CN110231782B - Ac功率源 - Google Patents

Ac功率源 Download PDF

Info

Publication number
CN110231782B
CN110231782B CN201910164058.2A CN201910164058A CN110231782B CN 110231782 B CN110231782 B CN 110231782B CN 201910164058 A CN201910164058 A CN 201910164058A CN 110231782 B CN110231782 B CN 110231782B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
power storage
storage cells
output
waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910164058.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110231782A (zh
Inventor
J.O.科林斯
C.J.霍尔西
R.M.坎普顿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Aviation Systems Ltd
Original Assignee
GE Aviation Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Aviation Systems Ltd filed Critical GE Aviation Systems Ltd
Publication of CN110231782A publication Critical patent/CN110231782A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110231782B publication Critical patent/CN110231782B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D2221/00—Electric power distribution systems onboard aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/44—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for aircrafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

交流功率源（60、160、260、360）能够包括被串联布置并且限定功率输出（64、164、264）的功率存储单元的集合（62、162、162A、162B、262）。每个功率存储单元（62、162、162A、162B、262）能够包括功率存储装置（70、170、170A、170B）、被配置成实现功率存储装置（70、170、170A、170B）的电压输出（88、188）的第一连接（71、171）以及被配置成实现旁路功率存储装置（70、170、170A、170B）的电压输出（88、188）的第二连接（72、172）。

Description

AC功率源
背景技术
电功率分配系统管理来自能量源的功率到消耗所分配的电功率的电气负载的分派。在飞行器中，一个或多个涡轮引擎提供飞行器的推进，并且能够进一步提供机械能以生成最终向诸如发电机、起动机/发电机、永磁交流发电机（PMA）、燃油泵和液压泵（例如，用于飞行器上所需的不同于推进的功能的设备）的多个不同配件供电的电力。例如，当代飞行器将电功率用于涉及航空电子设备、马达和其它电力设备的电气负载。
发明内容
在一个方面中，本公开涉及交流（AC）功率源。所述AC功率源包括：被串联布置并且限定功率输出的功率存储单元的集合，每个功率存储单元具有相应直流（DC）可放电功率存储装置、被配置成实现相应功率存储装置的电压输出的第一可选择连接和被配置成实现旁路相应功率存储装置的所述电压输出的第二可选择连接；以及控制器模块，所述控制器模块与所述第一可选择连接的集合以及所述第二可选择连接的集合通信连接，并且所述控制器模块被配置成选择性地启用至少所述第一可选择连接的子集或者所述第二可选择连接的子集，并且其中选择性地启用仿真在所述功率输出处的AC波形。
在另一方面中，本公开涉及一种生成交流（AC）波形的方法。所述方法包括通过控制器模块来选择性地启用用于可放电直流（DC）功率存储单元的集合的每个可放电直流（DC）功率存储单元中的电压输出连接或旁路连接中的一个，所述可放电直流（DC）功率存储单元的集合被串联布置，使得所述功率存储单元的集合的总和输出被提供给功率输出，其中所述功率输出与仿真AC波形轮廓（profile）一致。
本申请提供一组技术方案，如下。
技术方案1： 一种交流（AC）功率源，包括：
被串联布置并且限定功率输出的功率存储单元的集合，每个功率存储单元具有相应直流（DC）可放电功率存储装置、被配置成实现所述相应功率存储装置的电压输出的第一可选择连接和被配置成实现旁路所述相应功率存储装置的所述电压输出的第二可选择连接；以及
控制器模块，所述控制器模块与第一可选择连接的集合以及第二可选择连接的集合通信连接，并且所述控制器模块被配置成选择性地启用至少所述第一可选择连接的子集或者所述第二可选择连接的子集，并且其中选择性地启用仿真在所述功率输出处的AC波形。
技术方案2： 如技术方案1所述的AC功率源，其中每个功率存储单元还包括被配置成感测所述相应功率存储装置的可放电功率输出的功率传感器。
技术方案3： 如技术方案2所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成接收针对所述相应功率存储装置的所感测的可放电功率输出并且确定所述相应功率存储装置的操作状态。
技术方案4：如技术方案3所述的AC功率源，其中所述控制器模块包括仿真AC波形轮廓。
技术方案5： 如技术方案4所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成：感测相应功率存储装置的集合的所述可放电功率输出；比较功率存储装置的所述集合的所述可放电功率输出与所述仿真AC波形轮廓；并且可选择地启用所述第一可选择连接或所述第二可选择连接的所述子集，使得在所述功率输出处的所仿真的AC波形最接近地类似所述仿真AC波形轮廓。
技术方案6：如技术方案3至5中任一项所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用所述第二可选择连接以旁路被确定为具有错误的操作状态的相应功率存储装置。
技术方案7： 如任何前述技术方案中所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用第一或第二可选择连接的所述子集，使得功率存储装置的放电在功率存储单元的所述集合两端被平衡。
技术方案8： 如任何前述技术方案中所述的AC功率源，其中功率存储单元的所述集合包括被串联布置并且与所述功率输出连接的功率存储单元的第一集合和被串联布置并且与所述功率输出连接的功率存储单元的第二集合，功率存储单元的所述第一集合具有正电压DC可放电功率存储装置，功率存储单元的所述第二集合具有负电压DC可放电功率存储装置。
技术方案9： 如技术方案8所述的AC功率源，其中功率存储单元的所述第一集合与功率存储单元的所述第二集合串联布置，其中功率存储单元的所述第一集合和所述第二集合通过电气接地来分开。
