CN111969707B - 供电装置 - Google Patents

Abstract

本公开关于一种供电装置，属于供电系统技术领域。该供电装置包括：第一三相交流电源、第二三相交流电源及切换组件；其中，切换组件具有第一输入端组和第二输入端组，第一输入端组用于接入第一三相交流电源的输出电压，第二输入端组用于接入第二三相交流电源的输出电压；切换组件的输出端组与负载连接，切换组件用于将第一三相交流电源和第二三相交流电源的输出电压进行错相相加，以向负载输出相加后的三相交流供电电压。由此，能够满足精密设备仪器的供电需求。

Description

供电装置

技术领域

本公开涉及供电系统技术领域，尤其涉及一种供电装置。

背景技术

交流电源自问世以来一直是一种重要且不可替代的能源形式。但是，由于线路故障、自然灾害、系统检修等原因造成的突发/计划性地停电，也给电力用户带来了一定程度的困扰。尤其是在数据中心、通信、医疗、工业生产等应用领域中，一旦供电中断，那么可能会造成不可估量的重大危害或者经济损失。因此，人们迫切需要提高供电系统的可靠性。

相关技术中，为了提高供电系统的可靠性，一般是采用双电源(主电源和备用电源)切换的方式对负载进行供电的。其中，在正常情况下，控制主电源对应的电子开关导通，并控制备用电源对应的电子开关关断，以通过主电源对负载进行供电。当主电源异常时，再控制主电源对应的电子开关关断，并控制备用电源对应的电子开关导通，以切换备用电源对负载进行供电。

然而，在主电源切换至备用电源供电的过程中，存在切换断点，即存在短时间断电/供电不足的情况，无法满足精密设备仪器的供电需求。

发明内容

本公开提供一种供电装置，以至少解决相关技术中，采用双电源切换的方式对负载进行供电，存在切换断点，从而无法满足精密设备仪器的供电需求的问题。本公开的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种供电装置，包括：第一三相交流电源、第二三相交流电源及切换组件；其中，所述切换组件具有第一输入端组和第二输入端组，所述第一输入端组用于接入所述第一三相交流电源的输出电压，所述第二输入端组用于接入所述第二三相交流电源的输出电压；所述切换组件的输出端组与负载连接，所述切换组件用于将所述第一三相交流电源和所述第二三相交流电源的输出电压进行错相相加，以向所述负载输出相加后的三相交流供电电压。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：通过切换组件控制第一三相交流电源和第二三相交流电源错位叠加，以使第一三相交流电源和第二三相交流电源共同对负载进行供电，并确保在任一电源发生故障时，另一电源依然能够持续对负载进行供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种供电装置的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种供电装置的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的又一种供电装置的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的再一种供电装置的结构示意图。

图5a-5c是根据一示例性实施例示出的一种第一三相交流电源、第二三相交流电源以及输出的三相交流供电电压的电压相量图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种切换组件的结构示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种第一三相磁感应单元和第二三相磁感应单元中各芯柱的侧视图。

图8是根据一示例性实施例示出的另一种切换组件的结构示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的又一种切换组件的结构示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的再一种切换组件的结构示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的还一种切换组件的结构示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的一种第一三相交流电源中的第一相电压、第二三相交流电源中的第二相电压和三相交流供电电压的第一相电压的电压相量图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种供电装置的结构示意图。如图1所示，该供电装置，包括：第一三相交流电源U1、第二三相交流电源U2和切换组件100。

其中，切换组件100具有第一输入端组145和第二输入端组146，第一输入端组145用于接入第一三相交流电源U1的输出电压，第二输入端组146用于接入第二三相交流电源U2的输出电压；切换组件100的输出端组147与负载连接，切换组件100用于将第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2的输出电压进行错相相加，以向负载输出相加后的三相交流供电电压。其中，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2可为同步三相电源。

具体而言，本发明实施例中，先通过切换组件100对第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2的输出电压进行错相相加，以得到相加后的三相交流供电电压，再将三相交流供电电压输入负载，以向负载供电。

其中，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，切换组件100可控制第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电；当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，切换组件100可控制第二三相交流电源U2开始独立为负载供电，当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，切换组件100还可控制第一三相交流电源U1开始独立为负载供电，也就是说，切换组件100还可用于在第一三相交流电源U1及第二三相交流电源U2中任一三相交流电源故障时，控制另一三相交流电源向负载提供三相交流供电电压。

由此，能够实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

基于上述实施例，在任一三相交流电源故障时，为了能够方便有效地切换至另一三相交流电源独立为与负载供电，还可在切换组件100中设置开关，以在任一电源异常时进行动作，从而实现切换的功能。

在本公开的一个实施例中，如图2所示，切换组件100，还包括：第一开关集148及第二开关集149。

其中，第一开关集148用于控制切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间的连接状态；第二开关集149用于控制切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间的连接状态。

