CN109643909B - 用于控制无中断供电的方法和用于无中断供电的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

用于控制无中断供电的方法和用于无中断供电的设备
技术领域
本发明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。
背景技术
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。
EP 1 160 965 B1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。
EP 1 276 202 B1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。
发明内容
在这个背景下,本发明提出独立权利要求的主题。本发明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,本发明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,本发明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,所述第一电压传感器能够检测施加在第一接线端上的第一电势,
控制装置,所述控制装置耦合在所述开关、所述逆变器和所述传感器上,
所述控制装置构造成,使得所述控制装置:
能识别第一故障情况,在第一故障情况下,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,在这种情况下,所述控制装置:
这样控制所述逆变器,使得所述产生施加在第二开关接线柱上并使开关电流推动到零的第二电势;
在调整第二电势之后,检查开关电流,其方式是,所述控制装置:
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将开关电流与零比较,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。
本发明使得可以使晶闸管快速熄灭或关断或切换,并且由此,对于晶闸管是普通晶闸管的情况,使得可以快速断开开关本身,这是因为第二电势是这样选择的,即开关电流被推动到零并且其数值降低到零。对于该数值不是如希望的那样在施加第二电势之后降低到零的情况,则将所施加的第二电势反转,这会导致,开关电流最晚由此被推动到零。由此,接下来可以尽可能快地启动无中断供电。当开关电流的符号/正负号由于高等待时间或在测量时的不精确性可能被错误地确定或出乎意料地变化,则可能出现所提及的情况,即开关电流的数值没有降低到零。
在本发明的范围内,当一个参量的瞬时值违反了预先规定的许可规则时,则该参量的降低、如例如第一电势的数值的降低是“不允许”的,否则是“允许的”。所述许可规则例如可能规定,所述瞬时值必须高于一个预先规定的阈值,和/或所述瞬时值的时间导数必须高于一个预先规定的阈值。在本发明的范围内,当一个参量的瞬时值违反了预先规定的许可规则时,则该参量的升高、如例如开关电流的数值的降低是“不允许”的,否则是“允许的”。所述许可规则例如可能规定,所述瞬时值必须低于一个预先规定的阈值,和/或所述瞬时值的时间导数必须高于一个预先规定的阈值。每个阈值根据要求都可以是恒定或变化的。
在本发明的范围内,在调整第二电势之后对开关电流的检查应包括:将开关电流与预先规定的阈值进行比较和/或检查在预先规定的时刻开关电流是否不同于零。如果由此在调整第二电势之后的任意时刻超过所述阈值和/或开关电流在调整第二电势之后的检查时刻不同于零,则所述检查被评价为肯定的。
下面从第一到第二接线端的方向称为设备正向,而第二到第一接线端的方向称为设备反向。
所提出的方法的设备和所提出的设备可以根据需求以任意的方式和形式构成和/或例如可以不包括或包括至少一个附加的开关,和/或不包括或包括至少一个附加的蓄能器,和/或不包括或包括至少一个附加的逆变器,不包括或包括至少一个附加的电流传感器,和/或不包括或包括至少一个附加的电压传感器,和/或不包括或包括至少一个附加的控制装置。
每个开关都可以根据需求以任意的方式和形式构成和/或例如可以不包括或包括至少一个附加的晶闸管。
各晶闸管例如可以这样连接,使得第一晶闸管的正向从第一接线端指向第二接线端或者从第一开关接线柱指向第二开关接线柱,而第二晶闸管的正向从第二接线端指向第一接线端或者从第二开关接线柱指向第一开关接线柱。
每个晶闸管都可以根据需求以任意的方式和形式构成,例如可以构造成普通晶闸管或GTO晶闸管或光触发晶闸管。
每个蓄能器都可以根据需求以任意的方式和形式构成和/或例如可以包括至少一个蓄电池和/或至少一个电容器。交流电源例如是交流电网。交流用电器例如是交流电网或者是生产半导体或半导体产品、或者生产玻璃或玻璃制品、或者生产塑料或塑料制品的工厂。
可以规定的是:
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,特别是sgn(iS)·v1<sgn(iS)·v2
或-v2/v1≥1,特别是-v2/v1>1
和/或
所述控制装置构造成,使得在第一故障情况下,所述控制装置:
这样操控逆变器,使得对于第二电势,有:
sgn(iS)·v1≤sgn(iS)·v2,特别是sgn(iS)·v1<sgn(iS)·v2
或-v2/v1≥1,特别是-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。