技术方案10： 如技术方案8或9中任一项所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用至少功率存储单元的所述第一集合的子集以仿真在所述功率输出处的正电压AC波形并且被配置成选择性地启用至少功率存储单元的所述第二集合的子集以仿真在所述功率输出处的负电压AC波形。
技术方案11： 如任何前述技术方案中所述的AC功率源，还包括H-桥，其中功率存储单元的所述集合位于所述H-桥的中央分支的两端。
技术方案12： 如技术方案11所述的AC功率源，其中所述控制器模块还被配置成可控地操作所述H-桥以仿真在所述功率输出处的正AC波形以及在所述功率输出处的负AC波形。
技术方案13： 如任何前述技术方案中所述的AC功率源，还包括在所述功率输出处的功率滤波元件。
技术方案14： 如任何前述技术方案中所述的AC功率源，还包括功率存储单元的至少两个集合，其中所述控制器模块还被配置成可选择地启用功率存储单元的所述至少两个集合以仿真功率的对应的至少两相。
技术方案15： 一种生成交流（AC）波形的方法，所述方法包括：
通过控制器模块来选择性地启用针对可放电直流（DC）功率存储单元的集合的每个可放电直流（DC）功率存储单元的电压输出连接或旁路连接中的一个，所述可放电直流（DC）功率存储单元的集合被串联布置，使得功率存储单元的所述集合的总和输出被提供给功率输出，其中所述功率输出与仿真AC波形轮廓一致。
技术方案16： 如技术方案15所述的方法，还包括通过功率传感器来感测针对至少所述可放电功率存储单元的子集的可放电功率值。
技术方案17： 如技术方案16所述的方法，还包括从所述传感器接收针对可放电功率存储单元的所述子集的所感测的可放电值，以及确定可放电功率存储单元的所述子集的操作状态。
技术方案18： 如技术方案17所述的方法，还包括比较可放电功率存储单元的所述子集的所述操作状态与所述仿真AC波形轮廓，并且选择性地启用包括选择性地启用所述可放电功率存储单元的子集，使得所述功率输出最接近地类似所述仿真AC波形轮廓。
技术方案19： 如技术方案15至18中任一项所述的方法，其中选择性地启用还包括选择性地启用针对正电压可放电DC功率存储单元的第一集合或负电压可放电DC功率存储单元的第二集合中的每个可放电DC功率存储单元的所述电压输出连接或旁路连接中的一个，所述正电压可放电DC功率存储单元和负电压可放电DC功率存储单元的集合被串联布置。
技术方案20： 如技术方案19所述的方法，其中选择性地启用还包括：选择性地启用至少正电压可放电DC功率存储单元的所述第一集合的子集，使得所述功率输出与所述仿真AC波形轮廓的正电压波形一致；以及选择性地启用至少负电压可放电DC功率存储单元的第二集合的子集，使得所述功率输出与所述仿真AC波形轮廓的负电压波形一致。
附图说明
附图中：
图1是依照在本文中描述的各种方面的飞行器和飞行器的功率分配系统的自顶向下示意图。
图2是依照在本文中描述的各种方面的图1的飞行器的功率分配系统的示意图。
图3是依照在本文中描述的各种方面的能够被利用在图1的功率分配系统中的AC功率源的示意图。
图4是依照在本文中描述的各种方面的图示来自图3的AC功率源的仿真的AC波形的标绘图。
图5是依照在本文中描述的各种方面的根据在本文中描述的各种方面的能够被利用在图1的功率分配系统中的另一AC功率源的示意图。
图6是依照在本文中描述的各种方面的图示来自图5的AC功率源的仿真的AC波形的标绘图。
图7是依照在本文中描述的各种方面的图示生成图1的功率分配系统中的AC波形的方法的流程图。
图8是依照在本文中描述的各种方面的能够被利用在图1的功率分配系统中的另一AC功率源的示意图。
图9依照在本文中描述的各种方面图示能够被利用在图1的功率分配系统中的三相AC功率源。
具体实施方式
在本文中在飞行器的上下文中描述了本公开的方面，该飞行器实现从诸如涡轮引擎、喷气燃料、氢等的能量源产生电功率。然而，将理解的是，本公开并不局限于此，而是对于包括其它移动应用和非移动工业、商业以及住宅应用的非飞行器应用中的功率分配系统具有一般适用性。例如，可适用移动环境能够包括飞行器、太空船、航天运载器（space-launch vehicle）、卫星、机车、汽车等。商业环境能够包括制造设施或者功率生成和分配设施或基础设施。
虽然将会描述各种元件“的集合”，但是将理解的是，“集合”能够包括任何数量的相应元件，包括仅一个元件。术语“邻近”或“邻近地”的使用指在朝向另一组件的方向上移动，或者组件与另一参考点相比相对更接近于另一个组件。而且如本文中使用的，虽然传感器能够被描述为“感测”或“测量”相应值，但是感测或测量能够包括确定指示或涉及相应值的值而不是直接感测或测量值本身。所感测的或测量的值还能够被提供到附加组件。例如，值能够被提供到控制器模块或处理器，并且控制器模块或处理器能够对值进行处理以确定代表的值或代表所述值的电气特性。另外，虽然诸如“电压”、“电流”和“功率”的术语能够在本文中被使用，但是对于本领域技术人员显然的是，这些术语当描述电气电路或电路操作的方面时能够是可互换的。
除非另有指示，连接参考（例如，附连、耦合、连接和接合）要被广泛地理解并且能够包括元件的集合之间的中间部件以及元件之间的相对移动。因此，连接参考不一定意味着两个元件直接被连接并且彼此成固定关系。在非限制性示例中，连接或断开能够选择性地被配置、被连接，或者可连接以提供、启用或禁止等相应元件之间的电气连接。非限制性示例功率分配母线连接或断开能够通过开关、母线连接（tie）逻辑或者被配置成启用或禁止母线下游的电气负载的通电（energizing）的任何其它连接器而被启用或操作。
如本文中使用的，“系统”或“控制器模块”能够包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例能够包括随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、闪速存储器或者诸如盘、DVD、CD-ROM等的一种或多种不同类型的便携式电子存储器，或者这些类型的存储器的任何适合的组合。处理器能够被配置成运行被设计成运行各种方法、功能性、处理任务、计算等的任何适合的程序或可执行指令以实现或达成本文中描述的操作或技术操作。程序能够包括计算机程序产品，其能够包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这样的机器可读介质能够是任何可用介质，其能够被通用或专用计算机或者具有处理器的其它机器访问。通常，这样的计算机程序能够包括具有执行特定任务的技术效果或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、算法等。
如本文中使用的，可控开关元件或“开关”是能够可控以在操作的第一模式和操作的第二模式之间切换（toggle）的电气装置，在操作的第一模式中，开关被“闭合”意图将电流从开关输入传送到开关输出，在操作的第二模式中，开关“打开”意图阻止电流在开关输入和开关输出之间传送。在非限制性示例中，连接或断开（例如通过可控开关元件来启用或禁止的连接）能够选择性地被配置成提供、启用、禁止等相应元件之间的电气连接。
示范附图是仅出于说明的目的并且附连至此的附图中所反映的尺寸、位置、顺序和相关大小能够改变。
现在参考图1，示出了具有示出为左引擎系统12和右引擎系统14的至少一个涡轮引擎的飞行器10。备选地，功率系统能够具有更少的或者附加的引擎系统。左引擎系统12和右引擎系统14能够基本上是相同的，并且还能够包括至少一个功率源，例如相应发电机18的集合。左引擎系统12和右引擎系统14还能够包括另一相应功率源，例如第二电机或发电机的第二集合（未示出）。能够包括本公开的非限制性方面，其中例如左引擎系统12包括作为主功率源的第一发电机18和作为辅助、后备或冗余功率源的辅助发电机。飞行器被示出还具有电气负载20或功率消耗组件的集合，比如例如致动器负载、飞行关键（critical）负载和非飞行关键负载。
