CN104081609B - 用于电力供应单元的dc供电单元 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于在DC供电网络中使用的电力供应单元的DC供电单元(9‑1)。该DC供电单元包括第一电流阻断设备(17)，该第一电流阻断设备(17)被布置为允许电流以第一方向(19‑1)流通通过该第一电流阻断设备(17)并且阻断在与第一方向(19‑1)相反的第二方向(19‑2)中流动的电流。在这种环境中，第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向。该DC供电单元(9‑1)进一步包括第一开关单元(21)，该第一开关单元(21)被布置为与该第一电流阻断设备(17)反并联连接，其中该第一开关单元(21)可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向(19‑2)流过该第一开关单元(21)从而旁路第一电流阻断单元(17)，并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向(19‑2)中的电流。还提出了一种包括这样的DC供电单元的电力供应单元。

Description

用于电力供应单元的DC供电单元
技术领域
本公开总体上涉及电力系统，尤其涉及用于在DC供电网络环境中使用的电力供应单元的DC供电单元。
背景技术
电力系统通常包括多个组件，诸如一个或多个发电源、驱动和能量存储模块。这些组件通常利用汇流排系统进行互联，电流能够在该汇流排系统中进行流动以便向连接至该电力系统的一个或多个负载提供功率。
诸如短路的一些故障点将不可避免地会出现在电力系统中，出现在汇流排系统中，出现在该系统的组件之一中或者出现在负载之中。在故障的情况下，重要的是将故障与系统的健康部分进行隔离而使得能够利用健康部分继续进行正常电力供应，并且是为了保护健康部分免于损坏。为此，电力系统中通常包括保护系统。
被布置为对电力系统中的故障进行处理的保护系统通常包括被布置为对电力系统中诸如电流的电气参数进行监控的监控设备，以及由该监控设备所控制的电路断路器。该电路断路器以能够在故障的情况下在电力系统中实现有选择的故障隔离的方式进行布置。
现有的保护系统能够得到一些应用，然而它们是昂贵且占用空间的。
发明内容
直流(DC)电路断路器特别庞大，这是因为与交变电流(AC)电路断路器相反，它们无法依赖于过零点。因此，DC电路断路器需要更大的气隙以确保适当保护。结果，DC电路断路器通常占用大量空间，并且它们的制造是昂贵的。
考虑到以上问题，本公开的总体目标是提供一种DC供电单元，其使得能够创建能够有选择地对处理故障的没有电路断路器的DC供电网络。
因此，根据本公开的第一方面，提供了一种DC供电单元，其在一端被布置为连接至DC供电网络并且在另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线，其中该DC供电单元包括：第一电流阻断设备和第一开关单元，第一电流阻断设备被布置为允许电流以第一方向通过该第一电流阻断设备，该第一方向是电流在该DC供电网络的正常操作期间的流动方向，并且阻断以与第一方向相反的第二方向中流动的电流，第一开关单元以与该第一电流阻断设备的反并联连接的方式进行布置，其中该第一开关单元可被控制以在其开启状态有选择地允许反向电流在该DC供电网络的正常操作期间以第二方向流过该第一开关单元从而旁路第一电流阻断单元，并且在该DC供电网络中发生故障时以关断状态阻止第二方向中的电流。
通过利用根据本公开的一个或多个DC供电单元，能够创建一种在不使用电路断路器的情况下有选择地对故障进行处理的DC供电网络。为此，电流能够在DC供电网络的正常操作期间流过DC供电单元而使得功率能够从DC供电网络提供至电力供应单元。此外，正常操作期间的反向电流由于第一开关单元处于其开启状态也能够通过第一开关单元而流过DC供电单元。此外，当DC供电网络中发生故障时，第一开关单元被设置为其关断状态，由此阻止电流流过第一开关单元，因此防止电力供应单元向故障提供电流。
电力供应单元在本文被定义为如下单元，该单元式诸如能量存储单元的被布置为向DC供电网络提供反向电力的单元，或者是诸如驱动单元的被布置为向连接至DC供电网络的电机或类似电子设备提供电力的单元。
一个实施例包括用于将DC供电单元连接至DC供电网络以及电力供应单元的第一导线和第二导线，其中第一电流阻断设备和第一开关单元中的每一个均具有连接至第二导线的相应输入端子和输出端子。
根据一个实施例，该第一电流阻断设备是无源电流阻断设备。
根据一个实施例，该第一电流阻断设备是二极管。
一个实施例包括连接至第二导线的电感器。因此，可以在故障期间提供电流受控的反向馈送，因此使得能够对包括电池或超级电容器进行馈送的DC-DC斩波器的电力供应单元进行保护。
根据一个实施例，该第一电流阻断设备以在第一方向流动的电流旁路该电感器的方式而与该第一开关单元和该电感器并联连接。
一个实施例包括与第一电流阻断设备并联连接的第二开关单元。
根据一个实施例，该第二开关单元是晶闸管。
一个实施例包括与第二开关单元并联连接的第三电流阻断设备，该第三电流阻断设备被布置为允许电流以第二方向进行流动通过该第三电流阻断设备，并且其中该第三电流阻断设备被布置为阻断以第一方向中流动的电流。
