CN105052028A - 具有电力电子模块的电源和其替换方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有一个或多个在不关闭电源的情况下可以被替换的电力电子模块的电源。每个电力电子模块可以被包封在电源的单独的隔室中。每个隔室可以具有配置为电连接到该电力电子模块的固定式电接头。连接到隔室外部的把手的转移机构可以将电力电子模块从与固定式电接头的电接触移出和/或移动到与固定式电接头的电接触中。电力电子模块在隔室内部的运动可以在不关断电源的情况下发生。作为其他方面，也提供了一种用于在不关断电源的情况下替换电力电子模块的方法。

Description

具有电力电子模块的电源和其替换方法
技术领域
本发明一般地涉及电源，并且更具体地涉及具有一个或多个电力电子模块的电源。
背景技术
电源可以被构建为具有一个或多个提供电源的输出电压的电力电子模块。每个电力电子模块可以具有数个电力连接，其配置为电连接到例如变压器、另一个电力电子模块、和/或电源的外部负载。负载可以是例如AC电机。如果一个或多个电力电子模块失效，一些电源可以继续以降低的电压运行。然而，替换失效的电力电子模块通常需要关闭电源以避免来自于与工作中的电力连接的意外接触而受伤或死亡的可能风险。关闭一个电源在许多工业应用中可能是非常破坏性的和/或是损伤惨重的。从而，需要提供在安全替换电力电子模块的同时可以继续运行的电源。
发明内容
按照一个方面，提供一种改进的电源。电源包括配置为将电力电子模块包封于其中的隔室。隔室包括将隔室完全包封的多个壁，其中多个壁的每个具有电接地的或绝缘的内表面并且多个壁的一个包括电接地的或绝缘的、提供到隔室内部的通道的门，隔室还包括多个固定式电接头、具有配置为阻止与多个固定式电接头电接触的第一位置和配置为允许与多个固定式电接头电接触的第二位置的绝缘的闸板，和配置为将电力电子模块移动到与固定式电接头的电接触中和/或从所述电接触移出的转移机构。
按照另一个方面，提供第二改进的电源。电源包括：变压器；多个电力电子模块，每个与变压器电耦接并且每个配置为提供输出电压；和多个隔室，每个包封多个电力电子模块的分别一个并且每个包括：连接到多个电力电子模块的分别一个的多个固定式电接头，和闸板，该闸板具有阻止与多个固定式电接头电接触的第一位置和允许与多个固定式电接头电接触的第二位置，其中多个电力电子模块的至少一个配置为在多个电力电子模块的至少另一个提供输出电压时从多个固定式电接头的分别一个移开并且电断开，并且闸板被配置为，响应于多个电力电子模块的至少一个从多个固定式电接头的分别一个移开并且电断开，而移动到第一位置。
按照另一个方面，提供一种替换电源中的电力电子模块的方法。方法包括将电源上电以输出电压，移动第一电力电子模块以在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从多个固定式电接头电断开，打开到包封了第一电力电子模块的隔室的门以在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从隔室移除，在电源输出电压的同时在第二电力电子模块已经被放置在隔室中之后关闭门，和移动第二电力电子模块以在电源输出电压的同时将第二电力电子模块电连接到多个固定式电接头。
本发明的其他方面、特征和优点可以从以下详细描述变得明显，其中描述和示出了多个示例实施例和实施方式，包括用于执行本发明的预计最好模式。本发明也可以用于其他不同的实施例，并且其数个细节可以在不同方面被修改，全部不脱离本发明的范围。相应地，附图和说明书要被看作是示例性的本质，而不是限制性。附图不一定按比例画出。本发明覆盖了落入本发明范围中的所有修改、等价物和替换。
附图说明
图1示出按照现有技术的具有电力电子模块的电源的示意图。
图2示出按照现有技术的具有用于电力电子模块的旁路电路的电源部分的示意图，
图3A、3B和3C分别示出按照实施例配置的电力电子模块的顶视图、侧视图和后视图。
图4示出按照实施例的配置为包封单个电力电子模块的电源的隔室的横截面侧视图。
图5示出按照实施例的电源的多个隔室的透视图。
图6示出按照实施例的处于断开模式中的电源的隔室和电力电子模块的横截面侧视图。
图7示出按照实施例的处于断开模式中的电源的隔室和替换电力电子模块的横截面侧视图。
图8示出了按照实施例的处于连接前/断开后模式中的电源的隔室和电力电子模块的横截面侧视图。
图9示出了按照实施例的处于连接模式中的电源的隔室和电力电子模块的横截面侧视图。
图10示出了按照实施例的用于替换电源中的电力电子模块的方法的流程图。