电气负载20经由包括例如功率传输线22或汇流条（bus bar）以及功率分配节点16的集合的功率分配系统30与发电机18中的至少一个电气耦合。飞行器10还能够包括辅助功率源24的集合，所述辅助功率源24与传输线22可选地可连接并且可操作以提供主功率、辅助功率、冗余功率、后备功率、紧急功率等中的至少一部分。辅助功率源24的非限制性示例能够包括但不限于发电机，例如备用或紧急功率发电机、太阳能板、燃料电池、蓄电池或者电功率的任何其它来源。如示出的，辅助功率源24的集合能够向传输线22的集合提供功率，并且因此能够向功率分配节点16的集合或电气负载20的集合提供功率。
在飞行器10中，操作左引擎系统12和右引擎系统14提供通常能够经由线轴（spool）提取的机械能以向发电机18的集合提供驱动力。发电机18的集合进而生成诸如AC或DC功率的功率，并且将生成的功率提供给传输线22，其将功率传递给位于飞行器10各处的电气负载20。此外，在操作期间，辅助功率源24的集合能够可选地与传输线22连接，并且可操作以将主功率或辅助功率提供给电气负载20的子集。
示例功率分配管理功能能够包括但不限于选择性地启用或禁止功率到特定电气负载20的传递，这取决于例如可用功率分配供应、电气负载20功能性的关键程度或者诸如起飞、巡航或地面操作的飞行器操作的模式。在电功率生成的紧急或不充足的时期（包括但不限于引擎或发电机故障）期间，能够操作、启用或连接辅助功率源24中的至少一个以将功率提供给电气负载20。能够包括附加管理功能。
将理解的是，虽然本公开的方面被示出在图1的飞行器环境中，但是本公开并不局限于此并且能够在各种环境中具有适用性。例如，虽然本描述针对飞行器中的功率系统架构，但是本公开的方面还能够适用于在诸如起飞、着陆或巡航飞行操作的另外非紧急操作下提供功率、辅助功率、紧急功率、必要功率等。
此外，图1中描绘的各种组件的数量和放置也是与本公开相关联的方面的非限制性示例。例如，虽然已经利用飞行器10的相关位置图示各种组件（例如在飞行器10的机翼上的电气负载20等），但是本公开的方面并不局限于此，并且组件基于它们的示意性描绘而并不局限于此。预想附加飞行器10配置。
现在参考图2，示出了能够被利用在飞行器10中的示范功率分配系统30的示意图。示出了具有诸如发电机18的集合的功率源的集合的功率分配系统30，其中所述发电机18的集合包括第一发电机32、第二发电机34和第三发电机36。虽然三个发电机32、34、36被示出，但是本公开的方面根据需要能够包括任何数量的发电机18。另外，发电机18的集合中的每个能够包括用于将功率供应给各种系统组件的功率输出40。虽然类似地图示发电机18的集合，但是预期的是，发电机18的集合能够供应或生成基本上类似的电功率特性或者变化的（varying）电功率特性或者具有变化的功率特性。在一个非限制性示例中，第一发电机32在操作期间能够连续地生成50千瓦（kW）的电功率，而第二发电机34和第三发电机36在操作期间能够连续地生成115kW的在400 Hz下的交流（AC）电功率。在另一非限制性示例中，能够包括诸如太阳能板（未示出）的附加或备选的功率源，并且由太阳能板供应的功率能够取决于天气或云量。在另一非限制性示例中，传统发电机18能够以取决于诸如太阳活动周期、温度、变速功率生成、飞行阶段、维护周期等的环境条件的不同功率特性进行操作。
每个发电机32、34、36能够经由功率输出40而被连接至功率分配系统30的功率母线52，例如传输线22。接触器54能够在每个发电机32、34、36和它的相应功率母线52之间作为继电器或开关被用来选择性地将功率供应给相应功率母线52。功率母线52的集合还能够与电气负载20的对应集合连接。在一个非限制性示例中，电气负载20的子集能够经由至少一个变压器整流器单元（TRU）56来与相应功率母线52连接。如本文中使用的，TRU 56能够被配置或适配成将来自功率母线52的供应的功率的电功率特性转换或整流成用于给定电气负载20的另一、不同的、备选的或合适的电功率特性。在非限制性示例中，TRU 56能够提供涉及频率或相位中的变化的升压或降压功率转换、DC至AC功率转换、AC至DC功率转换或AC至AC功率转换。另外，多个功率母线52能够经由可选择地可操作接触器54而被桥接在一起，例如以便将一个功率母线52与至少另一个功率母线52连接在一起。
功率分配系统30还能够包括至少一个附加AC功率源60，其能够诸如经由接触器54而被选择性地连接到至少一个功率母线52。AC功率源60能够被配置或适配成提供在与诸如发电机18的功率源相同或类似的电功率特性（例如，电流、电压等）中的供应电功率。然而，能够包括本公开的方面，其中AC源60的全部可用、峰值或连续功率供应、瓦特等能够与其它功率源不同。
转到图3，图示AC功率源60，其中功率存储单元62的集合被串联布置以限定与功率母线52连接的功率输出64。功率滤波元件66还能够在功率输出64处被包括在AC功率源60中。在一个非限制性示例中，功率滤波元件66能够被配置成如所期望的那样使功率或电压输出中的突然增加或减少平滑。
每个功率存储单元62能够包括至少一个DC功率存储装置70、被配置或适配成实现DC功率存储装置70的电压输出的第一可选择连接71（例如开关）和被配置或适配成实现旁路DC功率存储装置70的电压输出的第二可选择连接72。功率存储装置70的非限制性示例能够包括可放电DC功率存储装置，例如蓄电池、蓄电池组、蓄电池电池、超级电容器、燃料电池、氢电池或者连续或半连续功率转换或供应装置，例如太阳能电池、风力涡轮等。在另一非限制性示例中，功率存储装置70能够包括可放电或可再充电功率存储装置。在其中第一连接71在打开状态下并且第二连接72在闭合状态下的一个示例中，DC功率存储装置70能够被旁路，例如在功率输出64处不利用存储在DC功率存储装置70中的功率。在其中第一连接71在闭合状态下并且第二连接72在打开状态下的另一示例中，DC功率存储装置70能够在功率输出64处贡献它的功率的供应。此外，每个功率存储单元62还能够包括被配置成感测DC功率存储装置70的可放电功率输出的功率传感器74。
AC功率源60还能够包括具有处理器81和存储器82的控制器模块80。对于每个功率存储单元62，控制器模块80能够与第一可选择连接71和第二可选择连接72以及功率传感器74通信连接。为了理解的容易和简短，图3图示与仅一个功率存储单元（例如第一功率存储单元62A）连接的控制器模块80。还预期的是，控制器模块80能够与AC功率源60内的每个功率存储单元62的第一可选择连接71和第二可选择连接72中的每个通信连接。控制器模块80能够因此被配置成如所期望的那样选择性地启用至少第一可选择连接71的子集或第二可选择连接72的子集。能够包括本公开的非限制性方面，其中每次（ at a time）第一可选择连接71或第二可选择连接72中的一个在闭合状态下。控制器模块80还能够包括AC波形轮廓（profile）86，例如通过存储在存储器82中。
控制器模块80能够被配置成选择性地启用预选择的数量的第一可选择连接71或第二可选择连接72。能够领会的是，功率存储单元70之间的串联连接能够在功率输出64处提供最大可供应电压的增加或减少。在一个非限制性示例中，控制器模块80能够可控地启用第一功率存储单元62A和第二功率存储单元62B中的每个的第一可选择连接71，并且还能够可控地禁止第一功率存储单元62A和第二功率存储单元62B中的每个的第二可选择连接72。对应地，控制器模块80能够可控地启用用于每个其余功率存储单元62的第二可选择连接72。以这种方式，第一功率存储单元62A和第二功率存储单元62B一起能够通过它们的串联连接将它们的总和功率提供给功率输出64，同时其余功率存储单元62电压输出被旁路。应当理解的是，AC功率源60能够包括任何数量的功率存储单元62，所述任何数量的功率存储单元62的任何子集或所有单元62能够通过控制器模块80来控制。