可以规定的是:
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。
A1优选大于等于1.05或大于等于1.1或大于等于1.15或大于等于1.2或大于等于1.25或大于等于1.3或大于等于1.35。
开关电流的预先规定的阈值优选在设备的标称电流的1.5至2倍的范围内。但根据构件情况这个值也可以其他值,如例如设备的标称电流的1倍、3倍或4倍。
可以规定的是:
对于预先规定的第二检查时刻有:
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是晶闸管的反向恢复时间。
A2优选大于等于1.05或大于等于1.1或大于等于1.15或大于等于1.2或大于等于1.25或大于等于1.3或大于等于1.35或大于等于2或大于等于3或大于等于4或大于等于5。
可以规定的是:
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。
规定电势例如是恒定的或可变的或随时间变化的。规定电势优选选择成,使得开关电流的数值降低为零。
可以规定的是:
至少暂时地这样来选择所述规定电势:
v0=A3·VWR,0<A3≤1
和/或
所述控制装置构造成,使得所述控制装置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。
所述第三比例系数例如是恒定的或变化的或随时间变化的或者随时间单调下降的。
A3优选小于等于0.95或小于等于0.9或小于等于0.85或小于等于0.8或小于等于0.75或小于等于0.7或小于等于0.65或小于等于0.6或小于等于0.55。
可以规定的是:
至少暂时地这样来选择所述规定电势:
v0=v(iS)
和/或
所述控制装置构造成,使得所述控制装置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。
可以规定的是:
这样来选择所述函数,即:
v(iS)=L·d|iS|/dt
和/或
所述控制装置构造成,使得所述控制装置这样来选择所述函数,即:
v(iS)=L·d|iS|/dt
其中,L是交流电压和设备在第一接线端和第二接线端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。
可以规定的是:
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,和/或
所述控制装置构造成,使得所述控制装置可以至少暂时地通过由开关电流控制的调节来定所述规定电势:
可以规定的是:
监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,对于等候时间有:
TW=A4·tq,A4≥1
其中,TW是等候时间,A4是第四比例系数,而tq是晶闸管的反向恢复时间;
在等候时间结束之后,借助于逆变器如无中断供电所要求的那样调整第二电势和/或借助于逆变器产生无中断供电所要求的有效功率和/或无中断供电所要求的无功功率。
可以规定的是,所述控制装置构造成,使得所述控制装置:
监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,对于等候时间有:
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)的反向恢复时间
在等候时间结束之后,这样操控逆变器,使得所述逆变器如无中断供电所要求的那样调整第二电势和/或产生无中断供电所要求的有效功率和/或无中断供电所要求的无功功率。
这种等待防止刚刚熄灭的晶闸管被再次激活。
A4优选大于等于1.05或大于等于1.1或大于等于1.15或大于等于1.2或大于等于1.3或大于等于1.4或大于等于1.6或大于等于1.8或大于等于2或大于等于2.5或大于等于3。
可以规定的是:
在第一电势的数值不允许地降低并且开关电流的数值降低的第二故障情况下,和/或
在第一电势的数值允许地升高或允许地降低的波动情况下,
借助于逆变器:
如无中断供电所要求的那样调整第二电势,和/或
产生无中断供电所要求的有效功率和/或无中断供电所要求的无功功率。
可以规定的是,控制装置构造成,使得所述控制装置:
能够识别第一电势的数值不允许地降低并且开关电流的数值降低的第二故障情况,和/或
能够识别第一电势的数值允许地升高或允许地降低的波动情况,
并且在每个所述情况下这样操控逆变器,使得所述逆变器:
如无中断供电所要求的那样调整第二电势,和/或
产生无中断供电所要求的有效功率和/或无中断供电所要求的无功功率。
可以规定的是:
在第一和/或第二故障情况下,不向晶闸管供应激活电流,和/或
所述控制装置构造成,使得所述控制装置在第一和/或第二故障情况下,不向晶闸管供应激活电流。
可以规定的是:
检测第二电势;
借助于第二电势和/或根据第二电势调节和/或控制逆变器。
可以规定的是,所述设备包括:
第二电压传感器,所述第二电压传感器能够检测第二电势并且耦合到控制装置上;
所述控制装置构造成,使得所述控制装置:
借助于第二电势和/或根据第二电势调节和/或控制逆变器。
可以规定的是:
所述逆变器构造成双向的;或者
一个整流器与所述逆变器并联并且特别是耦合到控制装置上。
利用这种逆变器或利用这种整流器可以给蓄能器充电。
可以规定的是,所述设备包括:
至少一个线圈,所述线圈连接在第一接线端和第一开关接线柱之间或者连接在第二开关接线柱和第二接线端之间;和/或
