[發(fā)明專利]用于故障穿越的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611016088.1
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN107069691B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.維加延;S.普拉巴卡蘭;J.O.科林斯;V.馬哈德瓦伊爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J3/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜冰;姜甜

本公開的發(fā)明名稱是“用于故障穿越的系統(tǒng)和方法”。一種處于與源105和多個負(fù)載106的操作關(guān)聯(lián)中的配電系統(tǒng)100包含：轉(zhuǎn)換器102；配電單元104，包含多個固態(tài)功率控制器，且配置成將電力從轉(zhuǎn)換器102提供到所述多個負(fù)載106；以及故障保護(hù)單元108，在操作上耦合到轉(zhuǎn)換器102、配電單元104或兩者。故障保護(hù)單元108包含：傳感器114，配置成感測配電單元104和轉(zhuǎn)換器102的至少一個的輸出端子處的電流；以及控制器110，配置成將所感測電流與電流的對應(yīng)閾值進(jìn)行比較，基于所述比較來識別多個負(fù)載106、配電單元104和轉(zhuǎn)換器102的至少一個中故障的存在，且激活期望保護(hù)方案以在故障存在期間提供故障穿越。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書的實施例一般涉及配電系統(tǒng)，以及更具體來說涉及配置成穿越（ridethrough）任何關(guān)聯(lián)故障的直流(DC)配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常，飛行器中使用的配電系統(tǒng)是交流(AC)配電系統(tǒng)。但是，最近正商討飛行器中的直流(DC)配電系統(tǒng)的使用。DC配電系統(tǒng)的使用幫助避免變壓器的使用，由此減小配電系統(tǒng)的底座（footprint）。

飛行器、船舶、工業(yè)應(yīng)用和軍事應(yīng)用中使用的DC配電系統(tǒng)通常包含用于為多個28伏特(V)負(fù)載饋電的轉(zhuǎn)換器。這個轉(zhuǎn)換器配置成將輸入電壓從+/-270 V DC下轉(zhuǎn)換到28 VDC。此外，轉(zhuǎn)換器經(jīng)由配電單元向28 V負(fù)載的每個提供電力，其中配電單元包含開關(guān)的集合體。

在操作期間，這些28 V負(fù)載可遭遇不同類型的故障。有故障負(fù)載引起對經(jīng)由配電單元來自轉(zhuǎn)換器的較高電流值的需求。另外，當(dāng)28 V負(fù)載耦合到DC配電系統(tǒng)時，在初始期期間，存在對來自轉(zhuǎn)換器的電流的突然高需求。對電流的突然高需求進(jìn)而引起對DC配電系統(tǒng)的損壞。

一般來說，在DC配電系統(tǒng)中，與配電單元的總額定值相比，轉(zhuǎn)換器向配電單元提供基本上相似或者略高的輸出電流。因此，從配電單元所吸取的任何過電流也從轉(zhuǎn)換器吸取。在一個示例中，供飛行器中使用的DC配電系統(tǒng)設(shè)計成對長達(dá)100毫秒耐受高達(dá)過電流的十倍。因此，轉(zhuǎn)換器需要設(shè)計成對至少100毫秒提供較高電流值。轉(zhuǎn)換器設(shè)計的任何修改引起轉(zhuǎn)換器的尺寸、重量和/或成本的增加。另外，轉(zhuǎn)換器的總額定值可相當(dāng)大地增加。

發(fā)明內(nèi)容

按照本說明書的方面，提供一種用于提供故障穿越的配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)處于與源和多個負(fù)載的操作關(guān)聯(lián)中。該系統(tǒng)包含：轉(zhuǎn)換器；配電單元，包含多個固態(tài)功率控制器，并且配置成將電力從轉(zhuǎn)換器提供到所述多個負(fù)載；以及故障保護(hù)單元，在操作上耦合到轉(zhuǎn)換器、配電單元或兩者。故障保護(hù)單元包含傳感器，其配置成感測配電單元和轉(zhuǎn)換器的至少一個的輸出端子處的電流。此外，故障保護(hù)單元包含控制器，其配置成將所感測電流與電流的對應(yīng)閾值進(jìn)行比較，基于該比較來識別所述多個負(fù)載、配電單元和轉(zhuǎn)換器的至少一個中故障的存在，并且激活期望保護(hù)方案以在故障的存在期間提供故障穿越。

按照本說明書的另一方面，提供一種用于提供配電系統(tǒng)中的故障穿越的方法，其中系統(tǒng)處于與源和多個負(fù)載的操作關(guān)聯(lián)中。該方法包含使用傳感器來感測配電系統(tǒng)的配電單元和轉(zhuǎn)換器的至少一個的輸出端子處的電流。此外，該方法包含使用配電系統(tǒng)中的故障保護(hù)單元的控制器，經(jīng)由故障保護(hù)單元的控制器將配電單元和轉(zhuǎn)換器的所述至少一個的輸出端子處所感測的電流與電流的對應(yīng)閾值進(jìn)行比較。此外，該方法包含使用所述控制器基于該比較來識別多個負(fù)載、配電單元和轉(zhuǎn)換器的至少一個中故障的存在。該方法還包含使用所述控制器激活期望保護(hù)方案，以在故障的存在期間提供故障穿越。

由此，本公開提供以下技術(shù)方案：

技術(shù)方案1. 一種用于提供故障穿越的配電系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)處于與源和多個負(fù)載的操作關(guān)聯(lián)中，所述系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)換器；

配電單元，包括多個固態(tài)功率控制器，并且配置成將電力從所述轉(zhuǎn)換器提供到所述多個負(fù)載；

故障保護(hù)單元，在操作上耦合到所述轉(zhuǎn)換器、所述配電單元或兩者，其中所述故障保護(hù)單元包括：