转到图4，电压标绘图85图示在时间间隔87内的AC波形轮廓86。如图3中描述的，控制器模块80能够选择性地启用第一可选择连接71或第二可选择连接72以在功率输出64处产生总的电压输出88以形成仿真的AC波形89的至少一部分，其也在电压标绘图85上被图示。此外，功率滤波元件66能够使总的电压输出88平滑以形成平均输出波形67（在电压标绘图85上以虚线示出）。如本文中描述的，AC波形轮廓86能够被认为是AC功率源60的“期望”的输出波形，并且平均输出波形67能够被认为是AC功率源60的“实际”输出波形。所包括的说明意图示意性地表示波形67、86和本公开的方面，并且在图中是故意可区别的以用于理解。能够包括本公开的方面，其中例如平均输出波形67的实际输出波形跟踪、匹配或对应于仿真AC波形轮廓86的期望的输出波形。
在图3和图4的示例中，控制器模块80能够选择性地、一个接一个地（如总的电压输出88（即功率存储单元62的电压输出的总和）的步进电压增加和减少83中所图示的）启用或禁止功率存储单元62。在时间步长间隔90的集合期间，控制器模块80还能够启用或禁止每个功率存储单元62。在本公开的另一非限制性方面中，控制器模块80能够选择性地启用足够数量的功率存储单元62以在峰值时间91处提供最大电压。更特别地，在一个非限制性示例中，控制器模块80能够在峰值时间91处提供163伏的最大电压，并且能够领会的是，所得到的均方根（RMS）电压能够大约是115伏。功率存储单元62的集合的选择性启用或禁止能够至少部分地基于尝试匹配、涉及、对应于、模仿或以别的方式仿真AC波形轮廓86，包括通过当形成平均输出波形67时合并功率滤波元件66的影响。在其中没有功率滤波元件被利用的一个示例中，控制器模块80能够确定所需的步进电压83以仿真AC波形轮廓86，并且为那个所需的步进电压83选择合适的功率存储单元62。在其中功率滤波元件66被启用或在使用中的另一示例中，控制器模块80除了所需的步进电压83以外还能够确定功率滤波元件66的影响（例如延迟时间或平均量），并且因此选择合适的功率存储62。
将理解的是，虽然时间步长90被图示为在持续时间上是大约相等的，但是控制器模块80还能够改变时间步长90的持续时间以更加接近地近似包括在时间间隔87内具有变化的电压变化率的正弦波轮廓的AC波形轮廓86。虽然仅正半波在图4中被图示，但是能够包括本公开的非限制性方面，其中控制器模块80能够被配置成选择性地实现具有在400Hz频率下的115伏的RMS电压的完整的（例如正半波和负半波）AC波形轮廓86；还能够利用具有其它电压或频率的其它轮廓。
一旦达到最大电压，控制器模块80就能够例如通过选择性地启用第二可选择连接72以便旁路给定的功率存储单元电压输出来选择性地禁止（例如旁路）先前启用的功率存储单元62的子集。旁路因此减少在一段时间、时间步长间隔90的集合或步进电压减少83的集合内的总的电压输出88，直到所有功率存储单元62被旁路并且在功率输出64处没有电压被提供。以这种方式，第一可选择连接71或第二可选择连接72的选择性启用能够仿真在图3的功率输出64处的AC波形轮廓86，包括通过选择性地启用第一可选择连接71或第二可选择连接72的子集，使得在功率输出64处的所仿真的AC波形89最接近地类似仿真AC波形轮廓86。
在另一非限制性示例中并且通过说明的方式继续参考图3和图4，还预期的是，控制器模块80还能够被配置成从功率传感器74（包括经由处理器81或存储器82）接收感测的可放电功率输出。以这种方式，在非限制性示例中，控制器模块80能够确定相应DC功率存储装置70的操作状态，例如在功率存储装置70中剩余的可放电功率的量、正在由功率存储装置70供应的电压的量或功率存储装置70是否已经被旁路。控制器模块80还能够确定DC功率存储装置70是否具有错误的操作状态或者是否以别的方式出故障，并且能够选择性地启用第二可选择连接72以旁路出故障的DC功率存储装置70。另外，控制器模块80还能够被配置成选择性地启用第一可选择连接71或第二可选择连接72，使得DC功率存储装置70的放电在功率存储单元62的集合两端被平衡。
还预期的是，控制器模块80能够被配置成感测在特定时间被旁路的功率存储单元62的集合中的每个DC功率存储装置70的可用输出电压。可用输出电压的感测能够通过例如功率传感器74、控制器模块80或其组合而被实现、完成、利用或以别的方式确定。能够领会的是，AC波形轮廓86中的电压变化率可以不是恒定的，并且控制器模块80能够基于来自功率存储装置70的感测的可用输出电压来选择性地启用将会提供AC波形轮廓86的最接近的可能的仿真的功率存储单元62。在其中时间步长90靠近峰值时间91的一个示例中，相对小的电压步进增加83（例如0.5伏）可提供AC波形轮廓86的最佳仿真。在这样的情况下，控制器模块80能够感测当前被旁路的所有可用DC功率存储装置70，并且从集合中选择最接近地匹配AC波形轮廓86的仿真或预计的电压步进增加83的适当充电的功率存储装置70（例如选择最接近地匹配0.5伏的功率存储单元62或功率存储装置70）。在其中时间步长90不靠近峰值时间91的另一示例中，更大电压步进减少83（例如1.5伏）可被需要以用于仿真，并且控制器模块80能够选择合适的DC功率存储装置70来旁路。以这种方式，时间步长90或步进电压增加或减少83能够通过控制器模块80而被适当改变以生成仿真的AC波形89。
在又一非限制性示例中，控制器模块80能够被配置或适配成基于来自功率存储装置70的感测的可用输出电压来同时启用和禁止功率存储装置70或功率存储单元62的子集以用于AC波形轮廓86的最接近的可能的仿真。例如，如果当前启用的功率存储装置70具有1.7伏的电压输出，另一当前禁止的功率存储装置70具有1.8伏的电压输出，并且期望的仿真AC波形需要0.1伏的正步长增加，那么控制器模块80能够禁止1.7伏功率存储装置70或功率存储单元62，并且同时启用1.8伏功率存储装置70或功率存储单元62。还能够包括本公开的方面，其中功率存储装置70或功率存储单元62的集合被同时启用或禁止以实现上述期望的仿真AC波形（例如，多于一个功率存储装置70被同时禁止或多于一个功率存储装置70被同时启用）。
转到图5，图示能够被利用在图2的功率分配系统30中的另一AC功率源160。AC功率源160与AC功率源60类似；因此，除非另有说明，否则将会利用增加了100的相似数字来标识相似组件，其中理解的是，AC功率源60的相似组件的描述适用于AC功率源160。
AC功率源160能够包括被串联布置以便限定在功率母线152处的功率输出164的功率存储单元162的集合。功率滤波元件166也能够被包括在AC功率源60中并且被配置成如所期望的那样使功率或电压输出中的突然增加或减少平滑。每个功率存储单元162能够包括DC功率存储装置170、被配置成实现功率存储装置70的电压输出的第一可选择连接171和被配置成实现旁路DC功率存储装置170的电压输出的第二可选择连接172。此外，AC功率源160能够包括具有存储器181和存储器182并且与每个功率存储单元162的第一可选择连接171和第二可选择连接172中的至少一个通信连接的控制器模块180。控制器模块180能够因此被配置成如所期望的那样选择性地启用至少第一可选择连接171的子集或第二可选择连接172的子集。另外，控制器模块180能够包括AC波形轮廓，包括通过存储在存储器82中。