根据一个实施例，该第二开关单元以在第一方向流动的电流旁路该第三电流阻断设备的方式而被布置为与该第三电流阻断设备并联。
根据一个实施例，该第一开关单元包括绝缘栅双极晶体管。
根据一个实施例，该电力供应单元是驱动单元。
根据一个实施例，该电力供应单元是能量存储单元。
根据本公开的第二方面，提供了一种包括根据本文所给出的第一方面的DC供电单元的电力供应单元。
总体而言，除非在这里以其它方式明确定义，否则权利要求中所使用的所有术语都要根据其在本技术领域中的常规含义进行解释。除非以其它方式明确指出，否则对于“一个/一种/该”元件、设备、组件、装置等的所有引用都要被开放地解释为指代该元件、设备、组件、装置等的至少一个实例。
附图说明
现在将参考附图通过示例对本发明概念的具体实施例进行描述，其中：
图1是其中DC供电单元可以连同电力供应单元一起使用的DC供电网络的示意图；
图2a是DC供电单元的第一示例的示意图；
图2b是DC供电单元的第二示例的示意图；
图2c是DC供电单元的第三示例的示意图；
图3a示出了图2a中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的示例；
图3b示出了图2a中的DC供电单元可以如何在正常操作条件下进行操作的另一个示例；
图3c示出了图2a中的DC供电单元可以如何在DC供电网络与之连接的DC供电网络中的故障条件下进行操作的示例。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图对本发明的概念进行更为全面地描述，附图中示出了示例性的实施例。然而，本发明的概念可以以许多不同形式来体现并且不应当被理解为限制于本文所给出的实施例；相反，这些实施例是作为示例而提供而使得本公开将是全面且完整的，并且将向本领域技术人员完全传递本发明概念的范围。同样的附图标记贯穿该描述指代同样的要素。
图1描绘了可以在其中利用根据本公开的DC供电单元的DC供电网络1的示例的示意图。DC供电网络1包括市电DC母线3，母线3具有可利用汇流条断路器5分离开来的第一汇流排3-1和第二汇流排3-2、第一发电单元P1、第二发电单元P2、第三发电单元P3、第四发电单元P4、能量存储单元E、第一驱动单元D、第二驱动单元D2以及DC供电单元9。
第一驱动单元D1和第二驱动单元D2被布置为对电机或类似设备进行供电。这样的驱动单元的示例是意在利用50Hz或60Hz的AC电力为常规的AC消费者进行供电的单个驱动器、多个驱动器或静态频率转换器。
驱动单元D1、D2和能量存储单元E是在本公开中将被更一般地称之为电力供应单元的示例。
DC供电网络1进一步包括与相应发电单元P1、P2、P3、P4相关联以便能够将发电单元P1、P2、P3、P4从市电DC母线3断开连接的隔离器开关7，即隔离开关。因此，每个发电单元能够与例如市电DC母线3上的故障隔离开来，或者它们能够出于维护的目的而被隔离。
第一发电单元P1被布置为对市电DC母线3进行馈送，并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例，第一发电单元P1可连接至第一汇流排3-1。
第二发电单元P2被布置为对市电DC母线3进行馈送，并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例，第二发电单元P2可连接至第一汇流排3-1。
第三发电单元P3被布置为对市电DC母线3进行馈送，并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例，第三发电单元P3可连接至第二汇流排3-2。
第四发电单元P4被布置为对市电DC母线3进行馈送，并且可经由隔离器开关7连接至市电DC母线3。根据图1中的示例，第四发电单元P4可连接至第二汇流排3-2。
第一发电单元P1包括诸如柴油机驱动的发电机的被布置为生成交变电流的发电机G1，以及被布置为将该交变电流转换为要馈送至市电DC母线3中的直流的整流器R1。整流器R1可以设有保险丝，该保险丝规格被设置为在整流器R1中出现故障的情况下熔断。
第二发电单元P2、第三发电单元P3和第四发电单元P4可以具有与第一发电单元P1类似的设计，或者它们的设计可以有所不同，例如它们可以连同整流器DC端子的正极上的二极管上的二极管一起具有撬棒(crow bar)设计。
所例示的第一驱动单元D1和第二驱动单元D2均具有驱动单元母线系统DB，其包括第一母线DB1和第二母线DB2。此外，第一驱动单元D1和第二驱动单元D2中的每一个具有在下文中通过逆变器I1、I2、I3进行例示的连接至相应驱动单元母线系统DB的多个转换器单元，以及布置在逆变器I1、I2、I3和驱动单元母线系统DB之间的保险丝F。适用逆变器的示例是ABB的ACS800逆变器。
所例示的能量存储单元E具有能量存储单元母线系统EB，其具有第一母线EB1和第二母线EB2。该能量存储单元E进一步包括连接至能量存储单元母线系统EB的诸如电池单元B和电容器组C的电力供应设备，连接至能量存储单元母线系统EB的DC-DC转换器15以及保险丝F。该保险丝F被布置在DC-DC转换器15的端子与能量存储单元母线系统EB之间，在电容器组C和能量存储单元母线系统EB之间，并且在电池单元B和能量存储单元母线系统EB之间。