至少一个电容器,所述电容器连接在第一接线端和接地之间或者连接在第一开关接线柱和接地端之间或者连接在第二开关接线柱和接地之间或者连接在第二接线端和接地之间;和/或
至少一个变压器,所述变压器连接在逆变器和第二开关接线柱之间或者连接在逆变器和第二接线端之间。
所述线圈的电抗和/或阻抗选择成,使得所述电抗和/或阻抗相当于交流电源的最大可能的电抗和/或阻抗。
可以规定的是,每种所提出的设备都构造成和/或用于和/或适用于,由所述设备:
实施和/或能够实施前面所述方法之一;和/或
形成前面所述方法之一的设备。
利用每个所提出的设备例如都可以执行所提出的方法之一。
对本发明的一个方面、特别是对该方面的具体特征的说明和解释相应地也类似地适用于本发明的另一个方面。
附图说明
下面根据附图具体说明本发明的实施形式。但由此得出的各个特征不仅限于具体的实施形式,而是可以与上面描述的各个特征和/或与其他实施形式的各个特征相结合和/或相组合。附图中的细节仅用于解释说明,但不是限制性的。包含在权利要求中的附图标记不应以任何方式限制本发明的保护范围,而是仅用于指示在图中示出的实施形式。
图1示出用于无中断供电的设备的第一实施形式;
图2示出该设备的第二实施形式;
图3a示出图2的设备的电势的时间曲线,其中,根据用于控制无中断供电的方法的一个优选实施形式来控制所述设备;
图3b示出对于电流跟随电势的情况通过所述设备的开关电流与图3a同步的时间曲线;
图3c示出对于电流滞后与电势较少的情况电流与图3a同步的时间曲线;
图4a示出图2的设备中的电势的第一时间曲线,其中,根据所述方法的优选实施形式来控制所述设备;
图4b示出电流与图4a同步的时间曲线;
图5a示出图2中的设备中的电势的第一时间曲线,其中,根据所述方法的优选实施形式来控制所述设备;
图5b示出电流与图5a同步的时间曲线。
具体实施方式
在图1中示意性示出用于无中断供电的电气设备10的第一实施形式。设备10具有第一接线端101和第二接线端102,第一接线端与交流电源(未示出)连接,第二接线端与交流用电器或负载(未示出)连接,所述设备10包括开关11、蓄能器12、具有标称电势的逆变器13、电流传感器14、第一电压传感器15和控制装置16,所述开关具有第一和第二开关接线柱111、112以及第一和第二晶闸管113、114,所述控制装置耦合到所述开关11、逆变器13和传感器14、15上。
第一开关接线柱111连接到第一接线端101上,第二开关接线柱112连接到第二接线端102上。第一晶闸管113连接在开关接线柱111、112之间,第二晶闸管114与第一晶闸管113反并联地连接在开关接线柱111、112之间。
逆变器13以其交流电输出端连接到第二接线端102和第二开关接线柱112上并且以其直流电输入端连接到蓄能器12上。因此,逆变器连接在第二接线端102和蓄能器12之间并且同样连接在第二开关接线柱112和蓄能器12之间。
电流传感器14例如耦合到第二开关接线柱12上并且由此可以检测流过开关11的电流,所述电流也称为开关电流。但所述电流传感器也可以耦合到第一开关接线柱111上。当开关电流从第一开关接线柱111流向第二开关接线柱112,即沿设备正向流动时,所述开关电流是正的。
第一电压传感器15耦合到第一接线端101上并且因此可以检测施加在第一接线端101并且也称为第一电势的电势。
在这个实施形式中,晶闸管113、114例如构造成普通晶闸管而没有构造成GTO晶闸管并且连接成,使得第一晶闸管113的正向从第一开关接线柱111指向第二开关接线柱112并且由此从第一接线端101指向第二接线端102,而第二晶闸管114的正向从第二开关接线柱112指向第一开关接线柱111并且由此从第二接线端102指向第一接线端101。
在这个实施形式中,控制装置16根据第一实施形式构成,并且是这样构成的,使得所述控制装置16:
能够分析评估开关电流和第一电势;
能够识别第一故障情况,在第一故障情况下,第一电势的数值不允许地降低,第一电势的瞬时值不允许地升高,并且在这种情况下,所述控制装置:
这样操控所述逆变器13,使得所述逆变器产生第二电势,所述第二电势施加在第二开关接线柱112上并由此施加在第二接线端102并将开关电流推动到零;
在调整第二电势之后,检测开关电流,其方式是,所述控制装置:
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,将开关电流的数值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。
第一故障情况是指,由交流电源提供的供电电压至少短时间地崩溃或者甚至失效,并且例如可能在以下情况下出现,在开关11上开关电流滞后与第一电势。因为当例如第二晶闸管114导通负的、即沿反向流动的开关电流并且在第一接线端101上第一电势由于相移已经为正,并且在这个状态下供电电压崩溃,则由于在第二接线端102产生无中断供电所需的正的第二电势的逆变器的调节操作在开关11上产生不希望的、负的、即指向反向的电压。这个负的电压对于第二晶闸管114构成正向电压并且会推高通过第二晶闸管114的负开关电流,从而第二晶闸管不能通过开关电流变零而熄灭。存在这样的风险,即,逆变器13和/或第二晶闸管114被破坏并且由逆变器13为无中断供电提供的功率不能以足够的程度到达交流用电器,因为被交流电源消耗的比例过大。
这里,控制装置16现在介入,其方式是,所述控制装置操控逆变器13,由此所述逆变器偏离于其用于无中断供电的正常调节操作并在第二接线端102产生一个电势,即第二电势,所述第二电势补偿或者甚至过补偿所述负的电压并由此补偿或过补偿第二晶闸管114的正向电压。为此,第二电势必须足够大并且能够抵消所述负的开关电流,这可以用上面给出的公式来表达。由于如上所述规定电势等于逆变器13的标称电势,因此,在所说明的示例中逆变器13将第二电势调整到等于负的标称电势的值。