如示出的，电气接地168能够被包括在AC功率源160中以限定功率存储单元162的第一集合162A和功率存储单元162的第二集合162B，其中所述第一集合162A和第二集合162B被串联布置并且通过电气接地168来分开。另外，第一集合162A中的功率存储单元162中的每个能够包括正电压DC功率存储装置170A，并且第二集合162B中的功率存储单元162中的每个能够包括负电压DC功率存储装置170B。此外，虽然控制器模块180被示出仅与功率存储单元162的第二集合162A通信连接，但是能够包括本公开的非限制性方面，其中控制器模块180能够与每个功率存储单元162的第一可选择连接171和第二可选择连接中的每个连接。另外，本公开的非限制性方面能够包括在本文中描述的并且与控制器模块180通信连接的上述功率传感器（图5中未示出）。
图6示范了图示针对图5的AC功率源160的AC波形轮廓186的示例电压标绘图185。如示出的，第一时间间隔187A能够限定正电压AC波形186A并且第二时间间隔187B能够限定负电压AC波形186B，从而在功率输出164处产生总的电压输出188。另外，图5的功率滤波元件166能够产生平均输出波形167（以虚线示出），包括相应第一时间间隔187A和第二时间间隔187B期间的第一平均输出波形167A和第二平均输出波形167B。控制器模块180能够被配置成以与图3和图4中描述的那个方式类似的方式在时间步长190内选择性地启用图5的功率存储单元162以形成仿真的AC波形189。更特别地，控制器模块180能够选择性地、一个接一个地（如整个电压输出188的步进电压增加和减少183中所图示的）启用第一集合162A以仿真正电压AC波形186A；能够领会的是，在时间步长190内的与正电压DC功率存储装置170A结合的第一可选择连接171和第二可选择连接172的选择性启用能够产生接近地类似正电压AC波形186A的第一仿真的AC波形189A的至少一部分。控制器模块180还能够启用或禁止第一集合162A中的每个功率存储单元162以在峰值时间191A处提供最大电压，例如115伏。功率存储单元162的第一集合162A的选择性启用或禁止能够至少部分地基于尝试匹配、涉及、对应于、模仿或以别的方式仿真正电压AC波形186A。以与图4中描述的那个方式类似的方式，控制器模块180还能够计及（account for）生成平均输出波形167中功率滤波元件166的附加影响或行为，并且还能够如所期望的那样基于这些影响通过控制器模块180来执行功率存储单元162的选择性启用或禁止。
此外，控制器模块180还能够被配置成以与上面描述的类似的方式选择性地、一个接一个地启用第二集合162B的可选择连接171、172（图5），以产生接近地类似负电压AC波形186B的第二仿真的AC波形189B。控制器模块180还能够启用或禁止第二集合162B中的每个功率存储单元162以在最小时间191B处提供最小电压，例如-115伏。功率存储单元162的第二集合162B的选择性启用或禁止还能够至少部分地基于尝试匹配、涉及、对应于、模仿或以别的方式仿真负电压AC波形186B。
预期的是，控制器模块180能够选择性操作功率存储单元162来以交替方式产生第一仿真的AC波形189A和第二仿真的AC波形189B，从而仿真AC波形轮廓186的正弦性质。还应当理解的是，控制器模块180能够改变选择的时间步长190的持续时间以更加接近地仿真AC波形轮廓186。
转到图7，图示生成包括图4的AC波形轮廓86的AC波形的方法141。方法141包括在143处通过控制器模块80来针对功率存储单元62的集合的每个功率存储单元选择性地启用例如第一可选择连接71的电压输出连接或例如第二可选择连接72的旁路连接中的一个，所述功率存储单元62的集合能够被串联布置，使得功率存储单元62的集合的总和输出被提供给功率输出64，并且功率输出64与仿真AC波形轮廓86一致。可选地，方法141还能够包括例如在145处感测用于至少可放电功率存储单元64的子集的可放电功率值。可选地，方法141能够更进一步包括在147处从功率传感器74接收所感测的可放电值以及确定功率存储单元64的子集的操作状态。在又一可选步骤中，方法141能够包括在149处比较功率存储单元64的子集的操作状态与AC波形轮廓86，并且选择性地启用功率存储单元64，使得功率输出（例如图4的仿真的AC波形89）最接近地类似AC波形轮廓86。图5的控制器180还能够针对功率存储单元162的第一集合162A和第二集合162B内的正电压DC正存储装置170A或负电压DC正存储装置170B的集合中的每个DC正存储装置（图5）选择性地启用电压输出连接（例如第一可选择连接171）或旁路连接（例如第二可选择连接172）。此外，控制器180能够选择性地启用至少第一集合170A或第二集合170B的子集，使得功率输出与第一仿真的AC波形189A一致或与第二仿真的AC波形189B一致。
图8图示能够被利用在图1的功率分配系统30中的另一AC功率源260。AC功率源260与AC功率源60类似；因此，除非另有说明，否则将会利用增加了200的相似数字来标识相似组件，其中理解的是，AC功率源60的相似组件的描述适用于AC功率源260。
AC功率源260能够包括具有中央分支293、第一开关294、第二开关295、第三开关296和第四开关297的H-桥292。功率存储单元262的集合能够在中央分支293两端被串联连接，并且H-桥292能够在功率输出264处被耦合至功率母线252，包括通过功率滤波元件266。
另外，与先前描述的控制器模块80、180类似的控制器模块（未示出）能够被配置成可控地操作功率存储单元262中的任何以及开关294、295、296、297中的任何或全部。以这种方式，控制器模块能够可控地操作H-桥292以仿真在功率输出264处的正或负AC波形。在一个示例中，启用第一和第四开关294、297而禁止第二和第三开关295、296能够仿真正电压AC波形。在另一示例中，禁止第一和第四开关294、297而启用第二和第三开关295、296能够仿真负电压AC波形。在本公开的精神中的其它示例被预期以供图2的功率分配系统30使用。
现在参考图9，图示利用如图3中所图示的AC功率源60的集合的多相AC功率源360。将理解的是，如在本文中描述的AC功率源60、160、260中的任何还能够被利用在多相AC功率源360中。多相AC功率源360被图示和描述为三相AC功率源，并且将理解的是，本公开的方面能够被包括以将AC功率源60、160、260的集合编组（grouped）成为任何数量的相输出，包括但不限于两相输出、四相输出、六相输出等。
多相AC功率源360被图示在如包括通过控制器模块80独立控制的三个AC功率源60的图9的示例中，所述控制器模块80还能够被配置为三相控制器以选择性地操作AC功率源60以及监测AC功率源60的组合的输出（以虚线示意性地被图示）。在一个非限制性示例中，AC功率源60能够被控制来各自在三个不同相位或相位角（例如在0度、120度和240度）仿真或生成115伏。
还预期的是，功率分配系统30能够包括AC功率源60、160、260、360的任何组合以通过DC功率存储装置来仿真AC波形。
在本文中描述的本公开的方面提供多种益处。包括通常在飞行器环境中发现的那些AC功率源（例如，旋转发电机）的传统AC功率源通常利用能够增加电路复杂性并且阻止功率源到分配网络的直接连接的逆变器。控制器操作的DC功率存储装置的使用提供从传统AC功率源仿真输出而不需要逆变器电路系统，并且还能够允许到功率分配系统的直接连接。正和负电压能够通过如图5中示出的经过功率存储单元的堆叠的中途的接地连接，或者通过如图8中示出的H-桥来形成。功率存储单元的仔细的定时或协调能够提供AC波形的改进的仿真，并且能够通过控制器计及功率存储单元的操作状态以在DC功率存储装置内的多种环境条件或充电水平下生成均衡的、可重复的功率输出。