具体而言，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，可通过第一开关集148控制切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间连通，并通过第二开关集146控制切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间连通，此时，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2的输出电压错相相加，并生成相加后的三相交流供电电压，以为负载供电；当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，可通过第一开关集148控制切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间断开，并通过第二开关集149维持切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间的连通状态，此时，第二三相交流电源U2开始独立为负载供电；当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，可通过第二开关集149控制切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间断开，并通过第一开关集148维持切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间的连通状态，此时，第一三相交流电源U1开始独立为负载供电。

由此，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，可由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，当任一三相交流电源异常时，可通过切换组件中的开关集控制另一三相交流电源独立为负载供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

作为一种可能的实施方式，如图3所示，第一开关集148中，包含分别与第一三相交流电源U1的三相电压输出端及第一输入端组145连接的第一至第三开关K1～K3，其中，第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3的控制端互相关联；第二开关集149中，包含分别与第二三相交流电源U2的三相电压输出端及第二输入端组146连接的第四至第六开关K4～K6，其中，第四开关K4、第五开关K5及第六开关K6的控制端互相关联。也就是说，第一开关K1、第二开关K2及第三开关K3同时闭合，或者同时关断；第四开关K4、第五开关K5及第六开关K6同时闭合，或者同时关断。

对应的，第一至第三开关K1～K3，用于在第一三相交流电源U1异常时，断开第一三相交流电源U1的三相电压输出端与第一输入端组145的连接；第四至第六开关K4～K6，用于在第二三相交流电源U2异常时，断开第二三相交流电源U2的三相电压输出端与第二输入端组146的连接。

具体而言，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，第一至第六开关K1～K6均闭合，切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间连通，切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间连通，此时，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2的输出电压错相相加，并生成相加后的三相交流供电电压，以为负载供电，从而可实现由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，可控制第一至第三开关K1～K3同时关断，并控制第四至第六开关K4～K6维持闭合状态，此时，切换组件100的第一输入端组146与第一三相交流电源U1间断开，切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间维持连通状态，从而实现由第二三相交流电源U2开始独立为负载供电，且由于第二三相交流电源U2一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点。

当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，可控制第四至第六开关K4～K6同时关断，并控制第一至第三开关K1～K3维持闭合状态，此时，切换组件100的第二输入端组146与第二三相交流电源U2间断开，切换组件100的第一输入端组145与第一三相交流电源U1间维持连通状态，从而实现由第一三相交流电源U1开始独立为负载供电，此时供电电源同样无切换断点出现。

由此，在切换组件中设置第一至第六开关K1～K6作为保护开关，在第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，控制第一至第六开关K1～K6均闭合，由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，当任一三相交流电源异常时，控制异常电源对应的保护开关断开，以通过另一三相交流电源独立为负载供电，即在电源异常时，保护开关是由闭合状态切换至关断状态，从而能够实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

需要说明的是，第一至第六开关K1～K6的主要功能是用于切断异常电源，因此，第一至第六开关K1～K6均可采用非电子开关，从而能够大大提高第一至第六开关的使用寿命，进而降低了开关失效的风险，提高了系统的可靠性。

基于上述实施例，在实际应用中，还可在切换组件中设置多个绕组，以实现将第一三相交流电源和第二三相交流电源的输出电压进行错相相加。

具体地，如图4所示，第一输入端组145包含第一至第三输入绕组N1～N3，第二输入端组146包含第四至第六输入绕组N4～N6，输出端组147包含第一至第三输出绕组N7～N9。

其中，作为一种可能的实施方式，第一输出绕组N7分别与的第一输入绕组N1和/或第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和/或第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和/或第四输入绕组N4磁耦合。

当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，以使第一三相交流电源U1中的第一相电压U1a与第二三相交流电源U2中的第二相电压U2b错相叠加，从而通过第一输出绕组N7的输出端输出三相交流供电电压的第一相电压Uoa；第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和第六输入绕组N6磁耦合，以使第一三相交流电源U1中的第二相电压U1b与第二三相交流电源U2中的第三相电压U2c错相叠加，从而通过第二输出绕组N8的输出端输出三相交流供电电压的第二相电压Uob；第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和第四输入绕组N4磁耦合，以使第一三相交流电源U1中的第三相电压U1c与第二三相交流电源U2中的第一相电压U2a错相叠加，从而通过第三输出绕组N9的输出端输出三相交流供电电压的第三相电压Uoc。由此，可实现由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8与第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9与第四输入绕组N4磁耦合，此时，第二三相交流电源U2开始独立为负载供电，且由于第二三相交流电源U2一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点；当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，第二输出绕组N8与第二输入绕组N2磁耦合，第三输出绕组N9与第三输入绕组N3磁耦合，此时，第一三相交流电源U1开始独立为负载供电，此时供电电源同样无切换断点出现。

由此，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，可由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，当任一电源异常时，可通过另一电源独立为负载供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