具体实施方式
现在详细参考本公开的在附图中示出的示例实施例。在任何可能的地方，贯穿附图使用相同的附图编号以表示相同或类似部分。
提供在电源中的一个或多个电力电子模块正在被安全替换的同时可以继续运行的电源的前述问题可以通过本发明的一个或多个实施例克服。在一个方面，每个电力电子模块可以被包封在其自己的隔室中。隔室可以具有电接地的和/或绝缘的内表面和多个固定式电接头。固定式电接头可以包括多个电力连接，其包括例如来自于电源的变压器的输出和/或至其他电力电子模块的输入和/或由电源驱动的外部负载。连接到固定式电接头的电力电子模块可以在隔室内部从固定式电接头移开以在电源可以继续运行的同时与固定式电接头电断开。闸板可以响应于从固定式电接头断开的电力电子模块而阻止与固定式电接头的接触。至隔室的门然后可以被打开以在电源可以继续运行的同时将电力电子模块从隔室移除。在隔室中替换新的电力电子模块之后，可以关闭门，可以撤回闸板以允许与固定式电接头的接触，并且可以将新的电力电子模块在隔室内部向着固定式电接头移动以便与其电连接，再次地，全部是在电源可以继续运行的同时。电源因此可以在一个或多个电力电子模块被替换时不必关闭电源地被返回到正常运行。该能力可以被称为“热更换”。在其他方面，提供了替换电源中的电力电子模块的方法，如以下关于图1-10将非常详细解释的
图1示出了公知的电源100的例子。输入电源102(例如三相AC输入)可以被耦接到电源100。在一些实施例中，电源100可以是其中输入电源102可以提供例如从大约277伏AC至大约14000伏AC的中压电源。电源100可以提供可变频率电压并且可以被耦接到负载104，所述负载可以是电机，例如三相AC电机。替换地，电源100可以是不同的合适类型的提供其他电压的电源和/或可以被耦接到其他合适的输入电源和/或到其他合适的负载。
电源100可以包括变压器106，其可以将输入电压向下变压(stepdown)。变压器106可以包括初级绕组108和多个次级绕组110。初级绕组可以是例如星形配置电路(如所示的)或网格配置电路。次级绕组110在一些实施例中可以是网格配置的(如所示的)，其可以包括一些三角形配置电路和/或一些延边三角形配置电路。在一些实施例中，次级绕组110可以是星形配置的，其可以包括一些WYE配置的电路和/或一些Z字形配置的电路。次级绕组110可以输出三相功率或单相功率。变压器106可以替换地具有其他合适配置的电路。
电源100也可以包括多个电力电子模块112，其可以彼此相同。每个次级绕组110可以向各自的电力电子模块112馈电。在一些实施例中，电力电子模块112可以是可变频率驱动，其可以采用脉宽调制(PWM)。在一些实施例中，电力电子模块112可以包括输入AC至DC整流器、平滑滤波器，和输出DC至AC逆变器。在一个或多个实施例中，电力电子模块112可以被配置在三个组中，其中在每个组中的每个电力电子模块112的输出端串联连接以向负载104产生用于电力的一相(例如A、B或C)的电压。例如，如图1中所示，电源100可以包括按照三组四个串联连接的模块配置的12个电力电子模块。在其他实施例中，电源100可以包括按照三组八个串联连接的模块配置的例如24个电力电子模块。电源100可以具有其他合适数量的电力电子模块，其对于多相电力可以是输出相的数目的倍数。由串联连接的组中的每个电力电子模块112提供的输出电压可以被添加到那组的其他电力电子模块的输出电压以提供可以比由电源100接收的输入电压更高的输出电压。在一些实施例中，多个电力电子模块112可以提供从大约2300伏AC至大约14000伏AC的输出电源电压。替换地，多个电力电子模块112可以具有其他合适的配置和可以提供其他合适的输出电压和/或输出电压的范围。
在通过引用合并于此的美国专利5625545中描述电源100和用于电力电子模块112的电路的例子。
电源100可以具有如下优点，即，如果一个或多个电力电子模块112失效，失效的电力电子模块112可以被在电学上绕过，从而电源100可以继续运行，尽管以降低的容量，如进一步结合图2描述的。