在尚未描述的范围内，各种方面的不同特征和结构能够按期望彼此组合。在所有方面中不能图示的一个特征并不意味着被解释为其不可构成，而是仅为了描述简单而这样做。因此，不同方面的各种特征能够按期望混合和匹配来形成新的方面，而不论是否清楚描述新方面。本文所述的组合或置换由本公开覆盖。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本公开的方面，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本公开的方面，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本公开的可取得专利范围由权利要求书来限定，并且能够包含本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构元素，或者如果它们包含具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构元素，则预计它们处于权利要求的范围之内。
部件列表
10 飞行器
12 左引擎系统
14 右引擎系统
16 功率分配节点
18 发电机的集合
20 电气负载
22 功率传输线
24 辅助功率源
30 功率分配系统
32 第一发电机
34 第二发电机
36 第三发电机
40 功率输出
52 功率母线
54 接触器
56 变压器整流单元
60 AC功率源
62 功率存储单元
64 功率输出
66 功率滤波元件
70 DC功率存储装置
71 第一可选择连接
72 第二可选择连接
74 功率传感器
80 控制器模块
81 处理器
82 存储器
83 步进电压增加和减少
85 电压标绘图
86 AC波形轮廓
87 时间间隔
88电压输出
89 仿真的AC波形
90 时间步长
91 峰值时间
141 方法
143 选择性地启用步骤
145 感测步骤
147 接收步骤
149 比较步骤
160 AC功率源
162 功率存储单元
162A 功率存储单元的第一集合
162B 功率存储单元的第二集合
164 功率输出
166 功率滤波元件
168 电气接地
170 DC功率存储装置
170A 正电压DC功率存储装置
170B 负电压DC功率存储装置
171 第一可选择连接
172 第二可选择连接
180 控制器模块
185 电压标绘图
186 AC波形轮廓
187A 第一时间间隔
187B 第二时间间隔
188 电压输出
189A 第一仿真的AC波形
189B 第二仿真的AC波形
190 时间步长
191A 峰值时间
191B 最小时间
252 功率母线
260 AC功率源
262 功率存储单元
264 功率输出
266 功率滤波元件
292 H-桥
293 中央分支
294 第一开关
295 第二开关
296 第三开关
297 第四开关
360 多相AC功率源

Claims (18)

1.一种交流（AC）功率源，包括：
被串联布置并且限定功率输出的功率存储单元的集合，功率存储单元的所述集合包括具有正电压DC可放电功率存储装置的功率存储单元的第一集合和具有负电压DC可放电功率存储装置的功率存储单元的第二集合，功率存储单元的所述第一集合和所述第二集合中的每个具有被配置成实现相应功率存储装置的电压输出的第一可选择连接和被配置成实现旁路所述相应功率存储装置的所述电压输出的第二可选择连接，其中功率存储单元的所述第一集合与功率存储单元的所述第二集合串联布置，其中功率存储单元的所述第一集合和所述第二集合通过电气接地来分开；以及
控制器模块，所述控制器模块与第一可选择连接的集合以及第二可选择连接的集合通信连接，并且所述控制器模块被配置成选择性地启用至少所述第一可选择连接的子集或者所述第二可选择连接的子集，并且其中选择性地启用仿真在所述功率输出处的AC波形。
2.如权利要求1所述的AC功率源，其中每个功率存储单元还包括被配置成感测所述相应功率存储装置的可放电功率输出的功率传感器。
3.如权利要求2所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成接收针对所述相应功率存储装置的所感测的可放电功率输出并且确定所述相应功率存储装置的操作状态。
4.如权利要求3所述的AC功率源，其中所述控制器模块包括仿真AC波形轮廓。
5.如权利要求4所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成：感测相应功率存储装置的集合的所述可放电功率输出；比较功率存储装置的所述集合的所述可放电功率输出与所述仿真AC波形轮廓；并且可选择地启用所述第一可选择连接或所述第二可选择连接的所述子集，使得在所述功率输出处的所仿真的AC波形最接近地类似所述仿真AC波形轮廓。
6.如权利要求3至5中的任一项所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用所述第二可选择连接以旁路被确定为具有错误的操作状态的相应功率存储装置。
7.如权利要求1至5中任一项所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用第一或第二可选择连接的所述子集，使得功率存储装置的放电在功率存储单元的所述集合两端被平衡。
8.如权利要求1所述的AC功率源，其中所述控制器模块被配置成选择性地启用至少功率存储单元的所述第一集合的子集以仿真在所述功率输出处的正电压AC波形并且被配置成选择性地启用至少功率存储单元的所述第二集合的子集以仿真在所述功率输出处的负电压AC波形。
9.如权利要求1至5中任一项所述的AC功率源，还包括H-桥，其中功率存储单元的所述集合位于所述H-桥的中央分支的两端。
10.如权利要求9所述的AC功率源，其中所述控制器模块还被配置成可控地操作所述H-桥以仿真在所述功率输出处的正AC波形以及在所述功率输出处的负AC波形。
11.如权利要求1至5中任一项所述的AC功率源，还包括在所述功率输出处的功率滤波元件。
12.如权利要求1至5中任一项所述的AC功率源，还包括功率存储单元的至少两个集合，其中所述控制器模块还被配置成可选择地启用功率存储单元的所述至少两个集合以仿真功率的对应的至少两相。
13.一种生成交流（AC）波形的方法，所述方法包括：
通过控制器模块来选择性地启用针对具有正电压DC可放电功率存储装置的功率存储单元的第一集合和具有负电压DC可放电功率存储装置的功率存储单元的第二集合的每个的电压输出连接或旁路连接中的一个，其中功率存储单元的所述第一集合与功率存储单元的所述第二集合串联布置，并且其中功率存储单元的所述第一集合和所述第二集合通过电气接地来分开，使得功率存储单元的所述第一集合和功率存储单元的所述第二集合的每个的总和输出被提供给功率输出，其中所述功率输出与仿真AC波形轮廓一致。
14.如权利要求13所述的方法，还包括通过功率传感器来感测至少针对功率存储单元的所述第一集合和功率存储单元的所述第二集合的子集的可放电功率值。
15.如权利要求14所述的方法，还包括从所述传感器接收针对功率存储单元的所述第一集合和功率存储单元的所述第二集合的所述子集的所感测的可放电值，以及确定功率存储单元的所述第一集合和功率存储单元的所述第二集合的所述子集的操作状态。
16.如权利要求15所述的方法，还包括比较可放电功率存储单元的所述子集的所述操作状态与所述仿真AC波形轮廓，并且选择性地启用包括选择性地启用所述可放电功率存储单元的子集，使得所述功率输出最接近地类似所述仿真AC波形轮廓。