因此,所述控制装置16构造成,使得所述控制装置:
这样操控逆变器13,使得所述逆变器这样产生第二电势,即满足:
sgn(iS)·v1<sgn(iS)·v2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。
但也可以能出现的是,所施加的第二电势被错误地确定或求得或计算。在检测开关电流的时刻,开关电流的符号是负的,但直到通过逆变器13产生第二电势之前开关电流改换了其符号,例如在这种情况下就会出现所述错误的确定。这例如在开关电流快速改变时可能发生。
错误地求得第二电势的另一个原因例如可能是高的等待时间或在检测或测量开关电流时的不精确性。例如如果检测开关电流的两个测量时刻彼此相距过远,则可能发生开关电流符号的改变,而这种符号改变没有及时地由控制装置16检测到。
在这种情况下会出现恰好与上述用于补偿负电压的调节操作相反的效果。这是因为,由于在第二开关接线柱112上产生第二电势之前开关电流的符号已经发生改换,现在例如有正电流流过第一晶闸管113。如果现在在时刻t1在第二开关接线柱102上产生在此期间调整设置的第二电势,则在第一和第二开关接线柱101、102上形成正电压,所述正电压对于第一晶闸管113构成正向电压并且推动正开关电流通过第一晶闸管113,从而第一晶闸管不再能通过开关电流变零而熄灭。此时也会出现这样的风险,即,逆变器13和/或第第一晶闸管113被破坏并且由逆变器13为无中断供电提供的功率不能以足够的程度到达交流用电器。
这里,控制装置16现在第二次介入,其方式是,所述控制装置使第二电势反转并且由此在第二开关接线柱102上产生正确的电势,所述电势能导致现在导通的第一晶闸管113熄灭并由此使交流用电器和逆变器13从供电网上分离。第二次控制操作的触发机制是,在产生第二电势之后监控开关电流。如果开关电流的数值在产生第二电势之后的一个时刻t2超过确定的阈值,或者所述数值在产生第二电势之后的一个预先规定的检查时刻没有降低到零,则使之前的电势反转,所述阈值这里也称为第二阈值SW2。这会导致,在所述情况下,现在在第一开关接线柱101和第二开关接线柱102之间存在负电压,所述负电压对于第一晶闸管113构成反向电压,并且通过第一晶闸管113的开关电流被推动到零,从而第一晶闸管由于开关电流变零而熄灭。
设备10因此执行用于控制无中断供电的方法的一个优选的实施形式,所述方法包括前面所述的步骤和特征。
在图2中示意性示出设备10的第二实施形式。该实施形式类似于第一实施形式,因此下面主要详细说明区别。
在该实施形式中,设备10例如包括第二电压传感器17、线圈18、电容器19和变压器20。
第二电压传感器17耦合到控制装置16和第二接线端102上并且因此可以检测存在于第二接线端102上的第二电势。控制装置16借助于第二电压传感器17调节逆变器13。
线圈18连接在第一接线端101和第一开关接线柱112之间。线圈的电抗和感应率例如这样来选择,使得所述线圈的电抗和感应率等于交流电源的电抗和感应率。如果交流电源例如是交流电网,则其电抗通常基本上是电感,所述电感取决于其感应率,所述感应率又随着交流电网的导线长度提高。电容器19连接在第一开关接线柱112和接地之间。但例如也可以省去线圈18或将其设置在开关11的另一侧和/或省去电容器19或将其设置在开关11的另一侧。
变压器20连接在逆变器13和第二开关接线柱112之间并且因此也连接在逆变器13和第二接线端102之间。所述变压器用于,使由逆变器13提供的交流电压增大。
逆变器13例如构造成双向的,就是说,不仅可以将由蓄能器提供的直流电源转换成第二开关接线柱112和第二接线端102上的交流电压,而且还可以将存在与第二开关接线柱112和第二接线端102上的交流电压转换成用于给蓄能器12充电的直流电压。因此,其交流电输出端也构成交流电输入端,而其直流电输入端也构成直流电输出端。但逆变器13也可以不是双向的,而是与逆变器13并联地连接一个整流器(未示出),并且所述整流器耦合到控制装置16上。
在这个实施形式中,根据第二实施形式的控制装置16构造成,使得该控制装置与第一实施形式类似,从而下面主要详细说明区别。
在这个实施形式中,控制装置16构造成,使得所述控制装置:
能够识别第一电势的数值不允许地降低并且开关电流的数值降低的第二故障情况,和能够识别第一电势的数值允许地升高或降低的波动情况,并且在每个所述情况下这样操控逆变器13,使得所述逆变器:
如无中断供电所要求的那样调整并且在第二接线端102上产生第二电势;
在第一和第二故障情况下,不向晶闸管113、114供应激活电流。
与第一故障情况相同,所述第二故障情况是指,由交流电源提供的供电电压至少短时间地崩溃或者甚至失效,并且例如可能当在开关11上开关电流超前于第一电势或与其同步时出现。因为当例如第一晶闸管113导通正的、即沿正向流动的开关电流并且在第一接线端101上第一电势由于相移已经为正,并且在这个状态下供电电压崩溃,则由于在第二接线端102产生无中断供电所需的正的第二电势的逆变器13的调节操作在开关11上产生希望的、负的、即指向设备反向的电压。这个负的电压将通过第一晶闸管113的正开关电流推动到零,从而第一晶闸管由于开关电流变零而熄灭。因此不存在这样的风险,即,逆变器13和/或第一晶闸管113被破坏并且由逆变器13为无中断供电提供的功率不能以足够的程度到达交流用电器。这里,控制装置16此时不必介入,而是逆变器13就可以确保实现无中断供电。
