CN107154620A - 基于公共母线的电气系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于公共母线的电气系统，包括多个整流斩波模块；每个所述整流斩波模块的输入端与输入电源连接，每个所述整流斩波模块的输出端并联到公共母线上，每个所述整流斩波模块通过可控整流对所述整流斩波模块的输入电压进行整流斩波。上述基于公共母线的电气系统，通过加入整流斩波模块，可以支持多路多种电压输入。本发明还涉及一种基于公共母线的电气系统控制方法，可以支持多路多种电压输入，支持多种不同需求的负载，并实现电能大小的控制和流向。

Description

基于公共母线的电气系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电气领域，特别是涉及一种公共母线的电气系统及其控制方法。

背景技术

在电气系统设计中，公共母线被广泛使用，但是当多路输入电源彼此之间的种类不同时，需要多个电源转换装置进行处理，增加了整个电气系统的复杂度，造成了资源的浪费。

发明内容

基于此，有必要针对多路多种电压输入时需要多个转换装置的问题，提供一种基于公共母线的电气系统及其控制方法。

一种基于公共母线的电气系统，其中，包括多个整流斩波模块；

每个所述整流斩波模块的输入端用于外接输入电压，每个所述整流斩波模块的输出端并联到公共母线上，每个所述整流斩波模块通过可控整流对所述整流斩波模块的输入电压进行整流斩波。

上述基于公共母线的电气系统，通过加入整流斩波模块，可以支持多路多种电压输入。

作为一种具体实施方式，其中，所述整流斩波模块的输入端与多个输入电源连接；

当输入电源为直流电源时，与所述输入电源的整流斩波模块采用AC/DC；

当输入电源为交流电源时，与所述输入电源连接的整流斩波模块采用DC/DC。

作为一种具体实施方式，其中，各个整流斩波模块还包括过载保护模块。

作为一种具体实施方式，其中，所述系统还包括多个逆变斩波模块；

每个所述逆变斩波模块的输入端并联到公共母线上。

作为一种具体实施方式，其中，所述逆变斩波模块的输入端与公共母线连接，另一端连接负载；

当所述负载为交流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/AC；

当所述负载为直流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/DC。

作为一种具体实施方式，其中，各个逆变斩波模块还包括过载保护模块。

作为一种具体实施方式，其中，所述电气系统还包括总控制器，所述总控制器与各个所述整流斩波模块通信连接；所述总控制器与各个逆变斩波模块通信连接。

一种基于公共母线的电气系统的控制方法，其中，所述电气系统包括多个整流斩波模块，每个所述整流斩波模块的输入端用于外接输入电源，每个所述整流斩波模块的输出端并联到公共母线上，每个所述整流斩波模块通过可控整流对所述整流斩波模块的输入电压进行整流斩波；

所述方法包括：

获得所述公共母线的工作电压范围；

判断每个整流斩波模块的输出电压是否在所述工作电压范围内；

若否，则调整各个整流斩波模块的工作状态，使所述输出电压在所述工作电压范围内。

作为一种具体实施方式，其中，所述电气系统还包括多个逆变斩波模块，每个所述逆变斩波模块的输入端并联到公共母线，每个所述逆变斩波模块的输出端用于来外接负载；

若每个整流斩波模块的输出电压均在所述工作电压范围内，则所述方法还包括：

获得逆变斩波模块连接负载的功率之和；

根据所述功率之和，对各个整流斩波模块进行全控制变流，使其输出功率之和等于所述连接负载的功率之和。

作为一种具体实施方式，其中，获得逆变斩波模块连接负载的功率之和的步骤之前，所述方法还包括：

获取各个连接负载的工作电压；

调整对应负载连接的逆变斩波模块的工作状态，使其输出电压等于工作电压。

上述基于公共母线的电气系统的控制方法，可以支持多路多种电压输入，支持多种不同需求的负载，并实现电能大小的控制和流向。

作为一种具体实施方式，其中，所述获得所述公共母线的工作电压范围的步骤之前，所述方法还包括：

判断各个整流斩波模块以及各个逆变斩波模块是否有异常信息。

附图说明

图1为其中一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统的示意图；

图2为其中另一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统的示意图；

图3为其中又一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统的示意图；

图4为其中一种具体实施方式提供的基于公共母线的电气系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为其中一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统，其中，包括多个整流斩波模块101。每个所述整流斩波模块101的输入端用于外接输入电源，每个所述整流模块101的输出端并联到公共母线103上；每个所述整流斩波模块101均使用可控整流的方法对输入电源进行整流斩波。

具体地，提供输入电压的输入电源可以是多种电源，包括并不限于直流高压电源、直流低压电源、交流电源。所述输入电源接入整流斩波模块101的输入端。

具体地，每个所述整流斩波模块101均通过可控整流的方式对输入电源进行整流斩波，每个所述整流斩波模块101的输出端输出直流电压，每个所述整流斩波模块101并联设置，输出端连接公共母线103。

具体地，所述公共母线103可以为直流公共母线，可以在设定的工作电压范围内正常工作，所述公共母线103的一端连接所述每个所述整流斩波模块101，另一端可以直接连接负载，也可以通过逆变斩波模块连接负载，以支持各种不同需求的负载。

上述基于公共母线的电气系统，通过加入整流斩波模块，可以支持多路多种电压输入。

在其中一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统中，所述整流斩波模块101之间可以通讯连接。

具体地，在整流斩波模块101之间可以通信连接，彼此传递工作状态信息。进一步地，所述整流斩波模块101之间采用直流载波通讯。

在其中一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统中，当所述整流斩波模块可以根据输入电源的不同采用不同的模块。

具体地，当输入电源为交流电源时，整流斩波模块采用AC/DC模块，对输入的交流电压进行整流，并调节输出电压以及输出电流。进一步地，所述AC/DC模块可以通过可调半导体，补偿或压制电压。也可以通过调节导通角度，控制输出电流的大小。

具体地，当输入电源为直流电源时，整流斩波模块采用DC/DC模块，对输入的直流电压进行变压，调节输出电压以及输出电流。

在其中一种具体实施方式提供的基于公共母线的电气系统中，各个整流斩波模块还包括过载保护模块。

具体地，在各个整流斩波模块配备过载保护模块，为所述整流斩波模块提供过压、和/或过流保护；进一步地，如果存在过载情况，过载保护模块还可以发送异常信息，用于接收信息方对异常信息进行分析处理。

请参阅图2，图2其中另一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统的示意图。其中，包括多个整流斩波模块101；每个所述整流斩波模块101的输入端连接输入电源，每个所述整流模块101的输出端并联到公共母线103上。所述系统还包括多个逆变斩波模块103；每个所述逆变斩波模块103的输入端并联到公共母线105上。

上述基于公共母线的电气系统，通过加入整流斩波模块以及逆变斩波模块，既可以支持多种不同种类电源的输入，也可以支持多种不同需求负载的输出。

在其中一种具体实施方式提供的基于公共母线的电气系统中，所述输出端还可以根据负载不同需求设置不同的逆变斩波模块。

具体地，当负载为交流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/AC模块。进一步地，所述DC/AC模块支持可控逆变方式，可以调整DC/AC模块的输出电压及输出电流，从而可以调整各个输出的电能量的分配。

具体地，当负载为直流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/DC模块。进一步地，所述DC/DC模块支持可控斩波方式，可以调整DC/DC模块的输出电压及输出电流，从而可以调整各个输出的电能量的分配。

在其中一种具体实施方式提供的基于公共母线的电气系统中，各个逆变斩波模块还包括过载保护模块。

具体地，在各个逆变斩波模块配备过载保护模块，为所述逆变斩波模块提供过压、和/或过流保护；；进一步地，如果存在过载情况，过载保护模块还可以发送异常信息，用于接收信息方对异常信息进行分析处理。

请参阅图3，图3为其中又一种实施方式提供的基于公共母线的电气系统，图3所示的电气系统与图2结构基本相同，其不同在于，所述电气系统还包括总控制器107，所述总控制器107与每个所述整流斩波模块101以及每个逆变斩波模块105通信连接。

具体地，所述总控制器用于对输入电源的可控制范围进行统计，并对根据需求调整每个整流斩波模块101的工作状态以及每个逆变斩波模块105的工作状态。进一步地，总控制器与每个整流斩波模块101以及总控制器以及每个逆变斩波模块105之间采用直流载波通讯。

上述基于公共母线的电气系统，通过加入总控制器，采用集中控制的方式可以对电能进行控制分配。

请参阅图4，图4为一种具体实施方式提供的基于公共母线的电气系统的控制方法，其中，所述电气系统包括多个整流斩波模块；每个所述整流斩波模块的输入端用于外接输入电压，每个所述整流斩波模块的输出端并联到公共母线上，每个所述整流斩波模块通过可控整流对所述整流斩波模块的输入电压进行整流斩波；

所述方法包括：

S420，获得所述公共母线的工作电压范围。

具体地，可以首先获得公共母线的固有最大承载电压，并根据具体需求在最大承载电压的基础上上下浮动预设的量，进而确定所述公共母线的工作电压范围。

具体地，还可以根据每个输入电源的电压幅值，对每个输入电压的可控制范围进行统计。例如，将每个输入电压的电压幅值进行简单平均，然后在平均值的基础上增减一个预先设置的值，即得到所述可控制范围。

S440，判断每个整流斩波模块的输出电压是否在所述工作电压范围内。

具体地，由于整流斩波模块并联设置，每个稳压整流模块的输出电压都应在工作电压范围内，因此，应判断每个整流斩波模块的输出电压是否在所述工作电压范围内。

S460，若否，则调整各个整流斩波模块的工作状态，使所述输出电压在所述工作电压范围内。

具体地，调节整流斩波模块中可控半导体，补偿和压制电压，使整流斩波模块的输出电压在所述工作电压范围内。

请继续参阅图4，在其中一个具体实施方式中，所述电气系统还包括多个逆变斩波模块，每个所述逆变斩波模块的输入端并联到公共母线，每个所述逆变斩波模块的输出端用于来接负载；当每个整流斩波模块的输出电压均在所述工作电压范围内，所述方法还包括：