利用DC-DC转换器15，能够在如果从能量存储单元E向市电DC母线3提供功率的情况下对电池单元B的电压水平输出进行控制。
所要注意的是，能量存储单元E是有关多种电力供应设备和转换器的许多可能配置的一个示例。例如，能量存储单元的一些变化形式并不具有电容器组，而一些则可能没有DC-DC转换器。
每个DC供电单元9在一端被布置为与市电DC母线3相连接，并且在其另一端其被布置为连接至诸如驱动单元母线系统或能量存储单元母线系统的电力供应内部母线。DC供电单元9例如可以形成电力供应单元的一部分。可替换地，DC供电单元可以是能够连接至电力供应单元的外部组件。
现在将参考图2a-c对DC供电单元9的示例进行描述。
图2a描绘了DC供电单元9的第一示例的示意图。DC供电单元9-1包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备19和第一开关单元21。
第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外，根据在其中使用DC供电单元9-1的DC供电系统的额定功率，另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置，例如，多个二极管可以并联连接以便能够应对高电流。
第一开关单元21例如可以包括一个或多个绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
第一电流阻断设备17被布置为允许电流在第一方向19流动通过第一电流阻断设备17。第一方向19-1是电流在DC供电单元9-1可以与之连接的DC供电网络的正常操作期间的流动方向。就此而言，正常操作是DC供电网络在该DC供电网络中没有故障出现时的操作状态，这样的故障处于DC供电单元9-1的外部以及DC供电单元9-1可以与之连接的驱动单元的外部。典型地，在正常操作期间，第一导线16处于正极而第二导线16-2处于负极，虽然在正常操作期间可能出现的一些情形中，电流可能在短期内出现反向。然而，基准的第一方向19-1在这里将意味着从DC供电网络向电力供应单元提供电力时而不是从负载经由DC供电单元向DC供电网络提供电力时的情形。该定义应用于这里所公开的所有示例。
第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向19-1相反的第二方向19-2中流动的电流。
第一开关单元21被布置为与第一电流阻断设备17反并联连接。第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流在第二方向19-2流过第一开关单元21从而旁路第一电流阻断设备17，以及阻断第二方向19-2中的电流。
第一电流阻断设备17具有输入端子17-1和输出端子17-2。第一开关单元21具有输入端子21-1和输出端子21-2。根据图2a中的示例，第一电流阻断设备17的输入端子17-1和输出端子17-2连接至第二导线16-2。类似地，第一开关单元21的输入端子21-1和输出端子21-2也连接至第二导线16-2。
所要注意的是，作为第一示例的变化形式，如果第一电流阻断设备和第一开关单元的布置形式被镜像，则第一电流阻断设备的输入端子和输出端子可以连接至第一导线，并且第一开关单元的输入端子和输出端子也连接至第一导线。因此，在这种情况下，第一电流阻断设备被布置为允许以第二方向19-2流动的电流流过第一电流阻断设备，并且第一开关单元因此被布置为使得其能够被控制而允许以第一方向19-1进行流动的电流流过第一开关单元。这同样也应用于这里所公开的第二和第三示例。
现在返回图2a，DC供电单元9-1可以进一步包括续流二极管23，该续流二极管23连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
此外，DC供电单元9-1在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25，即隔离开关。因此，DC供电单元9-1以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来，或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-1的故障电力供应单元进行隔离。
现在返回图2b，现在将对DC供电单元的第二示例进行描述。DC供电单元9-2包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备17、第一开关单元21和电感器27。
第一电流阻断设备17被布置为允许电流以第一方向19-1流过第一电流阻断设备17。第一电流阻断设备17进一步被布置为阻断以与第一方向19-1相反的第二方向19-2进行流动的电流。
在该示例中，第一电流阻断设备17例如可以是诸如二极管的无源电流阻断设备。此外，根据在其中使用DC供电单元9-2的DC供电系统的额定功率，另外的电流阻断设备可以与第一电流阻断设备并联布置，例如，多个二极管可以并联连接以便能够应对较高电流。第一电流阻断设备17可以与第一开关单元21并联连接22，并且以在第一方向19-1流动的电流旁路电感器27和第一开关单元21的方式与电感器27并联连接。
