三相并行電力轉(zhuǎn)換器負(fù)載調(diào)節(jié)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]三相電力管理系統(tǒng)有時使用將三相電力傳輸?shù)讲煌娏ο脑O(shè)備的并行電力轉(zhuǎn)換器。這樣的三相電力管理系統(tǒng)可能遭受可靠性問題。
【附圖說明】
[0002]圖1是示例三相并行電力轉(zhuǎn)換器負(fù)載調(diào)節(jié)控制器的示意圖。
[0003]圖2是可由圖1的控制器執(zhí)行的示例方法的流程圖。
[0004]圖3是示例三相電力管理系統(tǒng)的示意圖。
[0005]圖4是可由圖3的系統(tǒng)執(zhí)行的示例方法的流程圖。
[0006]圖5是另一示例三相電力管理系統(tǒng)的示意圖。
[0007]圖6是又一示例三相電力管理系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]圖1示意性示出示例三相并行電力轉(zhuǎn)換器負(fù)載調(diào)節(jié)控制器20。如將在下文描述的，主動和智能地管理在并行單相電力轉(zhuǎn)換器之間的負(fù)載共享?？刂破?0調(diào)節(jié)單相并行電力轉(zhuǎn)換器的單獨(dú)負(fù)載以增強(qiáng)可靠性。
[0009]控制器20包括一個或多個處理單元以主動管理在電力轉(zhuǎn)換器之間的負(fù)載共享。為了這個應(yīng)用的目的，術(shù)語“處理單元”應(yīng)意指執(zhí)行包含在存儲器中的指令序列的目前開發(fā)的或未來開發(fā)的處理單元。指令序列的執(zhí)行使處理單元執(zhí)行諸如產(chǎn)生控制信號的步驟。指令可從只讀存儲器(ROM)、大容量存儲設(shè)備或某個其它持久存儲器被裝入隨機(jī)存取存儲器(RAM)中，以供處理單元執(zhí)行。在其它實(shí)施方式中，控制器20可包括可代替或結(jié)合軟件指令來使用以實(shí)施所描述功能的硬連線電路。例如，控制器20可被具體實(shí)現(xiàn)為一個或多個專用集成電路(ASIC)的部分。除非另外特別提到，“控制器”不限于硬件電路和軟件的任何特定組合，也不限于由處理單元執(zhí)行的指令的任何特定源。
[0010]如在控制器20的左側(cè)上示意性表示的，控制器20接收三相電力基礎(chǔ)設(shè)施的三相A、B、C中每個的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量M。在一個實(shí)施方式中，三相是A到中性、B到中性和C到中性(Y形電力配置)。在另一實(shí)施方式中，三相是A到B、B到C和C到Α(δ電力配置)。針對這三相中的每個所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量M指示在特定相上存在的電流。在一個實(shí)施方式中，由控制器20接收的度量M是電流本身的直接測量。例如，在一個實(shí)施方式中，控制器20從與每個相相關(guān)的直接感測三相中每個的電流的電流互感器接收信號。在另一實(shí)施方式中，由控制器20接收的度量M是電流的間接測量。例如，在一個實(shí)施方式中，控制器20從傳感器接收指示三相中每個的溫度的信號，其中溫度間接地指示電流的流量。用于感測溫度的傳感器的示例包括熱電偶和電阻溫度檢測器或熱敏電阻器，例如正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻器和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器。
[0011]獲得三個電相中每個的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量的位置位于三相電力源與電力轉(zhuǎn)換器的輸出端之間。在一個實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在向每個并行電力轉(zhuǎn)換器供應(yīng)電力的電力分配單元的輸出端處被感測。在另一實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在其它三相設(shè)備(例如互感器、發(fā)電機(jī)、斷路器或不間斷電源(UPS)或備用電池)的輸出端處被感測。在又一些其它實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在三相電源與并行電力轉(zhuǎn)換器的輸出端之間的其它電設(shè)備的輸出端處被感測。如將在下文中描述的，在一些實(shí)施方式中，控制器20在三相電源與并行電力轉(zhuǎn)換器的輸出端之間的不同級(例如電力分配單元的輸出端以及上游互感器或UPS的輸出端)處接收三個電相中每個的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量。
[0012]如在控制器20的右側(cè)上示意性指示的，基于所接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量和在負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量彼此或與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系，控制器20產(chǎn)生并輸出三個電相中每個的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號(LACS)。三相中每個的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號傳輸?shù)讲⑿袉蜗嚯娏D(zhuǎn)換器。為了本公開的目的，單相電力轉(zhuǎn)換器是轉(zhuǎn)換從三相電源中的一相或兩相一一線到中性(單相)或線到線(兩相)——接收的電力的電力轉(zhuǎn)換器。
[0013]負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號調(diào)節(jié)至少一個并行電力轉(zhuǎn)換器的電負(fù)載，以更好地滿足負(fù)載共享目標(biāo)。在一個實(shí)施方式中，由控制器20產(chǎn)生的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號調(diào)節(jié)在并行單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載，以增強(qiáng)在通過并行單相電力轉(zhuǎn)換器的三個電相上的電流平衡程度。在另一實(shí)施方式中，當(dāng)針對三相之一所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量超過指示可能有害的情況的預(yù)定閾值時，由控制器20產(chǎn)生的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號調(diào)節(jié)在并行單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載。在一個實(shí)施方式中，由控制器20產(chǎn)生的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號根據(jù)多個共享標(biāo)準(zhǔn)閾值中的哪個被滿足而為單相電力轉(zhuǎn)換器提供不同水平的負(fù)載調(diào)節(jié)。例如，控制器20可在第一標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第一程度的負(fù)載調(diào)節(jié)，在第二共享標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第二不同的更大程度的負(fù)載調(diào)節(jié)，以及在第三共享標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第三甚至更大程度的負(fù)載調(diào)節(jié)。