在这个实施形式中,控制装置16构造成,使得所述控制装置:
可以监控,在反转之后,开关电流的数值是否降低到零或者开关电流是否已经达到零;
一旦开关电流的数值降低到零或者开关电流已经达到零,则等候一段等待时间;
对于所述等待时间有:
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的反向恢复时间;
在等候时间结束之后,这样操控逆变器13,使得所述逆变器如无中断供电所要求的那样调整第二电势。
在这个实施形式中,所述控制装置16可以构造成,使得所述控制装置:
这样来选择所述规定电势:
v0=A3·VWR,A3≤1
其中,A3是第三比例系数,这里例如等于0.5,而VWR是逆变器13的标称电势。
备选或附加地,所述控制装置16可以构造成,使得所述控制装置:
这样来选择所述规定电势:
v0=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和第二开关接线柱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。
因此,在这个实施形式中,L基本上是交流电源的感应率与线圈18的感应率的和。
备选或附加地,所述控制装置16可以构造成,使得所述控制装置:
至少暂时地通过由开关电流控制的调节来求得所述规定电势并且特别是以这样的程度减小所述规定电势,即开关电流的数值降低。
在图3a中示出在出现第一故障情况时图2的设备10中的第一和第二电势的时间曲线。第一电势用实线示出,而第二电势用虚线示出。电网频率例如为50Hz。在图3b中示出开关电流的与图3a同步的时间曲线,所述开关电流比第一电势例如滞后了1.3ms。点虚线分别示出电势或开关电流的理论曲线。
在时刻T1,在交流电网中出现故障,所述故障例如在正向过零之后1ms时导致第一电势崩溃。在这个时刻T1,开关电流仍为负的,第二晶闸管114导通,而第一晶闸管113阻断。逆变器13首先根据其无中断供电所需的正常调节操作将第二电势调整到虚线示出的理论曲线的正值。由此,现在在导通的第二晶闸管114上存在正向电压,所述正向电压沿设备反向推动电流。
在时刻T2,控制装置16识别到,第一电势的数值不允许地降低,因为所述第一电势的数值已低于预先规定的阈值,并且开关电流的数值不允许地升高,因为开关电流的数值已超过预先规定的第一阈值SW1。所述控制装置一方面不向晶闸管113、114供应激活电流。另一方面,所述控制装置这样操控逆变器13,使得所述逆变器将第二电势调整到v2=-0.5·VWR。由于控制装置16和逆变器13为了计算和调整所需的响应时间,在时刻T3实现产生第二电势。由此开关11上的电压发生极性反转并且现在指向设备正向,从而所述电压将开关电流向零推动并且其数值开始降低。控制装置16现在监控,这个数值是否降低到零或者开关电流是否已经到达零。
在时刻T4,控制装置16识别到,开关电流的数值降低到零或者开关电流已到达零。控制装置因此等待所述等候时间,从而刚刚熄灭的第二晶闸管114可以再生/恢复并且可以实现其全阻断能力。晶闸管113、114的反向恢复时间这里例如为tq=330μs,并且对于等候时间这里例如选择TW=670μs。
在时刻T5,等候时间结束,两个没有受到操控/启动的晶闸管113、114可靠地阻断,并且防止不希望的功率流返回到交流电网中。控制装置16因此这样操控逆变器13,使得所述逆变器如无中断供电所需的那样调整第二电势,即,将其调整的理论曲线上。
时刻T1和T2之间的间距这里例如为1.33ms,但也可以明显更小,并且例如低于0.3ms。
时刻T3和T4之间的间距这里例如为0.67ms,但也可以明显更小,并且例如低于0.3ms;这例如可以通过增大规定电势来实现和/或这样来实现,即,开关11上的电压提早发生极性反转,即在开关电流的数值较低时就发生极性反转。
图3c类似于图3b,但开关电流滞后于第一电势较少,即例如滞后1ms。因此,在时刻T1,开关电流不再是负的,而是处于其正向过零点。因此,尽管目前为止导通的第二晶闸管114熄灭,但又重新被激活,因为在其反向恢复时间之内在第二晶闸管上存在正向电压,所述正向电压朝设备反向、即第二晶闸管的正向推动开关电流。
如果开关电流更少地或者根本没有滞后于第一电势或者甚至超前于第一电势,并且在其正向过零之后在反向恢复时间之内在第二晶闸管114上存在正向电压,则就会发生这种情况。
图4示出错误地确定所施加的第二电势造成的影响。在图4a中示出在图2的设备中的第一和第二电势的时间曲线。在图4b中示出开关电流与图4a同步的时间曲线。
在图4中示出的情况类似于图3中示出的情况,因此,下面主要详细说明区别。在图4b中示出,由于时刻T1和T2之间的补偿和过冲效应,仍为负的开关电流短时间的改变其符号并且由此在时刻T1仍阻断、但已经受操控的第一晶闸管113被激活并短时间地导通。此后,当仍在时刻T2之前,开关电流再次改换其符号并重新变为负的。此外,在这种情况下,在识别到第一故障情况的时刻T2和通过逆变器13将第二电势调整到希望的值并施加到第二接线端102上的时刻T3之间,开关电流再次改变其符号并且是正的。这会导致,尽管由于所施加的负的第二电势和接近零的第一电势,在开关11上仍存在指向设备正向的电压,但所述电压不是如在图3中描述的情况那样将开关电流推动到零,而是相反,推高在这种情况下现在为正的开关电流,由此开关电流进一步升高。