根据一种变化形式，DC供电单元9-2可以包括第二电流阻断设备22。第一开关单元21可以根据该实施例被布置为与第二电流阻断设备的反并联连接。第二电流阻断设备22例如可以是包括在第一开关单元21中或形成其一部分的二极管。
第一开关单元21可利用控制信号进行控制以有选择地允许电流以第二方向19-2流过第一开关单元21以便旁路第一电流阻断设备17和第二电流阻断设备22，并且阻断第二方向19-2中的电流。
第一开关单元21例如可以是IGBT。
电感器27可以使得其端子连接至第二导线16-2。电感器27可以关于第一方向19-1而被布置在第二电流阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的下游。在镜像布置的情况下，当所提到的组件连接至第一导线时，电感器关于第一方向19-1处于第二电流阻断设备22和第一开关单元21的反并联连接的上游。
DC供电单元9-2可以进一步包括续流二极管23，其连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
DC供电单元9-2在一些变化形式中还包括隔离器开关单元25，即隔离开关。因此，DC供电单元9-2以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来，或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-2的故障电力供应单元进行隔离。
现在将参考图2c对DC供电单元的第三示例进行描述。DC供电单元9-3包括第一导线16-1、第二导线16-2、第一电流阻断设备17、第一开关单元21、第二开关单元29，以及被称作第三电流阻断设备31的另一个电流阻断设备。
第一电流阻断设备17和第一开关单元21与参考图2a和2b所描述的相类似，并且因此将不再详细描述。
第二开关单元29与第一电流阻断设备17并联连接。第二开关单元29例如可以是晶闸管。
例如可以是二极管的第三电流阻断设备31与第二开关单元29并联连接。第三电流阻断设备31被布置为允许电流以第二方向19-2流过第三电流阻断设备，并且阻断以第一方向19-1流动的电流。
第二开关单元29以在第一方向19-1流动的电流旁路第三电流阻断设备31的方式与第三电流阻断设备31并联布置。
DC供电单元9-3的设计允许电流在正常操作期间以第一方向19-1流过第二开关单元29。如果电流方向在正常操作期间例如由于电机损坏而反向，则第三电流阻断设备31将允许电流从其流过，并且第一开关单元21被控制为处于其打开状态，由此电流被允许流过DC供电单元9-3。在DC供电网络中出现故障的情况下，电流在其间发生反向而使得其以第二方向进行流动，第二开关单元29就像第一电流阻断设备17所做的那样阻断电流，并且第一开关单元21被设置为其关断状态。由此，电流被阻止从电力供应单元流向故障，该电力供应单元可以连接至DC供电单元9-3。
DC供电单元9-3可以进一步包括续流二极管23，该续流二极管23连接在第一导线16-1和第二导线16-2之间。
DC供电单元9-3在一些变化形式中还可以包括隔离器开关单元25，即隔离开关。因此，DC供电单元9-3以及因此连接至该DC供电单元的电力供应单元可以与例如图1所示的市电DC母线上的故障隔离开来，或者隔离器可以对连接至DC供电单元9-3的故障电力供应单元进行隔离。
现在参考图3a-c，现在将对根据第一示例的DC供电单元9-1在一些具体情形中的操作进行描述。
在图3a中，DC供电单元9-1在一端连接至DC供电网络1，并且在另一端连接至第一驱动单元D1。根据该示例，第一驱动单元D1被布置为对电机M进行供电。在图3a的示例中，DC供电网络1在正常操作条件下进行操作，即DC供电网络中没有故障出现。
电力因此经由第一驱动单元D1被提供至电机M，并且电流iN经由第一导线16-1从DC供电网络1流向第一驱动单元D1和电机M，并且随后经由第二导线16-2返回DC供电网络1。
根据该示例，电流iN以第一方向19-1在第二导线16-2中流动。电流iN因此能够通过第一电流阻断设备17流回DC供电网络1。典型地，第一开关单元21在正常操作期间处于其开启状态。
在图3b中，示出了其中电机M损坏的情形，其中电流iN反向。在这种情况下，第二导线16-2中的电流流动方向为第二方向19-2。第一开关单元21被控制为处于其打开状态而使得电流iN能够流过第一开关单元21。由此，电流能够流过DC供电单元9-1并且通过第一驱动单元D1。
在图3c中，示出了其中已经在DC供电网络1的市电DC母线上的某处发生了短路电路故障33的情形。在这种情况下，市电DC母线上的电压水平将会下降，并且变为低于第一驱动单元D1的电压水平。因此，电流流动方向与图3a中的正常操作状态的流动方向相比反向。在这种情况下，第一开关单元21被设置为其关断状态，由此阻止电流以第二方向19-2流过第一开关单元。第一电流阻断设备17也阻止电流通过其进行流动。因此，故障电流iF将通过续流二极管23流回DC供电网络1。作为结果，从第一驱动单元D1中的电容器组所得到的电流能够受到限制，因此防止了保护保险丝在第一驱动单元D1中熔断，而通常这样的保险丝旨在仅在第一驱动单元D1中的内部故障中熔断或者可能在故障处于第一驱动单元D1的下游的情况下熔断。