需要说明的是，在第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电时，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2为负载提供功率的比例，和第一三相交流电源U1对应的第一至第三输入绕组N1～N3的匝数与第二三相交流电源U2对应的第四至第六输入绕组N4～N6的匝数的大小存在着一定的关系。其中，当第一至第三输入绕组N1～N3的匝数小于第四至第六输入绕组N4～N6的匝数时，对应的，第一三相交流电源U1为负载提供功率大于第二三相交流电源U2为负载提供功率；相反地，当第一至第三输入绕组N1～N3的匝数大于第四至第六输入绕组N4～N6的匝数时，对应的，第一三相交流电源U1为负载提供功率小于第二三相交流电源U2为负载提供功率。

因此，在实际应用中，可根据用户的需求和具体的应用场景，对第一至第六输入绕组N1～N6的匝数进行相应的调节。

在本公开的一个实施例中，如果第一三相交流电源U1与第二三相交流电源U2的各相电压幅值相同，那么为了保证负载侧供电电压稳定，即，无论第一三相交流电源U1供电、第二三相交流电源U2供电、还是第一三相交流电源U1与第二三相交流电源U2同时供电，负载侧的供电电压均相同，可以设置第一至第六输入绕组N1～N6的匝数相同。

在本公开的另一个实施例中，如果第一三相交流电源U1与第二三相交流电源U2的各相电压幅值不同，那么为了保证负载侧供电电压稳定，可以设置第一至第三输入绕组N1～N3的匝数与第四至第六输入绕组N4～N6的匝数不同，其中，第一至第三输入绕组N1～N3的匝数相同，第四至第六输入绕组N4～N6的匝数相同。例如，如果第一三相交流电源U1的各相电压幅值与第二三相交流电源U2的各相电压幅值的比值为a：b，则可设置第一至第三输入绕组N1～N3的匝数与第四至第六输入绕组N4～N6的匝数的比值为a：b。

为了方便控制，本申请以第一至第六输入绕组N1～N6的匝数相同为例就行说明。

对应的，在本公开的一个实施例中，当第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和第四输入绕组N4磁耦合时，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2，分别为与负载提供二分之一功率；当第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，第二输出绕组N8与第二输入绕组N2磁耦合，第三输出绕组N9与第三输入绕组N3磁耦合时，第一三相交流电源U1单独为负载提供功率；当第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8与第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9与第四输入绕组N4磁耦合时，第二电源单独为负载提供功率。

具体而言，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，如图5a所示，第一三相交流电源U1中的第一相电压U1a与第二三相交流电源U2中的第二相电压U2b进行矢量相加，以得到三相交流供电电压的第一相电压Uoa，其中，三相交流供电电压的第一相电压Uoa的幅值与第一三相交流电源U1中的第一相电压U1a和第二三相交流电源U2中的第二相电压U2b的幅值均相同；第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和第六输入绕组N6磁耦合，如图5b所示，第一三相交流电源U1中的第二相电压U1b与第二三相交流电源U2中的第三相电压U2c进行矢量相加，以得到三相交流供电电压的第二相电压Uob，其中，三相交流供电电压的第二相电压Uob的幅值与第一三相交流电源U1中的第二相电压U1b和第二三相交流电源U2中的第三相电压U2c的幅值均相同；第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和第四输入绕组N4磁耦合，如图5c所示，第一三相交流电源U1中的第三相电压U1c与第二三相交流电源U2中的第一相电压U2a进行矢量相加，以得到三相交流供电电压的第三相电压Uoc，其中，三相交流供电电压的第三相电压Uoc的幅值与第一三相交流电源U1中的第三相电压U1c与第二三相交流电源U2中的第一相电压U2a的幅值均相同，通过输出的三相交流供电电压可直接为负载供电，其中，三相交流供电电压的幅值与第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2的幅值均相等。由此，可由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，并且第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2各带50％的负载。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8与第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9与第四输入绕组N4磁耦合，此时，三相交流供电电压的第一相电压Uoa等于第二三相交流电源U2中的第二相电压U2b，三相交流供电电压的第二相电压Uob等于第二三相交流电源U2中的第三相电压U2c，三相交流供电电压的第三相电压Uoc等于第二三相交流电源U2中的第一相电压U2a，通过输出的三相交流供电电压可直接为负载供电，其中，输出的三相交流供电电压的幅值与第二三相交流电源U2的幅值相等。由此，可由第二三相交流电源U2独立为负载供电，且由于第二三相交流电源U2一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点。

当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，第二输出绕组N8与第二输入绕组N2磁耦合，第三输出绕组N9与第三输入绕组N3磁耦合，此时，三相交流供电电压的第一相电压Uoa等于第一三相交流电源U1中的第一相电压U1a，三相交流供电电压的第二相电压Uob等于第一三相交流电源U1中的第二相电压U1b，三相交流供电电压的第三相电压Uoc等于第一三相交流电源U1中的第三相电压U1c，通过输出的三相交流供电电压可直接为负载供电，其中，输出的三相交流供电电压的幅值与第一三相交流电源U1的幅值相等。由此，可由第一三相交流电源U1独立为负载供电，且由于第一三相交流电源U1一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点。

由此，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，可由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，并且，第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2各带50％负载，当任一电源异常时，可切换至另一电源带100％负载，以通过另一电源独立为负载供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。其中，在切换过程中，为负载供电的输出的三相交流供电电压的幅值也不会发生改变，从而进一步提高了为负载进行供电的稳定性。

基于上述实施例，在实际应用中，上述实施例中的第一至第六输入绕组N1～N6，以及第一至第三输出绕组N7～N9有多种设置方式，对应的，切换组件的结构也各不相同。

可选地，在本公开的一个实施例中，如图6所示，切换组件100可包括：第一三相磁感应单元101及第二三相磁感应单元102，第一至第六输入绕组N1～N6，以及第一至第三输出绕组N7～N9可分别绕设于第一三相磁感应单元101和第二三相磁感应单元102的芯柱上。其中，第一至第三输入绕组N1～N3分别绕设于第一三相磁感应单元101的第一芯柱、第二芯柱及第三芯柱上，第四至第六输入绕组N4～N6分别绕设于第二三相磁感应单元102的第一芯柱、第二芯柱及第三芯柱上，且第一输出绕组N7绕设于第一三相磁感应单元101的第一芯柱及第二三相磁感应单元102的第二芯柱上，第二输出绕组N8绕设于第一三相磁感应单元101的第二芯柱及第二三相磁感应单元102的第三芯柱上，第三输出绕组N9绕设于第一三相磁感应单元101的第三芯柱及第二三相磁感应单元102的第一芯柱上。

其中，第一三相磁感应单元101与第二三相磁感应单元102相互叠加设置，且第一三相磁感应单元101与第二三相磁感应单元102的垂直投影相互重合(如图6所示，第一三相磁感应单元101设置在前，第二三相磁感应单元102设置在后)。其中，第一三相磁感应单元101的第一芯柱与第二三相磁感应单元102的第二芯柱、第一三相磁感应单元101的第二芯柱与第二三相磁感应单元102的第三芯柱以及第一三相磁感应单元101的第三芯柱与第一三相磁感应单元101的第三芯柱及第二三相磁感应单元102的第一芯柱的侧视图可如图7所示。

由此，通过将第一至第六输入绕组N1～N6，以及第一至第三输出绕组N7～N9分别绕设在第一三相磁感应单元101和第二三相磁感应单元102的芯柱上，可实现在第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，并且在任一电源异常时，可切换至直接通过另一电源独立为负载供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。其实现原理与上述实施例中的描述类似，因此，其具体实现方式可参考上述实施例中的实现过程，此处不再赘述。

可选地，在本公开的另一个实施例中，如图8所示，切换组件100还可包括：第一至第六单相磁感应单元103～108，第一至第六输入绕组N1～N6，以及第一至第三输出绕组N7～N9也可分别绕设于第一单相磁感应单元103、第二单相磁感应单元104、第三单相磁感应单元105、第四单相磁感应单元106、第五单相磁感应单元107和第六单相磁感应单元108的芯柱上。其中，第一至第六输入绕组N1～N6，分别绕设于第一至第六单相磁感应单元103～108的一侧芯柱上，第一输出绕组N7绕设于第一单相磁感应单元103及第五单相磁感应单元107的另一侧芯柱上，第二输出绕组N8设于第二单相磁感应单元104及第六单相磁感应单元108的另一侧芯柱上，第三输出绕组N9设于第三单相磁感应单元105及第四单相磁感应单元106的另一侧芯柱上。

其中，第一单相磁感应单元103与第五单相磁感应单元107相互叠加设置(如图8所示，第一单相磁感应单元103设置在前，第五单相磁感应单元107设置在后)，第二单相磁感应单元104与第六单相磁感应单元108相互叠加设置(如图8所示，第二单相磁感应单元104设置在前，第六单相磁感应单元108设置在后)，第三单相磁感应单元105与第四单相磁感应单元106相互叠加设置(如图8所示，第三单相磁感应单元105设置在前，第四单相磁感应单元106设置在后)，且第一单相磁感应单元103与第五单相磁感应单元107的垂直投影相互重合，第二单相磁感应单元104与第六单相磁感应单元108的垂直投影相互重合，第三单相磁感应单元105与第四单相磁感应单元106的垂直投影相互重合。

由此，通过将第一至第六输入绕组N1～N6，以及第一至第三输出绕组N7～N9分别绕设在第一至第六单相磁感应单元103～108的芯柱上，可实现在第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，并且在任一电源异常时，可切换至直接通过另一电源独立为负载供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。其实现原理与上述实施例中的描述类似，因此，其具体实现方式可参考上述实施例中的实现过程，此处不再赘述。

进一步而言，在实际应用过程中，除了可通过保护开关实现在任一电源异常，切换至另一电源独立为负载供电外，还可通过其他的方式实现切换的功能，其中，作为一种可能的实施方式，可在切换组件中设置特殊的磁感应单元，以实现上述切换的功能。

在本公开的一个实施例中，如图9所示，切换组件100还包括：用于分别绕设第一至第六输入绕组N1～N6的第一至第六磁感应单元109～114，其中，第一至第六磁感应单元109～114具有缺口，第一至第六输入绕组N1～N6分别绕设于第一至第六磁感应单元109～114的第一端，第一输出绕组N7绕设于第一磁感应单元109及第五磁感应单元113的第二端，第二输出绕组N8绕设于第二磁感应单元110及第六磁感应单元114的第二端，第三输出绕组N9绕设于第三磁感应单元111及第四磁感应单元112的第二端；分别设置在第一至第六磁感应单元109～114缺口处的第一至第六承载件115～120；以及，分别位于第一至第六承载件115～120中的第一至第六磁感应调节单元121～126。其中，第一至第六磁感应调节单元121～126用于对第一输出绕组至第三输出绕组N7～N9的耦合磁路进行调节。

其中，第一磁感应单元109与第五磁感应单元113相互叠加设置(如图9所示，第一磁感应单元109设置在前，第五磁感应单元113设置在后)，第二磁感应单元110与第六磁感应单元114相互叠加设置(如图9所示，第二磁感应单元110设置在前，第六磁感应单元114设置在后)，第三磁感应单元111与第四磁感应单元112相互叠加设置(如图9所示，第三磁感应单元111设置在前，第四磁感应单元112设置在后)，且第一磁感应单元109与第五磁感应单元113的垂直投影相互重合，第二磁感应单元110与第六磁感应单元114的垂直投影相互重合，第三磁感应单元111与第四磁感应单元112的垂直投影相互重合。

需要说明的是，上述实施例中，第一至第六磁感应调节单元121～126工作的原理为：第一至第六磁感应调节单元121～126分别位于承载件中与第一至第六缺口相对应的位置时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路导通；以及第一至第六磁感应调节单元121～126分别位于承载件中与第一至第六缺口相错开的位置时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路断开。

具体而言，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，可控制第一至第六磁感应调节单元121～126分别移动至第一至第六缺口相对应的位置，使得第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路均导通，此时，第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和第四输入绕组N4磁耦合，从而可实现由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，可控制第一至第三磁感应调节单元121～123移出第一至第三缺口相对应的位置，并移动至承载件中与第一至第三缺口相错开的位置，使得第一至第三磁感应单元109～111的磁感应通路断开，并控制第四至第六磁感应调节单元124～126维持在当前位置不变，使得第四至第六磁感应单元112～114的磁感应通路维持导通状态，此时，第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8与第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9与第四输入绕组N4磁耦合，从而实现由第二三相交流电源U2开始独立为负载供电，且由于第二三相交流电源U2U2一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点。

当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，可控制第四至第六磁感应调节单元124～126移出第四至第六缺口相对应的位置，并移动至承载件中与第四至第六缺口相错开的位置，使得第四至第六磁感应单元112～114的磁感应通路断开，并控制第一至第三磁感应调节单元121～123维持在当前位置不变，使得第一至第三磁感应单元109～111的磁感应通路维持导通状态，此时，第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，第二输出绕组N8与第二输入绕组N2磁耦合，第三输出绕组N9与第三输入绕组N3磁耦合，从而实现由第一三相交流电源U1开始独立为负载供电，此时供电电源同样无切换断点出现。

由此，在第一至第六磁感应单元109～114中分别设置缺口，在第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，控制第一至第六磁感应调节单元121～126分别移动至第一至第六缺口相对应的位置，由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电，当任一电源异常时，控制异常电源对应的磁感应调节单元移出对应的缺口，以通过另一电源独立为与供电装置连接的负载供电，从而能够实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

基于上述实施例，在任一电源异常时，为了能够方便有效地将切换至另一电源独立为负载供电，可设置位置调节单元来调节对应的磁感应调节单元，从而实现切换功能。

在本公开的一个实施例中，如图10所示，切换组件100还包括：分别与第一至第六磁感应调节单元121～126相连的第一至第六位置调节单元127～132。其中，第一至第六位置调节单元127～132可为旋钮，或者拨动器。

其中，第一至第三位置调节单元127～129关联设置、且第四至第六位置调节单元130～132关联设置，也就是说，第一至第三位置调节单元127～129同步调节，即第一至第三位置调节单元127～129同时移入对应的缺口，或者同时移出对应的缺口，并且移动的幅度相同；第四至第六位置调节单元130～132同步调节，即第四至第六位置调节单元130～132同时移入对应的缺口，或者同时移出对应的缺口，并且移动的幅度相同。

具体而言，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，第一至第六位置调节单元127～132调节第一至第六磁感应调节单元121～126分别移动至第一至第六缺口相对应的位置，使得第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路均导通，此时，第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8分别与第二输入绕组N2和第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9分别与第三输入绕组N3和第四输入绕组N4磁耦合，从而可实现由第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2同时为负载供电。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，第一至第三位置调节单元127～129同时调节第一至第三磁感应调节单元121～123移出第一至第三缺口相对应的位置，并移动至对应的承载件中与第一至第三缺口相错开的位置，使得第一至第三磁感应单元109～111的磁感应通路同时断开，并控制第四至第六磁感应调节单元124～126维持在当前位置不变，使得第四至第六磁感应单元112～114的磁感应通路维持导通状态，此时，第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，第二输出绕组N8与第六输入绕组N6磁耦合，第三输出绕组N9与第四输入绕组N4磁耦合，从而实现由第二三相交流电源U2开始独立为与供电装置连接的负载供电，且由于第二三相交流电源U2一直在供电回路中，使得供电电源不会出现切换断点。

当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，第四至第六位置调节单元130～132同时调节第四至第六磁感应调节单元124～126移出第四至第六缺口相对应的位置，并移动至对应的承载件中与第四至第六缺口相错开的位置，使得第四至第六磁感应单元112～114的磁感应通路同时断开，并控制第一至第三磁感应调节单元121～123维持在当前位置不变，使得第一至第三磁感应单元109～111的磁感应通路维持导通状态，此时，第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，第二输出绕组N8与第二输入绕组N2磁耦合，第三输出绕组N9与第三输入绕组N3磁耦合，从而实现由第一三相交流电源U1开始独立为负载供电，此时供电电源同样无切换断点出现。

由此，在电源异常时，位置调节单元仅是调节对应的磁感应调节单元移出缺口，使得对应的磁感应通路由导通状态切换至断开状态，因此，能够实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

基于上述实施例，为了使位置调节单元能够更加准确地将磁感应调节单元调节到对应的缺口，还可设置限位单元以限制磁感应调节单元移动的范围。

在本公开的一个实施例中，如图11所示，切换组件100还包括：分别位于第一至第六承载组件115～120两端的第一至第十二限位单元133～142。其中，第一承载组件115的两端分别设置第一限位单元133和第二限位单元134，第二承载组件116的两端分别设置第三限位单元135和第四限位单元136，第三承载组件117的两端分别设置第五限位单元137和第六限位单元138，第四承载组件118的两端分别设置第七限位单元139和第八限位单元140，第五承载组件119的两端分别设置第九限位单元141和第十限位单元142，第六承载组件120的两端分别设置第十一限位单元143和第十二限位单元144。

其中，第一至第六磁感应调节单元121～126分别与奇数位限位单元接触时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路导通，第一至第六磁感应调节单元121～126分别与偶数位限位单元接触时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路断开。

也就是说，当第一至第六磁感应调节单元121～126分别与第一限位单元133、第三限位单元135、第五限位单元137、第七限位单元139、第九限位单元141和第十一限位单元143接触时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路导通，当第一至第六磁感应调节单元121～126分别与第二限位单元134、第四限位单元136、第六限位单元138、第八限位单元140、第十限位单元142和第十二限位单元144接触时，第一至第六磁感应单元109～114的磁感应通路断开。

由此，通过限位单元对磁感应调节单元移动的范围进行限定，以避免出现磁感应调节单元移过缺口的情况，从而能够更加准确地对磁感应调节单元进行调节，提高了系统的可靠性。

需要说明的是，在上述实施例中，在一定范围内，输出的三相电压的幅值和相位与磁感应调节单元移入缺口的比例(即，磁感应调节单元移入缺口的长度与磁感应调节单元总长度的比例，或者磁感应调节单元移入缺口的体积与磁感应调节单元总体积的比例)存在着一定的关系。因此，在实际应用中，还可根据用户的需求和实际应用场景，通过调节磁感应调节单元移入缺口的比例，调节输出的三相电压的幅值和相位，以为负载供电。

举例而言，不妨以三相交流供电电压的第一相电压Uoa为例进行说明。其中，如图12所示，当第一三相交流电源U1和第二三相交流电源U2均正常工作时，第一输出绕组N7分别与第一输入绕组N1和第五输入绕组N5磁耦合，此时，如果第一磁感应调节单元121移入缺口的比例为100％(即，第一磁感应调节单元121与第一限位单元133接触)，并且第五磁感应调节单元125移入缺口的比例为100％(即，第五磁感应调节单元125与第九限位单元141接触)，则第一磁感应调节单元121第二端产生的电压为U1a_1(幅值为U1a，相位为0°)，第五磁感应调节单元125第二端产生的电压为U2b_1(幅值为U2b，相位为120°)，此时，三相交流供电电压的第一相电压为Uoa_1(幅值为Uoa，相位为60°)；如果第一磁感应调节单元121移入缺口的比例小于100％，并且第五磁感应调节单元125移入缺口的比例为100％，则第一磁感应调节单元121的磁感应通路中传导的磁感线条数会降低，并且第五磁感应调节单元125的磁感应通路中传导的磁感线条数不变，对应的，第一磁感应调节单元121第二端产生的电压为U1a_2(幅值小于U1a，相位为0°)，第五磁感应调节单元125第二端产生的电压仍为U2b_1(幅值为U2b，相位为120°)，此时，三相交流供电电压的第一相电压为Uoa_2(幅值小于Uoa，相位大于60°且小于120°)；如果第一磁感应调节单元121移入缺口的比例为100％，并且第五磁感应调节单元125移入缺口的比例小于100％，则第一磁感应调节单元121的磁感应通路中传导的磁感线条数不变，第五磁感应调节单元125的磁感应通路中传导的磁感线条数降低，对应的，第一磁感应调节单元121第二端产生的电压为U1a_1(幅值为U1a，相位为0°)，第五磁感应调节单元125第二端产生的电压为U2b_2(幅值小于U2b，相位为120°)，此时，三相交流供电电压的第一相电压为Uoa_3(幅值小于Uoa，相位大于0°且小于60°)。

当第一三相交流电源U1出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第五输入绕组N5磁耦合，此时，通过调节第五磁感应调节单元125移入缺口的比例，可调节第五磁感应调节单元125的磁感应通路中传导的磁感线条数，从而可调节三相交流供电电压的第一相电压的幅值；当第二三相交流电源U2出现异常，无法供电时，第一输出绕组N7与第一输入绕组N1磁耦合，此时，通过调节第一磁感应调节单元121移入缺口的比例，可调节第一磁感应调节单元121的磁感应通路中传导的磁感线条数，从而可调节三相交流供电电压的第一相电压的幅值。

需要说明的是，三相交流供电电压的第二相电压Uob和三相交流供电电压的第三相电压Uoc的电压调节方式，与三相交流供电电压的第一相电压Uoa的电压调节方式相似，具体的调节过程可参照上述实施例，在此不再详述。

由此，通过改变磁感应单元的磁感应通路以调节输入、输出线圈的耦合度，从而能够对输出电压进行有效地调节，调节方式简单高效。

综上所述，本公开的实施例提供的供电装置，通过切换组件控制第一三相交流电源和第二三相交流电源错位叠加，以使第一三相交流电源和第二三相交流电源共同对负载进行供电，并确保在任一电源发生故障时，另一电源依然能够持续对负载进行供电，从而实现无断点切换，满足精密设备仪器的供电需求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：第一三相交流电源、第二三相交流电源及切换组件；

其中，所述切换组件具有第一输入端组和第二输入端组，所述第一输入端组用于接入所述第一三相交流电源的输出电压，所述第二输入端组用于接入所述第二三相交流电源的输出电压；

所述切换组件的输出端组与负载连接，所述切换组件用于将所述第一三相交流电源和所述第二三相交流电源的输出电压进行错相相加，以向所述负载输出相加后的三相交流供电电压；

所述切换组件，还包括：第一开关集、第二开关集和多个绕组；所述第一开关集，用于控制所述切换组件的第一输入端组与所述第一三相交流电源间的连接状态；所述第二开关集，用于控制所述切换组件的第二输入端组与所述第二三相交流电源间的连接状态；所述多个绕组，用于将所述第一三相交流电源和所述第二三相交流电源的输出电压进行错相相加，使得在所述第一三相交流电源供电、所述第二三相交流电源供电或者所述第一三相交流电源与所述第二三相交流电源U2同时供电的情况下，负载侧的供电电压均相同。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述切换组件，还用于在所述第一三相交流电源及所述第二三相交流电源中任一三相交流电源故障时，控制另一三相交流电源向所述负载提供三相交流供电电压。

3.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，

所述第一开关集中，包含分别与所述第一三相交流电源的三相电压输出端及所述第一输入端组连接的第一至第三开关，其中，所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关的控制端互相关联；

所述第二开关集中，包含分别与所述第二三相交流电源的三相电压输出端及所述第二输入端组连接的第四至第六开关，其中，所述第四开关、所述第五开关及所述第六开关的控制端互相关联。

4.如权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述第一至第三开关，用于在所述第一三相交流电源异常时，断开所述第一三相交流电源的三相电压输出端与所述第一输入端组的连接；

所述第四至第六开关，用于在所述第二三相交流电源异常时，断开所述第二三相交流电源的三相电压输出端与所述第二输入端组的连接。

5.如权利要求1-4任一所述的供电装置，其特征在于，所述第一输入端组包含第一至第三输入绕组，所述第二输入端组包含第四至第六输入绕组，所述输出端组包含第一至第三输出绕组；

所述切换组件，还包括：第一三相磁感应单元及第二三相磁感应单元；

其中，所述第一至第三输入绕组分别绕设于所述第一三相磁感应单元的第一芯柱、第二芯柱及第三芯柱上，所述第四至第六输入绕组分别绕设于所述第二三相磁感应单元的第一芯柱、第二芯柱及第三芯柱上，且所述第一输出绕组绕设于所述第一三相磁感应单元的第一芯柱及第二三相磁感应单元的第二芯柱上，所述第二输出绕组绕设于所述第一三相磁感应单元的第二芯柱及第二三相磁感应单元的第三芯柱上，所述第三输出绕组绕设于所述第一三相磁感应单元的第三芯柱及第二三相磁感应单元的第一芯柱上。

6.如权利要求5所述的供电装置，其特征在于，所述第一三相磁感应单元与所述第二三相磁感应单元相互叠加设置，且所述第一三相磁感应单元与所述第二三相磁感应单元的垂直投影相互重合。

7.如权利要求1-4任一所述的供电装置，其特征在于，所述第一输入端组包含第一至第三输入绕组，所述第二输入端组包含第四至第六输入绕组，所述输出端组包含第一至第三输出绕组；

所述切换组件，还包括：第一至第六单相磁感应单元；

其中，所述第一至第六输入绕组，分别绕设于所述第一至第六单相磁感应单元的一侧芯柱上，所述第一输出绕组绕设于所述第一单相磁感应单元及所述第五单相磁感应单元的另一侧芯柱上，所述第二输出绕组设于所述第二单相磁感应单元及所述第六单相磁感应单元的另一侧芯柱上，所述第三输出绕组设于所述第三单相磁感应单元及所述第四单相磁感应单元的另一侧芯柱上。

8.如权利要求7所述的供电装置，其特征在于，所述第一单相磁感应单元与所述第五单相磁感应单元相互叠加设置，所述第二单相磁感应单元与所述第六单相磁感应单元相互叠加设置，所述第三单相磁感应单元与所述第四单相磁感应单元相互叠加设置，且所述第一单相磁感应单元与所述第五单相磁感应单元的垂直投影相互重合，所述第二单相磁感应单元与所述第六单相磁感应单元的垂直投影相互重合，所述第三单相磁感应单元与所述第四单相磁感应单元的垂直投影相互重合。

9.如权利要求7所述的供电装置，其特征在于，在所述第一三相交流电源与所述第二三相交流电源的各相电压幅值相同的情况下，所述第一至第六输入绕组的匝数相同。

10.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述第一输入端组包含第一至第三输入绕组，所述第二输入端组包含第四至第六输入绕组，所述输出端组包含第一至第三输出绕组；

所述切换组件，还包括：

用于分别绕设所述第一至第六输入绕组的第一至第六磁感应单元，其中，所述第一至第六磁感应单元具有缺口，所述第一至第六输入绕组分别绕设于所述第一至第六磁感应单元的第一端，所述第一输出绕组绕设于所述第一磁感应单元及所述第五磁感应单元的第二端，所述第二输出绕组绕设于所述第二磁感应单元及所述第六磁感应单元的第二端，所述第三输出绕组绕设于所述第三磁感应单元及所述第四磁感应单元的第二端；

分别设置在所述第一至第六磁感应单元缺口处的第一至第六承载件；以及

分别位于所述第一至第六承载件中的第一至第六磁感应调节单元，用于对所述第一输出绕组至第三输出绕组的耦合磁路进行调节。

11.如权利要求10所述的供电装置，其特征在于，所述第一磁感应单元与所述第五磁感应单元相互叠加设置，所述第二磁感应单元与所述第六磁感应单元相互叠加设置，所述第三磁感应单元与所述第四磁感应单元相互叠加设置，且所述第一磁感应单元与所述第五磁感应单元的垂直投影相互重合，所述第二磁感应单元与所述第六磁感应单元的垂直投影相互重合，所述第三磁感应单元与所述第四磁感应单元的垂直投影相互重合。

12.如权利要求10所述的供电装置，其特征在于，所述第一至第六磁感应调节单元分别位于所述承载件中与所述第一至第六缺口相对应的位置时，所述第一至第六磁感应单元的磁感应通路导通；以及

所述第一至第六磁感应调节单元分别位于承载件中与所述第一至第六缺口相错开的位置时，所述第一至第六磁感应单元的磁感应通路断开。

13.如权利要求12所述的供电装置，其特征在于，所述切换组件，还包括：分别与所述第一至第六磁感应调节单元相连的第一至第六位置调节单元。

14.如权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述第一至第三位置调节单元关联设置、且所述第四至第六位置调节单元关联设置。

15.如权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述第一至第六位置调节单元为旋钮或者拨动器。

16.如权利要求13所述的供电装置，其特征在于，所述切换组件，还包括：分别位于所述第一至第六承载组件两端的第一至第十二限位单元，其中，所述第一至第六磁感应调节单元分别与奇数位限位单元接触时，所述第一至第六磁感应单元的磁感应通路导通，所述第一至第六磁感应调节单元分别与偶数位限位单元接触时，所述第一至第六磁感应单元的磁感应通路断开。

Images