在预先规定的第一检查时刻T1之前或同时的时刻T6,控制装置16识别到,开关电流的数值超过预先规定的第二阈值SW2,并且再次介入。这种介入这样进行,使得所施加的第二电势反转并且由此调整到v2=+0.5·VWR。由此开关11上的电压极性反转并且现在指向设备反向,从而该电压将开关电流向零推动并且开关电流的数值开始降低。控制装置16现在监视,这个数值是否降低到零或者开关电流是否已到达零。
在这个实施形式中,所述控制装置16构造成,使得
在反转之后,有
v2=sgn(iS)·v0,v0>0,
其中,v0=A3·VWR=0.5·VWR。
在时刻T4,所述控制装置16识别到,开关电流的数值降低到零或者开关电流已经到达零。所述控制装置等待所述等候时间,由此第一晶闸管113可以再生并且可以达到其完整的阻断能力。
在时刻T5,等候时间结束,两个晶闸管113、114可靠阻断并且防止不希望的功率流返回到交流电网中。控制装置16因此这样操控逆变器13,使得所述逆变器如无中断供电所需的那样调整第二电势,即,将其调整的理论曲线上。
时刻T6和T4之间的间距这里例如为1.5ms,但也可以明显更小或更高,并且例如低于0.3ms;这例如可以通过增大规定电势来实现和/或减小线圈18的感应率和/或通过增大电容器19的电容来实现。
图5示出在开关电流具有不同的表现时错误地确定所施加的第二电势造成的影响。在图5a中示出在图2的设备中第一和第二电势的时间曲线。在图5b中示出开关电流与图5a同步的时间曲线。
在图5中示出的情况类似于图4中示出的情况,因此,下面主要详细说明区别。与图4b不同,在这种情况下,开关电流的数值在时刻T3进行的产生第二电势之后没有超过第二阈值SW2。为了尽管如此仍能可靠地识别第二电势的错误调整,控制装置16在与第一检查时刻PZ1同时或等于第一检查时刻PZ1的预先规定的第二检查时刻PZ2检查,开关电流的数值是否根据预期下降到零或者开关电流是否已到达零。如果不是这样,则控制装置16再次介入并类似于根据图4的处理方式使第二电势反转为v2=+0.5·VWR。由此,开关11上的电压再次改变极性,从而所述电压将开关电流向零推动并且开关电流的数值开始降低。所述控制装置16现在再次监控,这个数值是否降低到零或者开关电流是否已到达零。
在时刻T5,所述控制装置16识别到,开关电流的数值降低到零或者开关电流已经到达零。所述控制装置因此仍等待所述等候时间,由此第一晶闸管113可以再生并且可以达到其完整的阻断能力。
在时刻T6,等候时间结束,两个晶闸管113、114可靠阻断并且防止不希望的功率流返回到交流电网中。控制装置16因此这样操控逆变器13,使得所述逆变器如无中断供电所需的那样调整第二电势,即,将其调整的理论曲线上。
时刻PZ2和T4之间的间距这里例如为0.67ms,但也可以明显更小或更高,并且例如低于0.3ms;这例如可以通过增大规定电势来实现或减小线圈18的感应率和/或通过增大电容器19的电容来实现。
附图标记列表
10 用于无中断供电的设备
101/102 10的第一/第二接线端
11 开关
111/112 11的第一/第二开关接线柱
113/114 11的第一/第二晶闸管
12 蓄能器
13 逆变器
14 电流传感器
15 第一电压传感器
16 控制装置
17 第二电压传感器
18 线圈
19 电容器
20 变压器
A1/A2/A3/A4 第一/第二/第三/第四比例系数
iS 流过11的电流、开关电流
PZ1 第一检查时刻,直到该时刻16将iS与SW2比较
PZ2 第二检查时刻,在这个时刻16将iS与零比较
SW1/SW2 第一/第二阈值
tq 113、114的反向恢复时间
TW 等候时间
T1 在交流电网中出现故障的时刻
T2 16识别到|v1|不允许地降低并且|iS|超过SW1的时刻
T3 13调整v2的时刻
T4 16识别到|iS|降低到零的时刻
T5 TW结束并且13如无中断供电要求的那样调整v2的时刻
T6 16识别到|iS|超过SW2的时刻
v0 规定电势
v1 101/111上的电势,第一电势
v2 102/112上的电势,第二电势
VWR 13的标称电势

Claims (15)

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;以及
·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);以及
-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;以及
-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,在所述第一故障情况下,
·借助于逆变器(13)调整施加在第二开关接线柱(112)上的第二电势,使得将开关电流推动到零;以及
·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,并且在超过该阈值(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预先规定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;以及
-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是交流电压源和设备(10)在第一接线端(101)和第二开关接线柱(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)的反向恢复时间;