传感器通常被布置为测量诸如DC供电网络中的电流和电压之类的电气参数。基于所测量的参数，能够根据这里所给出的任意示例向DC供电单元中的(多个)开关单元提供适当控制。因此，能够确定反向电流是否是由于故障，其中(多个)开关单元被设置为关断状态，或者如果反向电流是由于正常操作，则其中对开关单元进行控制而使得电流能够被送回DC供电单元。
除了这里所描述的DC供电单元所提供的电流流动控制之外，例如出于维护的目的或者为了将故障的电力供应单元从DC供电网络断开连接，可以使用可选的隔离器开关单元25将DC供电单元从DC供电网络断开连接。
这里所描述的DC供电单元例如可以在用于对船只进行供电的船载电力系统中使用。这里所给出的DC供电单元通常可以在低压环境中使用，虽然也能够想到例如中等电压的更高电压应用。
以上主要参考一些示例对本发明的概念进行了描述。然而，如本领域技术人员所轻易意识到的，以上所公开的实施例以外的其它实施例同样可能处于如所附权利要求所定义的本发明概念的范围之内。

Claims (14)

1.一种DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，所述DC供电单元在一端被布置为连接至DC供电网络并且在其另一端被布置为连接至电力供应单元的内部母线，其中所述DC供电单元(9-1；9-2；9-3)包括：
第一电流阻断设备(17)，所述第一电流阻断设备(17)被布置为允许电流以第一方向(19-1)流动通过所述第一电流阻断设备(17)，并且被布置为阻断以与所述第一方向相反的第二方向(19-2)流动的电流，所述第一方向(19-1)是电流在所述DC供电网络(1)的正常操作期间的流动方向，以及
第一开关单元(21)，所述第一开关单元(21)被布置为与所述第一电流阻断设备(17)反并联连接，其中所述第一开关单元(21)可被控制以选择性地设定为接通状态以允许反向电流在所述DC供电网络的正常操作期间以所述第二方向(19-2)流过所述第一开关单元(21)，从而旁路所述第一电流阻断设备(17)，或者在所述DC供电网络中发生故障时设定为关断状态阻止所述第二方向(19-2)中的电流。
2.根据权利要求1所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，包括用于将所述DC供电单元(9-1；9-2；9-3)连接至所述DC供电网络(3)以及所述电力供应单元(D1；D2；E)的第一导线(16-1)和第二导线(16-2)，其中所述第一电流阻断设备(17)和所述第一开关单元(21)中的每一个均具有连接至所述第二导线(16-2)的相应输入端子(17-1；21-1)和输出端子(17-2；21-2)。
3.根据之前任一项权利要求所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，其中所述第一电流阻断设备(17)是无源电流阻断设备。
4.根据权利要求3所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，其中所述第一电流阻断设备(17)是二极管。
5.根据权利要求2所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，包括连接至所述第二导线(16-2)的电感器(27)。
6.根据权利要求5所述的DC供电单元(9-2)，其中所述第一电流阻断设备(17)以在所述第一方向中流动的电流将所述电感器(27)旁路的方式而与所述第一开关单元(21)和所述电感器(27)并联连接。
7.根据权利要求1或2所述的DC供电单元(9-3)，包括与所述第一电流阻断设备(17)反并联连接的第二开关单元(29)。
8.根据权利要求7所述的DC供电单元(9-3)，其中所述第二开关单元(29)是晶闸管。
9.根据权利要求7所述的DC供电单元(9-3)，包括与所述第二开关单元(29)反并联连接的第三电流阻断设备(31)，所述第三电流阻断设备(31)被布置为允许电流在所述第二方向(19-2)中流动通过所述第三电流阻断设备(31)，并且其中所述第三电流阻断设备(31)被布置为阻断以所述第一方向(19-1)流动的电流。
10.根据权利要求9所述的DC供电单元(9-3)，其中所述第二开关单元(29)以在所述第一方向(19-1)中流动的电流旁路所述第三电流阻断设备(31)的方式而被布置为与所述第三电流阻断设备(31)反并联。
11.根据权利要求1或2所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，其中所述第一开关单元(21)包括绝缘栅双极晶体管。
12.根据权利要求1或2所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，其中所述电力供应单元(D1；D2；E)是驱动单元(D1；D2)。
13.根据权利要求1或2所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)，其中所述电力供应单元(D1；D2；E)是能量存储单元(E)。
14.一种包括根据权利要求1-13中任一项所述的DC供电单元(9-1；9-2；9-3)的电力供应单元(D1；D2；E)。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107615431B (zh) * 2015-08-05 2019-11-12 Abb瑞士股份有限公司 双向功率阀及其控制方法和使用其的混合多端高压直流系统
JP6610439B2 (ja) * 2016-05-31 2019-11-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源装置
GB201705518D0 (en) * 2017-04-05 2017-05-17 Siemens Ag Energy storage module
DE102018114375A1 (de) * 2018-06-15 2019-12-19 Infineon Technologies Ag Leistungselektronikanordnung
DE102018216766A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Einrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726505A (en) * 1995-01-13 1998-03-10 Omron Corporation Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system
CN101136558A (zh) * 2006-09-02 2008-03-05 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 供电系统及其主电源与后备电池切换电路、切换方法
CN101425771A (zh) * 2008-08-18 2009-05-06 王创社 直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置
US20090218967A1 (en) * 2005-08-16 2009-09-03 Mclean Andrew Motor Drive Circuit
US20090322161A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Nortel Networks Limited Method and system to stop return current from flowing into a disconnected power port of a dual battery powered device
CN101976894A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 南京理工大学 一种电能双向流动的储能系统及其控制方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60174492U (ja) * 1984-04-23 1985-11-19 株式会社安川電機 インバ−タの突入電流抑制装置
JPS61231835A (ja) * 1985-04-05 1986-10-16 三菱電機株式会社 サイリスタおよび負荷の保護回路
JP2745235B2 (ja) * 1989-09-13 1998-04-28 新電元工業株式会社 並列運転直流電源の選択遮断回路
WO1995001667A1 (en) 1993-07-01 1995-01-12 The University Of Queensland A protection device using field effect transistors
US5598041A (en) * 1995-11-16 1997-01-28 Lockheed Martin Corporation Efficient fault tolerant switching circuit for redundant d. c. power supplies
AT409318B (de) * 2000-07-11 2002-07-25 Siemens Ag Oesterreich Schutzschaltung für eine netzgeführte thyristorbrücke
RU2167478C1 (ru) * 2000-09-22 2001-05-20 Закрытое акционерное общество "Компания "Транс-Сервис" Автоматический выключатель постоянного тока
US6952335B2 (en) * 2002-03-22 2005-10-04 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Solid-state DC circuit breaker
RU2274937C2 (ru) * 2003-12-01 2006-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Компания Транс-Сервис" Способ автоматического выключения постоянного тока и устройство для его осуществления