17.如权利要求13至16中的任一项所述的方法，其中选择性地启用还包括选择性地启用针对正电压可放电DC功率存储单元的第一集合或负电压可放电DC功率存储单元的第二集合中的每个可放电DC功率存储单元的所述电压输出连接或旁路连接中的一个，所述正电压可放电DC功率存储单元和负电压可放电DC功率存储单元的集合被串联布置。
18.如权利要求17所述的方法，其中选择性地启用还包括：选择性地启用至少正电压可放电DC功率存储单元的所述第一集合的子集，使得所述功率输出与所述仿真AC波形轮廓的正电压波形一致；以及选择性地启用至少负电压可放电DC功率存储单元的第二集合的子集，使得所述功率输出与所述仿真AC波形轮廓的负电压波形一致。
CN201910164058.2A 2018-03-05 2019-03-05 Ac功率源 Active CN110231782B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1803517.0 2018-03-05
GB1803517.0A GB2571721B (en) 2018-03-05 2018-03-05 AC power source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110231782A CN110231782A (zh) 2019-09-13
CN110231782B true CN110231782B (zh) 2022-11-15

Family

ID=61903648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910164058.2A Active CN110231782B (zh) 2018-03-05 2019-03-05 Ac功率源

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10958075B2 (zh)
CN (1) CN110231782B (zh)
GB (1) GB2571721B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201811536D0 (en) * 2018-07-13 2018-08-29 Ge Aviat Systems Ltd Battery power source
JP7096193B2 (ja) * 2019-04-04 2022-07-05 矢崎総業株式会社 電池制御ユニット及び電池システム
CA3137550C (en) 2019-04-23 2024-05-21 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
GB2603798A (en) * 2021-02-15 2022-08-17 Vitesco Tech Gmbh Automotive network zoned architecture with failure mitigation feature
CA3217299A1 (en) * 2021-05-04 2022-11-10 Tung Nguyen Battery control systems and methods
CA3159864A1 (en) 2021-05-13 2022-11-13 Exro Technologies Inc. Method and apparatus to drive coils of a multiphase electric machine
CN113721593B (zh) * 2021-09-06 2023-11-03 天津津航计算技术研究所 一种优化备份功能的综合航电系统
FR3141820A1 (fr) * 2022-11-09 2024-05-10 Otonohm Batterie rechargeable

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3867643A (en) * 1974-01-14 1975-02-18 Massachusetts Inst Technology Electric power converter
US5764502A (en) 1996-05-28 1998-06-09 Sundstrand Corporation Integrated electric power system
US5939800A (en) 1998-02-11 1999-08-17 Alliedsignal Inc. Aircraft electrical power system including air conditioning system generator
AU2765599A (en) * 1998-02-13 1999-08-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid topology for multilevel power conversion
US7439634B2 (en) 2004-08-24 2008-10-21 Honeywell International Inc. Electrical starting, generation, conversion and distribution system architecture for a more electric vehicle
US7219673B2 (en) * 2004-08-25 2007-05-22 Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation Transformerless multi-level power converter
US7477950B2 (en) * 2004-09-28 2009-01-13 Dymocom, Inc. Method and system for controlling a network of water appliances
CN101179255B (zh) * 2006-11-08 2010-05-26 Ls产电株式会社 用于交流电动机的h桥逆变器
US7800245B2 (en) 2007-07-09 2010-09-21 Honeywell International Inc. Method and architecture for reduction in vehicle wiring
US7847436B2 (en) * 2007-10-17 2010-12-07 Edwin Arthur Blackmond Modular power supply
US8229486B2 (en) * 2007-12-28 2012-07-24 Abb Ltd. Synchronized wireless networked system
CN101877541A (zh) * 2009-04-29 2010-11-03 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种大功率四象限变频器及功率单元
US8314588B2 (en) 2009-11-18 2012-11-20 Honeywell International Inc. Control system for battery charge maintenance in a power system with main AC generator control
JP5964306B2 (ja) * 2010-09-09 2016-08-03 ベンショウ・インコーポレイテッド モジュール式の多電圧値出力変換器装置を制御する装置及び方法