图2示出了可以具有将一个或多个电力电子模块在电学上绕过的能力的公知电源200的部分。电源200可以具有多个电力电子模块，其中仅示出两个串联连接的电力电子模块212-A2和212-A3。次级绕组210-A2和210-A3可以分别提供三相功率至电力电子模块212-A2和212-A3。电力电子模块212-A2可以被耦接至旁路开关214-A2，并且电力电子模块212-A3可以被耦接至旁路开关214-A3。(为示例目的，旁路开关214-A2以旁路模式示出，而旁路开关214-A3以正常运行模式示出)。旁路开关214-A2可以包括开关216-A2，并且旁路开关214-A3可以包括开关216-A3。开关216-A2和216-A3可以分别由各自的螺线管218控制。电力电子模块212-A2可以经由旁路开关214-A2在输入端213-A2从电力电子模块212-A1(未示出)接收输出电压。电力电子模块和212-A2可以在输出端215-A2输出电压，其可以附加地包括从电力电子模块212-A1接收的电压。类似地，电力电子模块212-A3可以经由旁路开关214-A3在输入端213-A3从电力电子模块212-A2接收输出电压。电力电子模块和212-A3可以在输出端215-A3输出电压，其可以附加地包括从电力电子模块212-A2接收的电压。来自于电力电子模块212-A3的输出电压可以经由旁路开关214-A3被馈送到电力电子模块214-A4(未示出)。该过程可以对于那组的其他串联连接的电力电子模块继续。
如果一个或多个电力电子模块失效(例如电力电子模块不输出电压)，电源200可以继续运行。例如，如果电力电子模块212-A2将失效，电源200中的控制电路可以促使旁路开关214-A2的开关216-A2切换到旁路模式，如图2中所示。来自于电力电子模块212-A1的输出电压然后会将绕过故障的电力电子模块212-A2并且会经由旁路开关214-A3取而代之地被电力电子模块212-A3接收，其中开关216-A3被设置在正常运行模式，如图2中所示。电源200因此可以继续运行，尽管以降低的容量(即，减去电力电子模块212-A2的电压贡献)。
具有能够绕过一个或多个失效的电力电子模块的旁路和控制电路的电源200的例子可以在美国专利5986909中描述，其在此通过引用被合并于此。
然而，电源200可能需要被断电以安全移除和/或替换电力电子模块。如图2中所示，每个电力电子模块可以具有多个电力连接(powerconnections)。例如，电力电子模块212-A2可以具有四个输入电力连接211a、211b、211c和213-A2和一个输出电力连接215-A2。电力电子模块也可以具有一个或多个控制信号连接(未示出)。这些连接可能手动并且利用手工工具(例如螺丝起子、镊子、扳手、剪钳等)建立。相应地，存在如果与工作中的电力连接接触带来的受伤或死亡的可能的风险。因此，电源200可以被关闭以将电力连接断电，以便安全移除和/或替换电力电子模块。
图3A-3C示出了按照一个或多个实施例的在电源可以继续运行的同时可以被安全移除和/或替换的电力电子模块312。电力电子模块312可以具有位于背面317上的多个电接头。电接头可以包括输入和输出电力连接二者。例如，电力电子模块312可以包括电接头311a、311b、311c、313和315，其中电接头311a、311b、311c和313可以是输入电力连接并且电接头315可以是输出电力连接。尽管示出了五个电力连接，但是在其他实施例中电力连接的数量可以多于或少于五个。电接头311a、311b、311c、313和315可以在接头中滑动并且可以无需手工工具地连接并且可以例如是按照它们预计传导的电流的量而确定尺寸的如所示的金属片接头。在其他实施例中，电接头311a、311b、311c、313和315可以具有不要求用于连接的手工工具的其他接头配置，诸如，例如插针与插座配置和/或任何其他合适的插接式配置。电接头311a、311b、311c、313和315可以是公或母型的接头并且可以由合适的导电材料制成。在一些实施例中用于控制信号的电接头(未示出)可以也被定位于背面317上，并且也可以是无需手工工具可连接的。控制信号接头可以具有与电力连接相似或相同的接头和/或可以使用其他合适的信令技术诸如红外信令。
图4示出了按照一个或多个实施例的可以被配置为包封单个电力电子模块的、电源的隔室400。隔室400可以具有矩形形状，但是替换地也可以具有其他合适的形状。隔室400可以包括多个壁，诸如，例如顶壁420、底壁422、后壁424、一对侧壁426(其中仅示出一个)，和具有门430的前壁428(其在图4中通过点线表示以指出门430是打开的并且相应地提供到隔室400内部的通道)。每个壁420、422、424、426和428和门430，并且具体地，内表面421、423、425、429和431，可以由电接地的金属和/或在一些实施例中诸如在低压应用中使用的实施例中由合适的绝缘材料制成或覆盖。任何合适的电接地材料，诸如，例如11规格的金属板材，和/或任何合适的绝缘材料，诸如，例如合适的塑料，可以被用来构建隔室400。注意，在一些实施例中，以绝缘材料构建隔室400，仅可以适合于低压应用。