JP2006136052A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Toshiba Corp 電力変換装置
JP4584024B2 (ja) * 2005-05-17 2010-11-17 日本電気株式会社 放電防止回路及び該放電防止回路が設けられている電子機器
SG130957A1 (en) * 2005-09-15 2007-04-26 St Microelectronics Asia An electrical isolation circuit for preventing current flow from an electrical application to a dc power source
CN2836340Y (zh) 2005-11-02 2006-11-08 张继科 Igbt模块驱动电路
DE102006049715A1 (de) 2006-10-18 2008-05-21 OKIN Gesellschaft für Antriebstechnik mbH Netzteil für motorische Antriebe
JP2009005548A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Sharp Corp ユニバーサルモータ制御方法と電気掃除機
CN201113418Y (zh) 2007-07-12 2008-09-10 漳州科华技术有限责任公司 消除平层电源直流母线过电压的保护装置
DE102008056864A1 (de) * 2008-11-12 2010-05-20 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zum Schutz einer Elektronik gegen Verpolung sowie eine elektrische Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
WO2010124706A1 (de) * 2009-04-27 2010-11-04 Siemens Aktiengesellschaft Submodul für einen mehrstufigen umrichter mit zusätzlichem energiespeicher
JP5343741B2 (ja) * 2009-07-08 2013-11-13 株式会社明電舎 モータ駆動装置の消費電力演算方法および消費電力演算方法を用いたモータ駆動装置の制御方法
EP2569842B1 (en) * 2010-05-11 2014-07-16 ABB Technology AG A high voltage dc switchyard with semiconductor switches
JP5567432B2 (ja) 2010-08-31 2014-08-06 旭化成エレクトロニクス株式会社 Ｄｃｄｃコンバータ
CN201898438U (zh) 2010-10-14 2011-07-13 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 一种用于城轨车辆牵引变流器的igbt驱动电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726505A (en) * 1995-01-13 1998-03-10 Omron Corporation Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system
US20090218967A1 (en) * 2005-08-16 2009-09-03 Mclean Andrew Motor Drive Circuit
CN101136558A (zh) * 2006-09-02 2008-03-05 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 供电系统及其主电源与后备电池切换电路、切换方法
US20090322161A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Nortel Networks Limited Method and system to stop return current from flowing into a disconnected power port of a dual battery powered device
CN101425771A (zh) * 2008-08-18 2009-05-06 王创社 直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置
CN101976894A (zh) * 2010-10-15 2011-02-16 南京理工大学 一种电能双向流动的储能系统及其控制方法

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