在等候时间结束之后,借助于逆变器(13)如无中断供电所需要的那样调整第二电势和/或借助于逆变器产生无中断供电所需的第二电势,和/或借助于逆变器产生无中断供电所要求的有效功率和/或产生无中断的供电所要求的无功功率。
11.根据权利要求1所述的方法,其中,
在第二故障情况下,第一电势的数值降低并违反预先规定的第一许可规则,并且开关电流的数值降低,
在波动情况下,第一电势的数值升高,从而第一电势的瞬时值不违反预先规定的第三许可规则,或第一电势的瞬时值降低,从而第一电势的瞬时值没有违反预先规定的第一许可规则,
在所述第二故障情况下和/或在所述波动情况下,
借助于逆变器(13):
如无中断供电所要求的那样调整第二电势,和/或
产生无中断供电所要求的有效功率和/或无中断的供电所要求的无功功率。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,
检测第二电势;
借助于第二电势和/或根据第二电势来控制逆变器(13)。
13.用于无中断地供电的设备(10),所述设备包括:
-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;以及
·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;
-电流传感器(14),所述电流传感器能够检测流动通过所述开关(11)的开关电流;
-第一电压传感器(15),所述第一电压传感器能够检测施加在第一接线端(101)上的第一电势;以及
-控制装置(16),所述控制装置耦合在所述开关(11)、所述逆变器(13)和所述传感器(14、15)上;
其中,所述控制装置(16)构造成,使得所述控制装置:
-能够分析评估开关电流和第一电势;
-能识别第一故障情况,在第一故障情况下,第一电势的数值降低,使得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,在所述第一故障情况下,所述控制装置:
·这样控制所述逆变器(13),使得所述逆变器产生施加在第二开关接线柱(112)上的第二电势并将开关电流推动到零;以及
·在调整第二电势之后,检查开关电流,其方式是,所述控制装置:
-直到处在调整第二电势之后的预先规定的第一检查时刻之前,将开关电流的数值与预先规定的阈值(SW2)进行比较,并且在超过该阈值(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将开关电流与零比较,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;以及
-在存在肯定的第二检查结果时,使第二电势反转。
14.根据权利要求13所述的设备(10),其中,所述控制装置(16)构造成,使得在第一故障情况下,所述控制装置:
这样操控逆变器(13),使得对于第二电势,有:
sgn(iS)·v1≤sgn(iS)·v2或sgn(iS)·v1<sgn(iS)·v2
或-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。
15.根据权利要求13所述的设备(10),所述设备包括:
线圈(18),所述线圈连接在第一接线端(101)和第一开关接线柱(111)之间或者连接在第二开关接线柱(112)和第二接线端(102)之间;和/或
电容器(19),所述电容器连接在第一接线端(101)和接地之间或者连接在第一开关接线柱(111)和接地之间或者连接在第二开关接线柱(112)和接地之间或者连接在第二接线端(102)和接地之间;和/或
变压器(20),所述变压器连接在逆变器(13)和第二开关接线柱(112)之间或者连接在逆变器(13)和第二接线端(102)之间。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11063450B2 (en) * 2018-08-31 2021-07-13 S&C Electric Company System and method for closed-transition transfer of DC battery banks on a grid scale battery energy storage system
US11264790B2 (en) * 2018-12-07 2022-03-01 Abb Schweiz Ag Solid state circuit breaker using RB-IGCTS

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE726248A (zh) * 1968-04-26 1969-05-29 Licentia Gmbh
DE19538381A1 (de) * 1995-10-14 1997-04-17 Aeg Energietechnik Gmbh Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung elektrischer Verbraucher
JP2006121892A (ja) * 2004-09-27 2006-05-11 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源装置
CN102882268A (zh) * 2012-08-27 2013-01-16 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 无扰动不间断供电装置
