[發明專利]能量變換設備及相關的分配方法

有效

• 申請號: 201210147195.3
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102684456A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: B·鮑切茲;L·德索薩
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機控制系統公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M7/66
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及能量變換領域，更具體地涉及具有多個變換器的變換設備和在不同變換器間的功率分配。

背景技術

通常，變換器提供功率，被認作變換功率，以執行變換功能。而且，變換器吸收功率用于其內部操作。變換器的效率與變換功率和變換器吸收的功率之間的比率相關。

現有技術中公知的是使用具有多個變換器的變換設備，其中高功率的變換器由并聯工作的多個低功率變換器替代，以提供一個相當于由高功率的變換器提供的功率的合成功率。因此，如果變換功率低，一些變換器可以不被啟用以節省其吸收的對應的功率。

此外，如圖1所示，作為向其提供的功率C的函數的變換器的效率R并不是恒定的。效率對于低功率電源來說較低。因此顯得有必要防止變換器工作于效率低的低功率區Z1，并鼓勵變換器使用在效率高的額定區Z2和高功率區Z3。

因此，使用具有多個變換器的變換設備避免了當變換功率低時在低效率區使用高功率變換器。

然而，多變換器的變換設備的使用涉及需要在不同變換器之間管理總的變換功率的分配。

圖2示出了作為時間t的函數的變換功率C的示例變化趨勢，以及在具有四個變換器的變換設備的情況下，不同變換器分別提供的功率的相應變化趨勢。變換器的功率如圖所示為曲線A、B、C和D。因此，隨著總變換功率增加，第一變換器(曲線A)被使用直到在t1時刻達到的第一功率閾值S1(相當于第一變換器的最大功率)。越過閾值S1，第二變換器(曲線B)也被使用直到在t2時刻達到的第二功率閾值S2(相對于第一和第二變換器的最大功率的和)的功率。同樣地，閾值S3和S4由第三和第四變換器(曲線C和D)限定。在t4時刻，四個變換器被使用，接著變換功率減少。如果變換功率持續減少，第四變換器的變換功率接著減少，然后第三變換器的變換功率減少，依次類推。

因此，通過這種功率分配，第一變換器(曲線A)幾乎經常地使用，而第四變換器(曲線D)很少使用。這種不均衡的使用趨于由于第一變換器的過早磨損導致變換設備的過早磨損。

發明內容

因此，本發明的目的是公開一種在多變換器的變換設備中多個變換器之間分配總變換功率的方法，其使能不同變換器的基本相等的使用。本發明的目的也是公開一種不需要復雜的實施手段的簡單方法。

出于這種目的，本發明涉及一種用于在能量變換設備中至少兩個變換器間分配該能量變換設備的總功率的方法，一個變換器在無負載的情況下不被啟用，在有負載的情況下被啟用，變換器的變換功率的總和是變換設備的總功率，能量變換設備在第一電氣實體(electrical?entity)和第二電氣實體之間變換能量，其特征在于：

-每個變換器對應于在周期n的一個周期序列中的一個限定時段，n為變換設備中的變換器的數量，以及

-根據所述周期序列來逐步地切換使用所述變換器，以隨時間均衡至少兩個變換器的變換功率。

根據一個實施例，根據所述周期序列切換使用所述變換器包括以下步驟：

-當變換設備的總功率增加并且啟用的變換器中最后一個被啟用的變換器的變換功率大于或等于第一預定閾值時，該增加被應用到周期序列中的下一個變換器，以及

-如果變換設備的總功率減少，該減少被應用到啟用的變換器中第一個被啟用的變換器。

根據一個實施例，第一預定功率閾值是變換器的最大功率。

根據一個實施例，如果單個變換器啟用，并且所述變換器在自啟用起隨時間累積的變換功率達到第二預定閾值，則在周期序列中下一個變換器被啟用。

根據一個實施例，變換器是可逆的，并且能量變換可以首先對第二電氣實體實現，然后對第一電氣實體實現。

根據一個實施例，第一實體是電壓源，而第二實體是用于加電電動機的設備。

根據一個實施例，能量變換設備具有四個變換器。

根據一個實施例，變換器的功率按照變換器的效率特征的函數來分配。

根據一個實施例，根據周期序列控制變換器啟用的持續的逐步切換。

根據一個實施例，持續的逐步切換速度確定為變換器的熱時間常數的函數。

根據一個實施例，如果變換效率低于第一預定效率值，第一預定速度值的持續的逐步切換速度增加。

根據一個實施例，如果變換效率高于第二預定效率值，第二預定速度值的持續的逐步切換速度減少。

根據一個實施例，所述至少兩個變換器對應于一個環上的至少兩個部分，各部分與其各自的變換器的預定功率值成比例，所述至少兩個部分的結合構成整個環：