隔室400也可以包括延伸穿过或耦接到后壁424的多个固定式电接头432。固定式电接头432可以被配置为接收和电连接至电力电子模块的一些或全部电接头，诸如，例如电力电子模块312的电接头311a、311b、311c、313和315(如以下结合图6-10更详细描述的)。在一些实施例中，固定式电接头432可以如图4中所示被配置以接收金属片电接头。固定式电接头432和电力电子模块312的电接头可以替换地具有其他合适的插接式配置，包括，例如合适的插针和插座配置。在一些实施例中，固定式电接头432可以是任何合适的滑入式和/或母和/或公接头的组合，所述母和/或公接头配置为无需手工工具地电连接到兼容的和/或电力电子模块312的分别对应类型的公和/或母接头。在隔室400外部可以经由可以是例如母线或电缆的电导体434建立到固定式电接头432的电连接。
隔室400可以进一步包括固定闸板436和定位于固定式电接头432前面的可移动闸板438。在一些实施例中，固定闸板436可以是可选的。闸板436和438可以分别由绝缘材料制成并且可以分别具有槽和/或洞437和439的图案以允许电力电子模块312的电接头穿过那里并且电连接到固定式电接头432。可移动闸板438可以具有第一位置440，如图4所示，其配置为阻止与固定式电接头432电接触。即，可移动闸板438的槽和/或洞439的图案可以不与固定式闸板436和/或固定式电接头432的槽和/或洞437的图案对齐。这可以防止与固定式电接头432意外接触，其由此可以提供用于安装和移除隔室400中的电力电子模块的更安全的环境。只要固定式电接头432没有连接到电力电子模块312，可移动闸板438可以处于第一位置440中。可移动闸板438也可以具有配置为允许与固定式电接头432电接触的第二位置。即，可移动闸板438的槽和/或洞439的图案可以与固定闸板436和/或固定式电接头432的槽和/或洞437的图案对齐，如以下结合图8和9描述的。
隔室400也可以包括转移机构442，其可以被配置为将放置在隔室400中的电力电子模块312向着固定式电接头432移动以将电力电子模块312电连接到固定式电接头432。转移机构442也可以被配置为将电力电子模块312从固定式电接头432移开以将电力电子模块312从固定式电接头432断开。转移机构442可以包括一对可移动导向装置443a和443b，其可以被配置为将电力电子模块312沿着底壁422向后和向前移动。即，可移动导向装置443a可以当两个可移动导向装置443a和443b向着后壁424移动时将电力电子312向着固定式电接头432移动，并且可移动导向装置443b可以当两个可移动导向装置443a和443b向着前壁428和门430移动时将电力电子312从固定式电接头432移开。转移机构442可以替换地被配置为以任何合适的方式，其可以包括，例如，任何合适类型的往复传送带、连续轨道系统，移动平台，和/或其他机构，来移动电力电子模块312。
图5示出了按照一个或多个实施例的多个隔室400(其中三个在图5中被标记为400-A3、400-A4、和400-B4)，其可以形成电源的外壳500。每个隔室400可以彼此相同或基本上彼此相同。外壳500可以包括电源的所有电力电子模块(在图5中没有示出电源的其他部件，诸如，例如变压器和/或控制系统)。每个隔室400可以被配置为包封单个电力电子模块，其可以是例如电力电子模块312。外壳500可以如所示的包括12个隔室400，其可以按照三行501A、501B和501C且每行四个隔室400排列。每行501A、501B和501C可以包括例如用于产生用于电力的一相的电压的一组串联连接的电力电子模块，诸如电源100的电力电子模块112的排列。替换地，外壳500可以具有其他数量和排列的隔室400。
在一些实施例中，外壳500可以被构建为使得一个隔室400的顶壁可以形成上面相邻隔室400的底壁，并且一个隔室400的底壁可以形成下面相邻隔室400的顶壁。例如，隔室400-A4的底壁422-A4也可以是下面的隔室400B4的顶壁420-B4。类似地，一个隔室400的右侧壁可以形成相邻隔室400的左侧壁并且反之亦然。例如，隔室400-A3的右侧壁426-A3也可以是隔室400-A4的左侧壁426-A4。替换地，外壳500可以被构建为使得相邻隔室400的所有壁不被共享或仅一些壁被共享。
外壳500的每个隔室400可以包括可以被定位在隔室外部在前壁428上的把手544。把手544可以由接地金属或绝缘材料制成，并且可以被配置为操作转移机构422，如以下关于图6-10描述的。在一些实施例中，把手544可以作为能够移动穿过例如180度的弧的杠杆操作，其可以被校准以促使转移机构422将电力电子模块312在隔室400中在一个方向上(例如朝向固定式电接头432)移动穿过行进的最大长度。把手544穿过相同的弧的反向运动可以促使转移机构将电力电子模块312在隔室400中在相反方向上移动穿过行进的最大长度。把手544替换地可以操作转移机构422穿过其他合适度数的弧或以其他合适的方式。在一些实施例中，把手544可以经由齿条和齿轮的配置被机械地连接到转移机构422。例如，把手544可以被机械地连接到齿轮轴，所述齿轮轴又可以被机械地连接到齿条。齿条可以是转移机构442的部分和/或可又被配置为另外地在两个方向的每一个上(即朝向和离开固定式电接头432)移动，例如，可移动导向装置443a和443b。可以使用其他合适的齿条和齿轮型机构。替换地，把手544可以按照促使转移机构422提供由把手544控制的前后往复线性运动的任何合适的方式，机械地、电子地、或其他方式操作地连接到转移机构422。在一些实施例中，除了把手544，外壳500的每个隔室400可以包括旋转插座，其可以允许机动化的转移设备被连接。
外壳500的每个隔室400也可以包括门430的门闩546。门闩546可以操作地连接到互锁机构547和/或是互锁机构547的部分，其可以防止门430打开或松开门闩，除非电力电子模块312从该隔室400的固定式电接头432断开。互锁机构547也可以在该隔室400的可移动闸板438没有处于可以阻止与固定式电接头432电接触的第一位置440时防止门430打开或松开门闩。在一些实施例中，互锁机构547也可以防止在门430没有被关闭和闩住时可移动闸板438移动到可以允许与固定式电接头432电接触的第二位置。在一些实施例中，互锁机构547还可以防止在门430没有关闭并闩住时和/或可移动闸板438没有处于第二位置时把手544和/或转移机构442操作。互锁机构547可以提供其他合适的互锁功能并且可以按照任何合适的方式，利用门闩546、转移机构442、和可移动闸板438，被机械地、电子地、或其他方式配置。
图6-9示出了按照一个或多个实施例的事件的顺序，其可以允许电源的隔室400中的电力电子模块312在电源可以继续操作的同时被安装。按照一个或多个实施例，示出的顺序可以反过来在电源可以继续操作的同时将电力电子模块312从电源的隔室400移除。在一些实施例中，电力电子模块312可以包括旁路开关，诸如，例如旁路开关214-A2和214-A3，在电力电子模块312可以被移动以将电力电子模块312连接到固定式电接头432和/或从固定式电接头432断开之前，所述旁路开关可以是必须被设置在旁路模式。
图6示出了按照一个或多个实施例在断开模式600中的隔室400和电力电子模块312。电力电子模块312可以被放置在隔室400中在转移机构442的可移动导向装置443a和443b之间。在一些实施例中，隔室400和/或转移机构442可以包括滑块648，其在导向装置443a和443b之间滑动地定位在或邻接于底壁422。在一些实施例中，导向装置443a和443b可以分别将滑块648沿着底壁422前后推动，其中可以与底壁443的内表面423接触的滑块648的表面可以具有合适的电安全的、被施加以降低其间可能发生的任何滑动摩擦的润滑剂。在一些实施例中，滑块648可以以任何合适的方式，包括，例如，通过将滑块648的外侧边缘插入在侧壁426的内表面427中或上形成的对应的凹槽或凸缘(未示出)中或上，而滑动地放置于隔室400中。在替换实施例中，滑块648可以被附接到转移机构442的一个或多个部分，诸如，例如到皮带或轨道。滑块648可以由单块合适的塑料或其他非导电材料构建。
当电力电子模块312放置在隔室400中并且与转移机构442噬合时，隔室门430可以被关闭和闩住。电力电子模块312的电接头311a、311b、311c、313、和315(图6仅示出其中的电接头311c和313)可以与固定式电接头432对准，但是可以还不与固定式电接头432噬合，因为可移动闸板438可以处于可以阻止与固定式电接头432电接触的第一位置440中。即，可移动闸板438的槽和/或洞439的图案可以不与固定式闸板436和/或固定式电接头432的槽和/或洞437的图案对齐。附加地，在一些实施例中，互锁机构547可以防止当可移动闸板438处于第一位置440时转移机构442移动电力电子模块312。
图7示出了按照一个或多个实施例的、隔室400和在断开模式700中的电力电子模块712。在一些实施例中，电力电子模块712可以包括旁路开关，诸如，例如旁路开关214-A2和214-A3，在电力电子模块712可以被移动以将电力电子模块712连接到固定式电接头432和/或从固定式电接头432断开之前，所述旁路开关可以是必须被设置在旁路模式。在一些实施例中，电力电子模块712可以被配置有一个或多个滚轮或允许电力电子模块移动、例如滚动的其他类似部分。例如，电力电子模块712可以被配置有四个轮子748，其配置为，当电力电子模块712由转移机构442的可移动导向装置443a和443b中的一个推动时，沿着底壁422滚动。轮子748可以由例如橡胶或其他合适的非导电材料制造。除了滚轮、轮子等，电力电子模块可以替换地具有允许电力电子模块移动的其他部分或机构，诸如，例如与在诸如推土机的建筑设备上发现的连续的或无限的皮带布置类似的。可以使用断续的轨道。
类似于处于断开模式600的电力电子模块312，电力电子模块712可以具有多个电接头(仅示出了其中的电接头711c和713)，其可以与固定式电接头432对准，但是可以还不与固定式电接头432噬合，因为可移动闸板438可以处于阻止与固定式电接头432电接触的第一位置440。电力电子712的电接头可以与电力电子模块312的电接头相同或基本上相似。当处于断开模式600时，互锁机构547可以在断开模式700的一些实施例中防止转移机构442当可移动闸板438处于位置440时移动电力电子模块712。
图8示出了按照一个或多个实施例的、隔室400和处于连接前/断开后模式800中的电力电子模块712。在电力电子模块712(或在其他实施例中电力电子模块312)被放置在隔室400中并且门430被关闭并闩住之后，操作人员可以开始移动把手544。把手544的该初始运动可以促使可移动闸板438移动到第二位置850，该位置可以允许电力电子模块712的电接头穿过可移动闸板438并且与固定式电接头432电接触。即，可移动闸板438的槽和/或洞的图案可以与固定式闸板436和/或固定式电接头432的槽和/或洞437的图案对齐。把手544可以以促使可移动闸板438响应于把手544在第一方向上的初始运动而从第一位置440移动到第二位置850的任何合适方式，操作地连接到可移动闸板438。在一些实施例中，互锁机构547可以在门430没有被关闭并闩住的情况下防止把手544移动和/或可以防止可移动闸板从第一位置440移动到第二位置850。
图9示出了按照一个或多个实施例的、隔室400和处于连接模式900中的电力电子模块712。响应于操作人员在第一方向上连续移动把手544，转移机构442的可移动导向装置443a可以将电力电子模块712向着后壁424和固定式电接头432推动。当电力电子模块712向着固定式电接头432移动时，电力电子712的电接头，包括接头711c和713，可以穿过闸板438和436并且可以与固定式电接头432噬合以与其电连接。把手穿过在第一方向上的其全部移动范围和由转移机构442提供的向着后壁424行进的最大长度的运动可以被设计和/或校准为保证电力电子模块712刚好移动足够远以便与固定式电接头432安全噬合和电接触。在一些实施例中，可移动导向装置443b可以作为当可移动导向装置443b接触可移动闸板438时的制动器。互锁机构547可以在一些实施例中防止在可移动闸板438没有处于第二位置850时转移机构443移动电力电子模块712。在一些实施例中，用于限制到电力电子模块712中的涌浪电流的电路(未示出)可以在隔室400中被提供并且可以被连接到例如固定式电接头432。
图10示出了按照一个或多个实施例的、用于替换电源中的电力电子模块的方法。在处理块1002中，方法1000可以包括将电源上电以输出电压。电源可以包括变压器，诸如，例如变压器106。电源也可以包括多个电力电子模块，每个被包封在各自的隔室400中。电力电子模块可以是例如电力电子模块312和/或712并且可以如用于电源100的电力电子模块112的图1所示地被布置。电源还可以包括旁路电路，诸如图2所示。电源可以是例如中压电源，其被上电以输出从例如大约2300伏到大约14000伏的电压范围。替换地，其他具有旁路电路和分别被包封在各自的隔室400中的电力电子模块312和/或712的电源可以被上电到其他合适的输出电压或输出电压范围。
在处理块1004，方法1000可以包括移动第一电力电子模块以将第一电力电子模块在电源输出电压的同时从多个固定式电接头电断开。例如，第一电力电子模块，诸如，例如图9的电力电子模块712，可以通过使用把手544操作转移机构442而被移动。随着把手544可以在第一方向被移动，转移机构442可以促使电力电子模块712离开固定式电接头432并且向着前壁428和门430运动。该运动可以促使电力电子模块712的电接头当电力电子模块712从图9的连接模式900移动到图8的断开后模式800时从固定式电接头432电断开。当把手544在第一方向被移动完全穿过其运动范围时，可移动闸板438可以从第二位置850移动到第一位置440。电力电子模块712由此可以从图8的断开后模式800移动到图7的断开模式700。
在处理块1006，到包封了第一电力电子模块的隔室的门可以被打开以在电源输出电压的同时从隔室移除第一电力电子模块。这可以当第一电力电子模块分别处于如用于电力电子模块312和712的图6和7中所示的断开模式600或700时发生。随着可移动闸板438处于第一位置440并且电力电子模块从固定式电接头432移开，互锁结构547然后可以允许门430被松开门闩并且打开。
在处理块1008，到隔室的门可以在第二电力电子模块已经在电源输出电压的同时被放置到隔室中之后被关闭。例如，随着第二电力电子模块诸如电力电子模块312或712如图6或7所示被放置在隔室400中，门430可以被关闭并闩住。
在处理块1010，方法1000可以包括移动第二电力电子模块以将第二电力电子模块在电源输出电压的同时电连接到多个固定式电接头。例如，如图7-9所示，第二电力电子模块712可以通过在第二方向(其可以与第一方向相反)移动把手544而被电连接到固定式电接头432。把手544的初始运动可以促使可移动闸板438从第一位置440移动到第二位置850，如图8所示。把手544在第二方向穿过其完整运动范围的连续移动可以促使转移机构442将电力电子模块712向着固定式电接头432移动，允许电力电子模块712的电接头穿过闸板438和436并且与如图9所示的固定式电接头432电噬合和连接。
方法100的上述处理块可以按照不限于示出和描述的次序和顺序的次序或顺序执行或实现。例如，在一些实施例中，处理块1008和1010可以在处理块1004和1006之前被执行(即，第二电力电子模块变为第一电力电子模块并且第一电力电子模块变为第二电力电子模块)。而且，方法1000的一些处理块在合适的或期望的情况下可以基本上同时或并行被执行或实现。例如，在一些实施例中，在第一和第二电力电子模块被包封在电源的不同的隔室中的情况下，处理块1004和1006可以与处理块1008和1010基本上同时或并行执行。
本领域技术人员应当理解，在此描述的本发明可广泛应用。在此没有描述的本发明的许多实施例和调整，以及许多变化、修改和等效安排，将通过本发明和对其的前述描述变得明显被合理建议，而不脱离本发明的实质或范围。例如，尽管关于中压电源进行了描述，但是本发明的一个或多个实施例可以用于具有电子模块的其他类型的电源和/或其他类型的电设备，其中期望所述电子模块在保持电设备有电的情况下被替换。相应地，尽管已经在此详细关于具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本公开仅是示例性的并且展示本发明的示例并且仅为了提供本发明的充分和有效公开的目的而进行的。本公开不是旨在将本发明限制到公开的具体的器械、设备、装置、系统或方法，而是相反地，旨在覆盖落入本发明的范围之内的所有修改、等价物和替换。

Claims (20)

1.一种电源，包括：
隔室，其被配置为电力电子模块被包封于其中，所述隔室包括：
完全包封了隔室的多个壁，其中，所述多个壁的每个具有电接地的或绝缘的内表面并且所述多个壁的一个包括电接地的或绝缘的门，其提供到隔室内部的通道；
多个固定式电接头；
绝缘的闸板，其具有配置为阻止与所述多个固定式电接头电接触的第一位置和配置为允许与所述多个固定式电接头电接触的第二位置；和
转移机构，其配置为将电力电子模块移动到与固定式电接头的电接触中和/或从与固定式电接头的电接触移开。
2.根据权利要求1所述的电源，还包括，具有配置为与所述多个固定式电接头中的至少一些电连接的多个电接头的电力电子模块。
3.根据权利要求2所述的电源，其中，所述多个电接头包括至少一个公的插接式接头并且所述多个固定式电接头包括至少一个对应的母的插接式接头。
4.根据权利要求1所述的电源，其中，所述多个固定式电接头是能够无需手工工具地连接的。
5.根据权利要求1所述的电源，还包括，具有至少一个滚轮的电力电子模块，所述滚轮配置为允许转移机构将电力电子模块移动到与固定式电接头的电接触中或从与固定式电接头的电接触移开。
6.根据权利要求1所述的电源，其中，隔室还包括滑块，其配置为：
沿着所述多个壁中的一个移动；
接收电力电子模块；和
允许转移机构将滑块移动为使得电力电子模块移动到与固定式电接头的电接触中或从与固定式电接头的电接触移开。
