从而使从所述串励AC/AC转换电路经所述跳闸开关至所述外部负载的电流增加了通过所述旁路电路的电流，由此使所述或每个跳闸开关因通过它的电流增加而跳闸。根据本专利技术的另一个方面，提供一种永磁发电机，它包括两组星型连接的多相定子绕组，所述两组中每组的每个所述定子绕组连接于具有正输出和负输出的相应的多相二极管整流器装置的相应分支的二极管之间，每个所述整流器装置的正输出用于连接到根据本专利技术所述一个方面的发电系统的所述第一转换器装置的正输入；每个所述整流器装置的负输出用于连接到所述第一转换器装置的负输入；以及所述两组星型连接的多相定子绕组的公共端子用于连接到发电系统的中性线。在根据本专利技术所述一个方面的此前所述类型的电源系统中设置旁路电路使根据本专利技术的另一个方面的永磁发电机装置尤其适合用作此前所述类型的电源系统的AC电源。在本专利技术优选实施例中，可电控的单向开关装置由具有比晶体管高得多的承载大电流的能力的晶闸管构成。触发晶闸管导致发电机以大电流直接为负载供电，这使跳闸开关跳闸，从而保护所述AC/AC转换电路的元件。所述发电机提供可变高频输出电压，而所述AC/AC转换电路的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：ＡＣ电源，其可操作以提供具有至少一个相位的ＡＣ输出电压；串励ＡＣ／ＡＣ转换电路，其包括可操作以通过将所述ＡＣ输出电压转换成中间ＤＣ电压来建立中间ＤＣ链的第一转换器装置和可操作以将所述中间ＤＣ电压转换成具有至少一个相位的ＡＣ输出电压以提供给外部负载的第二转换器装置；旁路电路，其将所述电源提供的ＡＣ输出电压的所述或每个相位直接连接到所述第二转换器装置的ＡＣ输出电压的相应相位，从而旁路所述串励ＡＣ／ＡＣ转换电路；所述旁路电路包括所述电源提供的所述ＡＣ输出电压的所述或每个相位的相应的、可电控的单向开关装置，所述可电控的单向开关装置可操作，以允许当所述电源系统连接到外部负载时电流通过所述旁路电路以及通过所述串励ＡＣ／ＡＣ转换电路；电流检测装置，其可操作以在所述电源系统连接到外部负载时检测来自所述串励ＡＣ／ＡＣ转换电路的输出电流；以及控制装置，其响应所述电流检测装置，且可操作以控制所述单向开关装置，由此控制电流通过所述旁路电路；其特征在于：针对所述第二转换器装置的ＡＣ输出电压的所述或每个相位和所述旁路电路的相应相位，设置了相应的跳闸开关；所述单向开关装置在正常情况下为开路，使得正常情况下没有电流通过所述旁路电路，但是所述控制装置可响应所述电流检测装置检测到通过所述串励ＡＣ／ＡＣ转换电流的电流超过预定电流预定时间而执行操作以使所述单向开关装置闭合，从而使从所述串励ＡＣ／ＡＣ转换电路经所述跳闸开关至所述外部负载的电流增加了经由所述旁路电路而来的电流，由此使每个跳闸开关因通过它的电流增加而跳闸。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2003-5-13 0311013.71.一种电源系统，包括：AC电源，其可操作以提供具有至少一个相位的AC输出电压；串励AC/AC转换电路，其包括可操作以通过将所述AC输出电压转换成中间DC电压来建立中间DC链的第一转换器装置和可操作以将所述中间DC电压转换成具有至少一个相位的AC输出电压以提供给外部负载的第二转换器装置；旁路电路，其将所述电源提供的AC输出电压的所述或每个相位直接连接到所述第二转换器装置的AC输出电压的相应相位，从而旁路所述串励AC/AC转换电路；所述旁路电路包括所述电源提供的所述AC输出电压的所述或每个相位的相应的、可电控的单向开关装置，所述可电控的单向开关装置可操作，以允许当所述电源系统连接到外部负载时电流通过所述旁路电路以及通过所述串励AC/AC转换电路；电流检测装置，其可操作以在所述电源系统连接到外部负载时检测来自所述串励AC/AC转换电路的输出电流；以及控制装置，其响应所述电流检测装置，且可操作以控制所述单向开关装置，由此控制电流通过所述旁路电路；其特征在于：针对所述第二转换器装置的AC输出电压的所述或每个相位和所述旁路电路的相应相位，设置了相应的跳闸开关；所述单向开关装置在正常情况下为开路，使得正常情况下没有电流通过所述旁路电路，但是所述控制装置可响应所述电流检测装置检测到通过所述串励AC/AC转换电流的电流超过预定电流预定时间而执行操作以使所述单向开关装置闭合，从而使从所述串励AC/AC转换电路经所述跳闸开关至所述外部负载的电流增加了经由所述旁路电路而来的电流，由此使每个跳闸开关因通过它的电流增加而跳闸。2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于：所述AC电源包括发电机装置，其可操作以产生所述AC输出电压。3.如权利要求2所述的电源系统，其特征在于：所述发电机装置可操作以产生可变电压发电机输出作为所述AC电源的所述AC输出电压；所述AC电源还包括以驱动方式与所述发电机装置耦合的可变速度原动机，以及可操作以控制所述原动机速度的速度控制装置；所述电源系统还包括检测装置，其可操作以在所述外部负载连接到所述AC电源输出端上时监视所述中间DC链以及向所述速度控制装置提供反馈信号，由此使所述可变电压发电机输出变化，以及反控所述中间DC电压的变化趋势。4.如权利要求1至3中任一项所述的电源系统，其特征在于：它是电动机启动系统，其中所述第二转换器装置的AC输出电压的所述或每个相位连接到所述永磁电动机的一个定子绕组的相应相位。5.如权利要求1至4中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述单向开关装置的所述或每个可电控的单向开关是晶闸管。6.如权利要求3所述或从属于权利要求3的权利要求4和15中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述可变电压发电机输出是多相输出。7.如权利要求6所述的电源系统，其特征在于：所述可变电压发电机输出的一个或多个相位连接到所述第一转换装置的正输入，而所述可变电压发电机输出的另一个相位或另外的相位则连接到所述第一转换器装置的负输入。8.如权利要求5至7中任一项所述的电源系统，其特征在于：所述旁路电路包括一对相反偏置的晶闸管，它们并联连接到所述第二转换器装置的所述AC输出电压的所述相应相位。9.如权利要求8所述的电源系统，其特征在于：所述发电机输出的所述或每个相位由所述旁路电路通过一对相应的相反偏置晶闸管连接到所述第二转换器装置的所述AC输出电压的所述相应相位。10.如从属于权利要求5且从属于权利要求6和7中任一项的权利要求8所述的电源系统，其特征在于：所述多相可变电压发电机输出的每个相位由所述旁路电路通过相应的晶闸管连接到所述第二转换器装置的所述AC输出电压的所述相应相位。11.如从属于权利要求7的权利要求10所述的电源系统，其特征在于：所述可变电压发电机输出的所述一个或多个相位借...

【专利技术属性】
技术研发人员：N阿尔哈亚特，W科查拉，A克拉斯诺德布斯基，
申请(专利权)人：纽瓦茨国际有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]