[發明專利]用于改進制動單元的響應時間的系統和方法

有效

• 申請號: 201510440604.2
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105305900B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: S.施勒德;A.帕諾斯延;C.貝爾德;H.肖姆伯格;董曉婷;U.利布謝爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00;H02P9/04;H02J3/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊美靈;張懿

一種制動系統包括轉換器、耦合到轉換器的輸出的電容器、并聯耦合到電容器的橋、耦合到橋的至少一個電感器、靠近該至少一個電感器布置的導電圓盤及開關單元控制器，開關單元控制器用于命令轉換器將從其供應的電壓的電平從第一電壓電平轉換到第二電壓電平，并且由此增大在電容器中存儲的能量，以及在接收制動命令時命令橋提升(ramp?up)該至少一個電感器中的電流以便在導電圓盤上誘發電磁力。

相關申請交叉引用

本申請是2012年6月28日提出，題為“電磁制動系統和方法”(ELECTROMAGNETICBRAKING SYSTEMS AND METHODS)的美國專利申請13/536245，該申請通過引用結合于本文中。

背景技術

本公開內容一般涉及發電系統，并且更具體地說，涉及在發電系統中制動單元的改進的響應時間。

一般情況下，在公用系統中發生故障時，公用系統中的電壓可突然降低一定量。電壓的此突然降低可導致發電機的電力輸出的驟降。因此，在發電機的電力輸出與來自引擎的機械動力輸入之間可存在不平衡。這又造成發電機的加速，而這可導致在發電機與電網之間失去同步。此外，如果發電機斷開連接，則可危及電網的穩定性。因此，最好是發電機保持到電網的同步，穿越(ride through)低電壓條件，并且能夠在故障清除后立即將電力饋送到電網。

各種技術可用于克服在故障條件期間發電機中快速加速的問題。一個此類技術是在發電系統中采用制動單元以控制發電機中轉子的速度。在一個示例中，制動單元包括靠近轉子布置的一個或更多個線圈，并且在電壓應用到這些線圈時，在轉子上誘發電磁制動力，從而相應地控制轉子的速度。由于線圈的電感性質，線圈中電流變化的速率受應用的電壓限制，并且可要求比所需制動響應時間更長的時間。為改進響應時間，更高電壓電源可耦合到線圈。然而，此類電源將增大制動單元的成本和大小，并且可能不可行。

因此，需要用于在轉子上提供有效和便宜的電磁制動的改進系統和方法。此外，需要提供具有快速響應時間的制動單元。

發明內容

根據本文中所述一個實施例，制動系統包括轉換器、耦合到轉換器的輸出的電容器、并聯耦合到電容器的橋、耦合到橋的至少一個電感器、靠近該至少一個電感器布置的導電盤及開關單元控制器，開關單元控制器用于命令轉換器將從其供應的電壓的電平從第一電壓電平轉換到第二電壓電平，并且由此增大在電容器中存儲的能量，以及在接收制動命令時命令橋提升(ramp-up)該至少一個電感器中的電流以便在導電盤上誘發電磁力。

根據本公開內容的又一方面，方法包括命令轉換器將從其供應的電壓的電平從第一電壓電平增大到第二電壓電平，并且由此增大在轉換器與橋之間并聯耦合的電容器中存儲的能量。方法還包括在接收制動命令時，促使橋提升在至少一個電感器中的電流以便在導電盤上誘發電磁力。

根據本公開內容的另一方面，發電系統包括耦合到可旋轉軸的導電盤、靠近導電盤布置的至少一個電感器、電源和耦合在電源與至少一個電感器之間的開關單元。開關單元包括轉換器、耦合到轉換器的輸出的電容器、并聯耦合到電容器的橋和開關單元控制器，開關單元控制器用于命令轉換器將從其供應的電壓的電平從第一電壓電平轉換到第二電壓電平，并且由此增大在電容器中存儲的能量，以及在接收制動命令時命令橋提升該至少一個電感器中的電流以便在導電盤上誘發電磁力。

提供了如下技術方案：

1. 一種制動系統，包括：

轉換器；

耦合到所述轉換器的輸出的電容器；

并聯耦合到所述電容器的橋；

耦合到所述橋的至少一個電感器；

靠近所述至少一個電感器布置的導電盤；以及