[0014]負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號通過增加單相電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以增加負(fù)載或降低單相電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓以降低負(fù)載，來調(diào)節(jié)在單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載。例如，在目標(biāo)是增強(qiáng)三相上的電流平衡的實(shí)施方式中，控制器20響應(yīng)于接收到指示相A被過載的共享標(biāo)準(zhǔn)度量，而產(chǎn)生降低連接到相A的那些電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和相應(yīng)負(fù)載的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號?？商娲兀憫?yīng)于接收到指示相A被過載的共享標(biāo)準(zhǔn)度量，控制器20產(chǎn)生增加連接到相B和相C的那些單相電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和相應(yīng)負(fù)載的負(fù)載調(diào)節(jié)控制信號。在又一些其它實(shí)施方式中，為了增強(qiáng)三相上的電流平衡，控制器20響應(yīng)于接收到指示相A被過載的共享標(biāo)準(zhǔn)度量，可產(chǎn)生增加連接到相B和相C的那些單相電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和相應(yīng)負(fù)載的負(fù)載調(diào)節(jié)信號，同時也產(chǎn)生降低連接到相A的那些單相電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和相應(yīng)負(fù)載的負(fù)載調(diào)節(jié)信號。當(dāng)所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量指示其它相被過載或指示三個電相不在彼此的預(yù)定范圍內(nèi)或沒有預(yù)定的平衡程度時，可進(jìn)行類似的調(diào)節(jié)。
[0015]圖2是示出用于管理在并行單相電力轉(zhuǎn)換器之間的負(fù)載共享的示例方法50的流程圖。如步驟52所指示的，控制器20接收三相電力基礎(chǔ)設(shè)施的三相中每個的共享標(biāo)準(zhǔn)度量。針對三相中的每個所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量M指示在特定相上存在的電流。在一個實(shí)施方式中，由控制器20接收的度量M是電流本身的直接測量。在另一實(shí)施方式中，由控制器20接收的度量M是電流的間接測量。在一個實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在向每個并行電力轉(zhuǎn)換器供電的電力分配單元的輸出端處被感測。在另一實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在互感器的輸出端處或在不間斷電源(UPS)或備用電池的輸出端處被感測。在又一些其它實(shí)施方式中，由控制器20接收的負(fù)載共享標(biāo)準(zhǔn)度量在三相電源與并行電力轉(zhuǎn)換器的輸出端之間的其它電設(shè)備的輸出端處被感測。
[0016]如步驟54所指示的，控制器20基于所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量來調(diào)節(jié)在單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載。控制器20調(diào)節(jié)至少一個并行電力轉(zhuǎn)換器的電負(fù)載，以更好地滿足負(fù)載共享目標(biāo)。在一個實(shí)施方式中，控制器20調(diào)節(jié)在并行單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載，以增強(qiáng)在通過并行單相電力轉(zhuǎn)換器的三個電相上的電流平衡程度。在另一實(shí)施方式中，當(dāng)針對三相之一所接收的共享標(biāo)準(zhǔn)度量超過指示可能有害的情況的預(yù)定閾值時，控制器20調(diào)節(jié)在并行單相電力轉(zhuǎn)換器上的負(fù)載。在一個實(shí)施方式中，控制器20根據(jù)多個共享標(biāo)準(zhǔn)閾值中的哪個被滿足而為單相電力轉(zhuǎn)換器提供不同水平的負(fù)載調(diào)節(jié)。例如，控制器20可在第一標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第一程度的負(fù)載調(diào)節(jié)，在第二共享標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第二不同的更大程度的負(fù)載調(diào)節(jié)，以及在第三共享標(biāo)準(zhǔn)閾值被滿足時提供第三甚至更大程度的負(fù)載調(diào)節(jié)。
[0017]圖3示意性示出合并控制器120(控制器20的示例實(shí)施方式)的示例三相電力管理系統(tǒng)100的示意圖。三相電力管理系統(tǒng)100包括電力分配單元102、電力消耗設(shè)備104、106和108、單相電力轉(zhuǎn)換器114A、114B、116A、116B、118A和118B、相度量傳感器119AU19B和119C(被共同稱為相度量傳感器119)、以及控制器120。電力分配單元102包括具有多個輸出端以為三個電相分配電力的三相設(shè)備。在一個實(shí)施方式中，電力分配單元102將一個或多個較大容量原始電力饋電變換成多個較低容量分布式電力饋電。在一個實(shí)施方式中，電力分配單元102包括智能rou、機(jī)架底部PDU和智力PDU或“電源板”。電力分配單元102包括與A相相關(guān)的電力插座124A、與B相相關(guān)的電力插座124B和與C相相關(guān)的電力插座124C。插座124A、124B和124C的示例包括但不限于IEC-C19、IEC-C13或NE