S480，获得逆变斩波模块连接负载的功率之和。

具体地，统计逆变斩波模块连接的所有负载的功率，并获得所有负载的功率之和，得到逆变斩波模块的输出总功率。

S490，根据所述功率之和，对各个整流斩波模块进行全控制变流，使其输出功率之和等于所述连接负载的功率之和。

具体地，对整流斩波模块进行全控制变流，调整整流斩波模块中半导体的导通角，从而调整整流斩波模块的输出电流，进而调整整流斩波模块的输出功率。总控制器对每个整流斩波模块进行控制，使整流斩波模块的输出功率之和等于所述连接负载的功率之和。

在其中一个具体实施方式中，所述S480计算逆变斩波模块连接负载的功率之和的步骤包括：获取各个连接负载的工作电压；调整对应负载连接的逆变斩波模块的工作状态，使其输出电压等于工作电压。

具体地，在获得逆变斩波模块连接负载的功率之和之前，首先获取负载的工作电压。并调整对应负载连接的逆变斩波模块的工作状态，使其输出电压等于工作电压。例如，当负载的电压为DC24V时，则调整逆变斩波模块的工作状态，使其输出电压为DC24V。通过上述方式，可以实现对各个输出电能量进行分配。

在其中一个具体实施例提供的基于公共母线的电气系统控制方法中，在所述计算所述公共母线的工作电压范围的步骤之前，所述方法还包括：

判断各个整流斩波模块以及各个逆流稳压模块是否有异常信息。

具体地，当各个模块发生故障时，例如各个整流斩波模块及各个逆变斩波模块处于过载保护时，各个模块将异常信息传输给总控制器。总控制器在执行计算所述公共母线的工作电压范围时，首先判断各个模块是否有异常信息，是否在正常工作，只有确保各个模块正常工作时，才执行计算所述公共母线的工作电压范围的步骤。

上述基于公共母线的电气系统的控制方法，可以支持多路多种电压输入，支持多种不同需求的负载，并实现电能大小的控制和流向。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于公共母线的电气系统，其特征在于，包括多个整流斩波模块；

每个所述整流斩波模块的输入端用于外接输入电压，每个所述整流斩波模块的输出端并联到公共母线上，每个所述整流斩波模块通过可控整流对所述整流斩波模块的输入电压进行整流斩波。

2.根据权利要求1所述基于公共母线的电气系统，其特征在于，所述整流斩波模块的输入端与多个输入电源连接；

当输入电源为直流电源时，与所述输入电源电连接的整流斩波模块采用AC/DC；

当输入电源为交流电源时，与所述输入电源电连接的整流斩波模块采用DC/DC。

3.根据权利要求1所述基于公共母线的电气系统，其特征在于，各个整流斩波模块还包括过载保护模块。

4.根据权利要求1所述基于公共母线的电气系统，其特征在于，所述系统还包括多个逆变斩波模块；

每个所述逆变斩波模块的输入端并联到公共母线上。

5.根据权利要求4所述基于公共母线的电气系统，其特征在于，所述逆变斩波模块的输出端与多个负载连接；

当所述负载为交流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/AC；

当所述负载为直流负载时，所述逆变斩波模块采用DC/DC。

6.根据权利要求4或5任一项所述基于公共母线的电气系统，其特征在于，所述电气系统还包括总控制器，所述总控制器与各个所述整流斩波模块通信连接；所述总控制器与各个逆变斩波模块通信连接。

7.一种应用于如权利要求1-3所述的基于公共母线的电气系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获得所述公共母线的工作电压范围；

判断每个整流斩波模块的输出电压是否在所述工作电压范围内；

若否，则调整各个整流斩波模块的工作状态，使所述输出电压在所述工作电压范围内。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电气系统还包括多个逆变斩波模块，每个所述逆变斩波模块的输入端并联到公共母线，每个所述逆变斩波模块的输出端用于连接负载；

若每个整流斩波模块的输出电压均在所述工作电压范围内，则所述方法还包括：

获得逆变斩波模块连接负载的功率之和；

根据所述功率之和，对各个整流斩波模块进行全控制变流，使其输出功率之和等于所述连接负载的功率之和。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获得逆变斩波模块连接负载的功率之和的步骤之前，所述方法还包括：

获得连接负载的工作电压；

调整对应负载连接的逆变斩波模块的工作状态，使其输出电压等于工作电压。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获得所述公共母线的工作电压范围的步骤之前，所述方法还包括：

判断各个整流斩波模块以及各个逆变斩波模块是否有异常信息。