CN104584407A (zh) * 2012-08-21 2015-04-29 富士电机株式会社 功率转换装置
CN104917281A (zh) * 2015-06-01 2015-09-16 深圳市盛弘电气有限公司 一种逆变器和市电零切换电路及方法
CN105006878A (zh) * 2014-03-13 2015-10-28 通用电气公司 在不可中断电源系统中提供增加的故障电流能力的系统和方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5210685A (en) * 1985-03-08 1993-05-11 Westinghouse Electric Corp. Uninterruptible power supply system and load transfer static switch for such a system
US4782241A (en) * 1987-08-11 1988-11-01 Liebert Corporation Uninterruptible power supply apparatus and power path transfer method
JP3000862B2 (ja) 1994-09-30 2000-01-17 日新電機株式会社 瞬時電圧低下対策装置
ATE274764T1 (de) 2000-06-01 2004-09-15 Liebert Corp Vorrichtung und verfahren für eine schnelle fehlererkennung und übertragung in eine geräteinteraktive unterbrechungsfreie stromversorgung
JP3725015B2 (ja) 2000-09-22 2005-12-07 山洋電気株式会社 無停電電源装置
EP1276202B1 (en) 2001-06-26 2008-01-09 Sanyo Denki Co., Ltd. Uninterruptible power supply and method of turning off AC switch for uninterruptible power supply
JP2003259567A (ja) * 2002-03-06 2003-09-12 Fuji Electric Co Ltd 無停電電源装置
US7158393B2 (en) * 2005-03-11 2007-01-02 Soft Switching Technologies Corporation Power conversion and voltage sag correction with regenerative loads
US9362781B2 (en) 2012-09-14 2016-06-07 Chloride Srl Uninterruptible power supply system with fast transfer for undervoltage source line failures
JP6412266B2 (ja) * 2015-06-19 2018-10-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
JP6506394B2 (ja) * 2015-07-16 2019-04-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
US20190044377A1 (en) * 2016-04-21 2019-02-07 Toshiba Mitsubishi-Electric-Industrial Systems Corporation Uninterruptible power supply

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE726248A (zh) * 1968-04-26 1969-05-29 Licentia Gmbh
DE19538381A1 (de) * 1995-10-14 1997-04-17 Aeg Energietechnik Gmbh Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung elektrischer Verbraucher
JP2006121892A (ja) * 2004-09-27 2006-05-11 Fuji Electric Systems Co Ltd 無停電電源装置
CN104584407A (zh) * 2012-08-21 2015-04-29 富士电机株式会社 功率转换装置
CN102882268A (zh) * 2012-08-27 2013-01-16 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 无扰动不间断供电装置
CN105006878A (zh) * 2014-03-13 2015-10-28 通用电气公司 在不可中断电源系统中提供增加的故障电流能力的系统和方法
CN104917281A (zh) * 2015-06-01 2015-09-16 深圳市盛弘电气有限公司 一种逆变器和市电零切换电路及方法

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