7.根据权利要求1所述的电源，还包括可操作地连接到转移机构的把手，使得把手的移动促使转移机构将电力电子模块移动到与固定式电接头的电接触中或从与固定式电接头的电接触移开，所述把手位于隔室外部。
8.根据权利要求1所述的电源，其中，转移机构还配置为：
响应于电力电子模块从与固定式电接头的电接触的移开，将绝缘的闸板移动到第一位置；或
在电力电子模块移动到与固定式电接头电接触之前，将绝缘的闸板移动到第二位置。
9.根据权利要求1所述的电源，还包括互锁机构，其配置为当绝缘的闸板处于第二位置时阻止门打开。
10.根据权利要求1所述的电源，其中，所述固定式电接头被定位在所述多个壁中的与门相对的壁处或附近。
11.根据权利要求1所述的电源，其中：
所述多个壁包括顶壁、底壁、前壁、后壁和侧壁；
前壁包括门；并且
隔室具有矩形形状。
12.一种电源，包括：
变压器；
多个电力电子模块，每个电力电子模块与变压器电耦接并且每个电力电子模块配置为提供输出电压；和
多个隔室，每个隔室包封所述多个电力电子模块的分别一个并且每个隔室包括：
电连接到所述多个电力电子模块的分别一个的多个固定式电接头，和
闸板，其具有阻止与所述多个固定式电接头电接触的第一位置和允许与所述多个固定式电接头电接触的第二位置；其中：
所述多个电力电子模块中的至少一个配置为在所述多个电力电子模块中的至少另一个提供输出电压时从所述多个固定式电接头的分别一个移开并且电断开；并且
所述闸板被配置为，响应于所述多个电力电子模块的至少一个从所述多个固定式电接头的分别一个移开并且电断开，而移动到第一位置。
13.根据权利要求12所述的电源，其中：
所述多个电力电子模块的第二个被配置为在所述多个电力电子模块的至少另一个提供输出电压时移向所述多个固定式电接头的分别一个并且电连接到其；和
闸板被配置为，响应于所述多个电力电子模块的第二个移向所述多个固定式电接头的分别一个和与其电连接，而移动到第二位置。
14.一种替换电源中的电力电子模块的方法，包括：
将电源上电以输出电压；
移动第一电力电子模块以在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从多个固定式电接头电断开；
打开到包封了第一电力电子模块的隔室的门以在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从隔室移除；
在电源输出电压的同时在第二电力电子模块已经被放置在隔室中之后关闭门；和
在电源输出电压的同时移动第二电力电子模块以将第二电力电子模块电连接到所述多个固定式电接头。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
在电源输出电压的同时，响应于第一电力电子模块从所述多个固定式电接头的电断开，将闸板移动到第一位置，该第一位置阻止与所述多个固定式电接头电接触；或
在电源输出电压的同时，响应于第二电力电子模块的移动的开始，将闸板从第一位置移动到第二位置，该第二位置允许与所述多个固定式电接头电接触。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，将电源上电包括将电源上电以输出从2300伏到14000伏的电压。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，移动第一电力电子模块包括操作转移机构，所述转移机构配置为移动第一电力电子模块以在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从所述多个固定式电接头电断开。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，移动第二电力电子模块包括操作转移机构，所述转移机构配置为移动第二电力电子模块以在电源输出电压的同时将第二电力电子模块电连接到所述多个固定式电接头。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，移动第一电力电子模块包括操作机械地连接到转移机构的把手，以移动第一电力电子模块来在电源输出电压的同时将第一电力电子模块从所述多个固定式电接头电断开。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，移动第二电力电子模块包括操作机械地连接到转移机构的把手，以移动第二电力电子模块以在电源输出电压的同时将第二电力电子模块电连接到所述多个固定式电接头。
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