US9172272B2 (en) 2012-02-17 2015-10-27 Sikorsky Aircraft Corporation Electrical power distribution system
US20140032002A1 (en) 2012-07-30 2014-01-30 The Boeing Company Electric system stabilizing system for aircraft
DE102012216158A1 (de) * 2012-09-12 2014-03-13 Robert Bosch Gmbh Batteriemanagementsystem, Batteriesystem, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Erzeugung einer periodischen Wechselspannung
GB201219925D0 (en) 2012-11-06 2012-12-19 Rolls Royce Plc An electrical system for an aircraft
US20150214830A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 General Electric Company System and method of power conversion
US10149367B2 (en) * 2014-05-30 2018-12-04 Lutron Electronics Co., Inc. Wireless control device
CN104506092A (zh) * 2014-12-11 2015-04-08 东南大学 基于电感傅里叶分解的开关磁阻电机电流滞环控制方法
CN107250513B (zh) * 2015-02-18 2019-07-16 通用电气航空系统有限责任公司 飞行器启动和发电系统及其控制方法、飞行器
WO2017182091A1 (en) * 2016-04-22 2017-10-26 Abb Schweiz Ag Converter arrangement
WO2017223267A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Wayne State University Method and apparatus for uniform battery system state of charge management
CN106655843B (zh) * 2017-03-17 2019-09-13 哈尔滨理工大学 级联型h桥pwm整流系统及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110231782A (zh) 2019-09-13
US10958075B2 (en) 2021-03-23
US20190273380A1 (en) 2019-09-05
GB2571721A (en) 2019-09-11
GB201803517D0 (en) 2018-04-18
GB2571721B (en) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110231782B (zh) Ac功率源
Kumar et al. Control strategies of a DC microgrid for grid connected and islanded operations
Lashway et al. Hybrid energy storage management in ship power systems with multiple pulsed loads
Salehi et al. Laboratory-based smart power system, part I: Design and system development
CN110712759B (zh) 电池电源
US10691149B2 (en) Controller and method for operating a power distribution system
US11462937B2 (en) Method and apparatus for no-break power transfer in a power distribution system
Sparacino et al. Design and simulation of a DC electric vehicle charging station connected to a MVDC infrastructure
CN110797957A (zh) 可动态构造的能量存储单元
EP3439161B1 (en) Power distribution system
Khan et al. Management of hybrid energy storage systems for MVDC power system of all electric ship
CN109245185B (zh) 用于配电系统的配电开关
US10822116B2 (en) Power distribution network
Xu et al. Current sharing in the high voltage DC parallel electric power system for the More Electric Aircraft
Mazloomzadeh et al. Hardware implementation of Hybrid AC-Dc power system Laboratory Involving Renewable energy sources
Frack et al. Control-strategy design for frequency control in autonomous smart microgrids
Loza-Lopez et al. Microgrid laboratory prototype
Evale et al. A novel design technique for electrical power system of ABT-18 unmanned aerial vehicle
Latorre et al. EMS for Bidirectional Boost Converters of a of a Hybrid Energy Storage System for Residential Microgrid Applications
Camara et al. Energy management based on frequency approach in an electrical hybrid boat
Adefajo et al. Voltage control on an uninhabited autonomous vehicle electrical distribution system
US20180086435A1 (en) Power supply apparatus for aerospace actuator
CN116529982A (zh) 在离网独立模式下操作风力涡轮机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant