本發(fā)明涉及一種雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換控制方法，尤其涉及一種可滿足高敏感負(fù)載的供電需求且高可靠性的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換控制方法，屬于低壓電氣技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)以及日常生活等領(lǐng)域均存在一些需要持續(xù)供電的用電設(shè)備，為了滿足這些用電設(shè)備的持續(xù)供電要求，通常采取雙路供電的供電方案，即利用雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置實(shí)現(xiàn)主、備兩路電源的自動(dòng)切換。雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置通常包括檢測(cè)單元、控制單元和雙電源切換開(kāi)關(guān)，檢測(cè)單元用于對(duì)常用電源和備用電源的輸入電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制雙電源切換開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)常用、備用電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。現(xiàn)有雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置在進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中，雙電源切換開(kāi)關(guān)的執(zhí)行邏輯是先斷后合，即先斷開(kāi)常用電源，然后接通備用電源，這樣就會(huì)出現(xiàn)短暫的斷電(傳統(tǒng)的機(jī)械式開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換時(shí)間通常為數(shù)十毫秒)，這種短暫斷電對(duì)于大多數(shù)負(fù)載而言是可以接受的，然而，也存在一些高敏感負(fù)載，對(duì)于供電持續(xù)性要求十分苛刻。例如，主要應(yīng)用于體育場(chǎng)館、隧道等照明的金屬鹵素?zé)艟褪且环N典型的敏感負(fù)載。金屬鹵素?zé)舻淖畲筇攸c(diǎn)是當(dāng)斷電時(shí)間超過(guò)5ms后，需要再過(guò)10min左右才能重新點(diǎn)亮。顯然，如果在重要的體育比賽中或工程施工中突然停電，會(huì)造成很大的麻煩。

為了解決上述問(wèn)題，一篇中國(guó)發(fā)明專利(公開(kāi)號(hào)為CN105024450A，公開(kāi)日為2015/11/4)中公開(kāi)了一種可滿足高敏感負(fù)載的供電需求且具有高可靠性的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，該雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，包括：常用電源輸入端、備用電源輸入端、電源輸出端、雙電源切換單元；所述雙電源切換單元包括檢測(cè)單元、控制單元、機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)，檢測(cè)單元用于對(duì)常用電源輸入端和備用電源輸入端的輸入電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制雙電源切換開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)常用、備用電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；所述雙電源切換單元還包括一輔助供電單元，所述輔助供電單元包括逆變單元，逆變單元的輸出端與所述電源輸出端連接，逆變單元的控制端與控制單元連接；控制單元在常用、備用電源的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，控制輔助供電單元輸出電能。該技術(shù)方案可有效減小常用/備用電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的負(fù)載斷電時(shí)間，滿足了一些敏感負(fù)載的安全供電需求；并且由于采用機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)，其安全可靠性高，實(shí)現(xiàn)成本低。

上述技術(shù)方案的常用/備用電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的負(fù)載斷電時(shí)間能夠縮短，但是仍難以滿足一些對(duì)于電壓跌落極度敏感負(fù)載的供電需求，有必要進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換控制方法，能夠減小現(xiàn)有雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置在進(jìn)行常用/備用電源轉(zhuǎn)換的時(shí)間，并且能夠更好地滿足敏感負(fù)載的安全供電需求。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題：

一種雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換控制方法，所述雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括：檢測(cè)單元、控制單元、機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)以及輔助供電單元，所述的輔助供電單元的輸出端與雙電源切換開(kāi)關(guān)的輸出端連接；其特征在于，所述轉(zhuǎn)換控制方法具體如下：

步驟1、檢測(cè)單元對(duì)雙電源切換開(kāi)關(guān)所連接的常用電源和/或備用電源的輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸至控制單元；

步驟2、控制單元對(duì)接收到的電壓進(jìn)行運(yùn)算，判斷當(dāng)前工作電源的電壓是否小于預(yù)設(shè)的電壓值，如是，則轉(zhuǎn)步驟1，如否，則轉(zhuǎn)步驟3；

步驟3、控制單元控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換；從雙電源切換開(kāi)關(guān)中要斷開(kāi)的兩個(gè)觸頭a、b機(jī)械分離后，對(duì)輔助供電單元進(jìn)行第一階段控制，將觸頭a、b之間的電壓U_ab的方向控制為第一方向；在第一階段控制目標(biāo)達(dá)成后，以U_ab的方向反轉(zhuǎn)為控制目標(biāo)，對(duì)輔助供電單元進(jìn)行第二階段控制；

步驟4、控制單元控制輔助供電單元向負(fù)載輸出使得負(fù)載正常工作的電壓；

步驟5、當(dāng)雙電源切換開(kāi)關(guān)完成常用、備用電源切換，控制單元控制輔助供電單元停止對(duì)負(fù)載輸出，然后轉(zhuǎn)至步驟1。

優(yōu)選地，步驟3中控制單元對(duì)輔助供電單元的控制方法具體如下：

從觸頭a、b機(jī)械分離后，控制單元控制輔助供電單元的輸出電壓U_c跟蹤第一指令值U_{c_ref_1}，U_{c_ref_1}＝U_g1+ΔU₁，在電壓U_ab的方向控制為第一方向后，令輔助供電單元的輸出電壓U_c跟蹤第二指令值U_{c_ref_2}，U_{c_ref_2}＝U_g2+ΔU₂，使得電壓U_ab的方向控制為與第一方向相反；其中，ΔU₁與ΔU₂方向相反，U_g1和U_g2為控制單元在控制輔助單元時(shí)實(shí)時(shí)采樣的當(dāng)前工作電源的電壓。

優(yōu)選地，控制單元預(yù)判在預(yù)設(shè)時(shí)間Δt時(shí)滿足負(fù)載正常工作的電壓U_e的方向：若U_e方向?yàn)檎瑒t設(shè)置ΔU₁方向?yàn)樨?fù)，ΔU₂方向?yàn)檎?/p>

若U_e方向?yàn)樨?fù)，則設(shè)置ΔU₁方向?yàn)檎₂方向?yàn)樨?fù)；

控制單元通過(guò)跟蹤正常電網(wǎng)電壓，預(yù)判在預(yù)設(shè)時(shí)間Δt時(shí)的滿足負(fù)載正常工作的電壓U_e的方向和正常電網(wǎng)電壓相同。

優(yōu)選地，輔助供電單元包括逆變單元，控制單元使用電壓電流雙閉環(huán)控制方法對(duì)逆變單元進(jìn)行控制。

優(yōu)選地，所述輔助供電單元還包括儲(chǔ)能部件和整流單元；整流單元用于提取電能供給儲(chǔ)能部件；所述儲(chǔ)能部件進(jìn)行儲(chǔ)能，在常用、備用電源的轉(zhuǎn)換過(guò)程中通過(guò)所述逆變單元輸出電能。

優(yōu)選地，所述輔助供電單元還包括與整流單元連接的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端及控制端分別與常用電源輸入端、備用電源輸入端、控制單元連接，所述整流單元與儲(chǔ)能部件連接，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換邏輯與雙電源切換開(kāi)關(guān)的切換邏輯相反。

優(yōu)選地，所述輔助供電單元還包括與整流單元連接的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端及控制端分別與常用電源輸入端、備用電源輸入端、控制單元連接，所述整流單元與儲(chǔ)能部件連接，所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換邏輯與雙電源切換開(kāi)關(guān)的切換邏輯相反。

優(yōu)選地，所述整流單元的輸入端與所述雙電源切換開(kāi)關(guān)的輸出側(cè)或者常用電源或者備用電源連接。

優(yōu)選地，所述整流單元包括第一整流電路和第二整流電路，第一整流電路、第二整流電路的輸入端分別連接常用電源輸入端、備用電源輸入端，第一整流電路、第二整流電路的輸出端相互連接后與儲(chǔ)能部件連接。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明控制方法在保留了現(xiàn)有技術(shù)安全可靠性高、實(shí)現(xiàn)成本低的優(yōu)點(diǎn)之外，可進(jìn)一步減少機(jī)械式雙電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在進(jìn)行常用/備用電源切換過(guò)程中需斷開(kāi)觸頭之間實(shí)現(xiàn)電氣分離所需的時(shí)間，進(jìn)而減小常、備電源切換過(guò)程中的負(fù)載處于非正常工作電壓的時(shí)間，可滿足一些極度敏感負(fù)載的供電需求。

本發(fā)明不需要對(duì)現(xiàn)有雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行任何硬件變化，僅需對(duì)其控制軟件進(jìn)行少許調(diào)整，實(shí)現(xiàn)成本極低。

附圖說(shuō)明

圖1為本雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換控制部分系統(tǒng)等效電路圖

圖2為三相四線制雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為單相雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為電壓外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)的控制示意圖；

圖5為一個(gè)實(shí)施例中的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換控制部分的等效電路圖；

圖6為本發(fā)明轉(zhuǎn)換控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

本發(fā)明所針對(duì)的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括：檢測(cè)單元、控制單元、機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)以及輔助供電單元，輔助供電單元的輸出端與雙電源切換開(kāi)關(guān)的輸出端連接；在運(yùn)用此雙電源轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，常用電源和備用電源分別連接到雙電源切換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端，雙電源切換裝置的輸出端與負(fù)載連接；輔助供電單元的輸出端與雙電源切換裝置的輸出端連接即輔助供電單元的輸出端與負(fù)載連接，通過(guò)輔助供電單元輸出側(cè)的交流接觸器來(lái)控制輔助供電單元與負(fù)載是否電連接；

檢測(cè)單元用于對(duì)常用電源和/或備用電源的輸出電壓(即雙電源切換開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸入端的輸入電壓)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元的檢測(cè)結(jié)果控制雙電源切換開(kāi)關(guān)從而實(shí)現(xiàn)常用、備用電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；輔助供電單元包括逆變單元，逆變單元的輸出端(即輔助供電單元的輸出端)與雙電源切換開(kāi)關(guān)的輸出端連接，逆變單元的控制端與控制單元連接。

上述雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的思路是通過(guò)引入一輔助供電單元，在使用機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用/備用電源切換過(guò)程中，利用該輔助供電單元對(duì)負(fù)載進(jìn)行臨時(shí)供電，從而有效解決傳統(tǒng)電源自動(dòng)切換裝置使用可靠性高、成本低的機(jī)械式切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行電源切換的過(guò)程中處于非正常低電壓的時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，可滿足一些對(duì)電壓極度敏感負(fù)載的安全供電需求。

通常情況下，所選取的常用電源和備用電源的幅值、頻率以及相位相同，這樣能確保轉(zhuǎn)換后負(fù)載所受沖擊達(dá)到最小。

根據(jù)獲取電能方式的不同，所述輔助供電單元可分為需要儲(chǔ)能部件的儲(chǔ)能型和不需要儲(chǔ)能部件的直供型這兩大類。上述雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置可以是單相雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置，也可以是多相雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置。

圖1顯示了本發(fā)明自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換控制部分系統(tǒng)等效電路圖，通過(guò)兩階段分別控制輔助單元的輸出電壓Uc，使得觸頭之間的電壓進(jìn)行反向從而快速滅弧。

圖2顯示了采用上述技術(shù)方案的一種三相四線制雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的基本結(jié)構(gòu)，其主要包括常用電源(S1)進(jìn)線開(kāi)關(guān)K1，備用電源(S2)進(jìn)線開(kāi)關(guān)K2，輔助供電單元取電開(kāi)關(guān)K3，機(jī)械式雙電源切換開(kāi)關(guān)QF，檢測(cè)單元，控制單元，輔助供電單元。輔助供電單元包括上電緩沖電阻、與上電緩沖電阻并聯(lián)的第一接觸器CK1、整流單元、母線電容C1、C2，還包括逆變單元。逆變單元包括逆變橋、輸出電感Ls、變壓器T1、變壓器T1三相輸出線上分別與變壓器中線連接的的電容C以及三相線上分別設(shè)置的交流接觸器CK2，其中輸出電感Ls與電容C構(gòu)成LC濾波電路。進(jìn)線開(kāi)關(guān)K1的輸入端與常用電源S1相連，輸出端與雙電源切換開(kāi)關(guān)QF的常用電源端相連；進(jìn)線開(kāi)關(guān)K2的輸入端與備用電源S2相連，輸出端與雙電源切換開(kāi)關(guān)QF的備用電源端相連；雙電源切換開(kāi)關(guān)QF的輸出端與負(fù)載相連。取電開(kāi)關(guān)K3的輸入端與備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)K2的輸出端相連，K3的輸出端依次與CK1、整流單元相連，母線電容C1、C2串聯(lián)后與整流單元的輸出并聯(lián)連接，C1、C2的中點(diǎn)與取電開(kāi)關(guān)K3輸出端的N線相連。整流單元的輸出依次與逆變橋、輸出電感Ls、變壓器T1以及交流接觸器CK2相連，CK2的輸出端與QF的輸出端連接于P點(diǎn)。

圖3顯示了采用上述技術(shù)方案的一種單相雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的基本結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置也可以是CN105024450A中所公開(kāi)的各種具體電路結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)上述雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換控制方法具體如下：

步驟1、檢測(cè)單元對(duì)常用電源輸入端和/或備用電源輸入端的輸入電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸至控制單元；

步驟2、控制單元對(duì)輸入電壓進(jìn)行運(yùn)算，判斷當(dāng)前工作電源的電壓值是否小于預(yù)設(shè)的電壓值(此處的電壓指的是基波電壓的幅值，根據(jù)單相電壓來(lái)構(gòu)造坐標(biāo)系中的U_α、U_β分量，即令U_β分量等于實(shí)測(cè)電壓相量，U_β延時(shí)90，作為當(dāng)前分量U_α，坐標(biāo)變換到d-q軸上，再經(jīng)過(guò)通過(guò)低通濾波后得到直流分量U_d、U_q，則可得到基波電壓的幅值，此為公知技術(shù))，如是，則轉(zhuǎn)步驟1，如否，則轉(zhuǎn)步驟3；

步驟3、控制單元控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換，并且控制輔助供電單元開(kāi)始向負(fù)載進(jìn)行輸出，在常用、備用電源切換過(guò)程中由輔助供電單元對(duì)負(fù)載進(jìn)行輸出供電；

步驟4、當(dāng)雙電源切換開(kāi)關(guān)完成常用、備用電源切換，控制單元控制輔助供電單元停止對(duì)負(fù)載輸出，然后轉(zhuǎn)至步驟1。(此處檢測(cè)雙電源切換開(kāi)關(guān)是否完成常用、備用電源切換，可以采用檢測(cè)機(jī)械開(kāi)關(guān)的位移角或者是通過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)自身轉(zhuǎn)換特性，如轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)判斷)

其中步驟3又可分為以下幾種情況：

1、控制單元發(fā)送控制信號(hào)控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換，在控制單元發(fā)送控制信號(hào)后到雙電源切換開(kāi)關(guān)的觸頭系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作前的時(shí)間段內(nèi)控制單元控制輔助供電單元開(kāi)始向負(fù)載進(jìn)行輸出。

2、控制單元發(fā)送控制信號(hào)控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換，同時(shí)控制單元發(fā)送控制信號(hào)控制輔助供電單元開(kāi)始向負(fù)載進(jìn)行輸出。

3、控制單元發(fā)送控制信號(hào)控制輔助供電單元開(kāi)始向負(fù)載進(jìn)行輸出，然后控制單元發(fā)送

控制信號(hào)控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換。

由于采用機(jī)械式的雙電源切換開(kāi)關(guān)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，在電源切換過(guò)程中，與要斷開(kāi)供電回路所對(duì)應(yīng)的切換開(kāi)關(guān)觸頭之間實(shí)現(xiàn)電氣分離需要較長(zhǎng)時(shí)間，而在這段時(shí)間內(nèi)，輔助供電單元所輸出的電能無(wú)法輸送至負(fù)載，也就是說(shuō)負(fù)載在這段時(shí)間是處于斷電狀態(tài)的，如果這段時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致敏感負(fù)載無(wú)法工作。假設(shè)當(dāng)前要斷開(kāi)常用電源而切換至備用電源，常用電源所對(duì)應(yīng)的雙電源切換開(kāi)關(guān)中的兩個(gè)觸頭為觸頭a、觸頭b，從收到斷開(kāi)指令到觸頭a、b開(kāi)始機(jī)械分離的時(shí)長(zhǎng)為T1，在時(shí)段T1內(nèi)，常用電源與負(fù)載之間處于電氣導(dǎo)通狀態(tài)，由于箝位作用，輔助供電單元所輸出的電能無(wú)法輸送至負(fù)載。觸頭a、b機(jī)械分離后，如果觸頭a、b同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電氣分離，則箝位作用消失，輔助供電單元所輸出的電能可輸出至負(fù)載，那么負(fù)載的斷電時(shí)間即為T1。然而，這只是理想狀況；實(shí)際上，由于觸頭a、b之間所存在的分離電弧，從觸頭a、b機(jī)械分離開(kāi)始直到電弧熄滅這段時(shí)間內(nèi)，觸頭a、b之間認(rèn)為電氣連接狀態(tài)，這段時(shí)間內(nèi)(假設(shè)為T2)，由于箝位作用，輔助供電單元所輸出的電能仍然無(wú)法輸送至負(fù)載。因此，負(fù)載的實(shí)際斷電時(shí)間應(yīng)為T1+T2，如這段時(shí)間較長(zhǎng)，則部分敏感負(fù)載會(huì)無(wú)法正常工作。要提高敏感負(fù)載的供電安全性，則應(yīng)盡可能減小T1+T2。其中，T1為所使用機(jī)械式雙電源切換開(kāi)關(guān)的固有參數(shù)，可通過(guò)選擇該參數(shù)較小的切換開(kāi)關(guān)來(lái)降低；而T2則與電流電壓以及雙電源切換開(kāi)關(guān)的滅弧性能等相關(guān)。

本發(fā)明的思路是通過(guò)對(duì)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置中對(duì)輔助供電單元中的逆變單元的控制策略進(jìn)行改進(jìn)，可大幅度減小從觸頭a、b實(shí)現(xiàn)機(jī)械分離開(kāi)始直到電弧熄滅之間的時(shí)間T2，進(jìn)而使得常用/備用電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的負(fù)載處于非正常低電壓的時(shí)間最小化。

具體地，本發(fā)明轉(zhuǎn)換控制方法具體如下：

步驟1、檢測(cè)單元對(duì)常用電源輸入端和/或備用電源輸入端的輸入電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸至控制單元；

步驟2、控制單元對(duì)輸入電壓進(jìn)行運(yùn)算，判斷當(dāng)前工作電源的電壓值是否小于預(yù)設(shè)的電壓值(此處的電壓值指的是基波電壓的幅值，根據(jù)單相電壓來(lái)構(gòu)造坐標(biāo)系中的U_α、U_β分量，即令U_β分量等于實(shí)測(cè)電壓相量，U_β延時(shí)90，作為當(dāng)前分量U_α，坐標(biāo)變換到d-q軸上，再經(jīng)過(guò)通過(guò)低通濾波后得到直流分量U_d、U_q，則可得到基波電壓的幅值，此為公知技術(shù))，如是，則轉(zhuǎn)步驟1，如否，則轉(zhuǎn)步驟3；

步驟3、控制單元控制雙電源切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行常用、備用電源切換；從雙電源切換開(kāi)關(guān)中要斷開(kāi)的兩個(gè)觸頭a、b機(jī)械分離后，對(duì)輔助供電單元進(jìn)行第一階段控制，將觸頭a、b之間的電壓U_ab的方向控制為第一方向；在第一階段控制目標(biāo)達(dá)成后，以U_ab的方向反轉(zhuǎn)為控制目標(biāo)，對(duì)輔助供電單元進(jìn)行第二階段控制；

步驟4、控制單元控制輔助供電單元向負(fù)載輸出使得負(fù)載正常工作的電壓；

步驟5、當(dāng)雙電源切換開(kāi)關(guān)完成常用、備用電源切換，控制單元控制輔助供電單元停止對(duì)負(fù)載輸出，然后轉(zhuǎn)至步驟1。

在步驟3中，控制單元對(duì)輔助單元中的逆變單元的控制策略可采用現(xiàn)有的各種控制策略，例如電壓均值反饋控制、電壓?jiǎn)伍]環(huán)瞬時(shí)值反饋控制、電壓?jiǎn)伍]環(huán)瞬時(shí)值和電壓均值相結(jié)合的控制方法，以及電壓電流雙閉環(huán)控制方法等；為了盡可能快地實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)從而快速滅弧，優(yōu)選地，控制單元使用電壓電流雙閉環(huán)控制方法對(duì)逆變單元進(jìn)行控制；

步驟5中檢測(cè)雙電源切換開(kāi)關(guān)是否完成常用、備用電源切換，可以采用檢測(cè)機(jī)械開(kāi)關(guān)的位移角，當(dāng)位移角達(dá)到設(shè)定值時(shí)，判斷為轉(zhuǎn)換完成；或者是通過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)自身轉(zhuǎn)換特性，如到達(dá)自身的固有轉(zhuǎn)換時(shí)間，則認(rèn)為已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢。

上述技術(shù)方案中逆變單元的控制策略以及觸頭是否分離的檢測(cè)技術(shù)均為本領(lǐng)域常用技術(shù)手段，例如，可采用位置傳感器或者限位開(kāi)關(guān)等方式確定觸頭是否機(jī)械分離，也可以利用實(shí)驗(yàn)預(yù)先確定特定型號(hào)開(kāi)關(guān)的觸頭分離時(shí)間。

步驟3中輔助供電單元中的逆變單元的兩階段控制過(guò)程是本發(fā)明的核心，為了便于公眾理解，下面以一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)施例中的輔助供電單元中的功率部分為逆變單元，逆變單元的輸出即為輔助供電單元的輸出；

逆變單元為公知技術(shù)，包括由IGBT構(gòu)成的逆變橋、輸出電感Ls、電容C、變壓器T1以及交流接觸器CK2，其中輸出電感Ls與電容C構(gòu)成LC濾波電路、變壓器T1可用于對(duì)逆變橋輸出的電壓進(jìn)行升壓，通過(guò)對(duì)逆變橋中的IGBT進(jìn)行控制，可以得到預(yù)期的逆變單元的輸出值；

本實(shí)施例中，控制單元對(duì)逆變單元采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方法，其控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。該控制系統(tǒng)的控制對(duì)象為逆變單元的輸出電壓U_c，控制目標(biāo)是使U_c跟蹤輸入的電壓指令值U_{c_ref}，輸出為逆變橋的輸出電壓指令值U_{o_ref}。

從觸頭a、b機(jī)械分離時(shí)刻開(kāi)始，其等效電路圖如圖5所示，U_ab＝U_g-U_c，因此我們?cè)诖_定了U_g和U_c的關(guān)系后就能夠確定U_ab的方向，控制單元控制逆變橋，令逆變單元的輸出電壓U_c跟蹤第一指令值U_{c_ref_1}，第一指令值U_{c_ref_1}的值取為：

U_{c_ref_1}＝U_g1+ΔU₁ (1)

上式中，U_g1為在第一控制階段時(shí)采樣的當(dāng)前工作電源的電壓值，此時(shí)觸頭

a、b之間的電壓U_ab＝U_g1-U_{c_ref_1}＝-ΔU₁；

在第一階段控制目標(biāo)達(dá)成后，即逆變單元的輸出電壓U_c等于第一指令值U_{c_ref_1}后令逆變單元的輸出電壓U_c跟蹤第二指令值U_{c_ref_2}，第二指令值U_{c_ref_2}的值取為：

U_{c_re_f2}＝U_g2+ΔU₂ (2)

上式中，U_g2為在第二控制階段時(shí)采樣的當(dāng)前工作電源的電壓值，此時(shí)觸頭

a、b之間的電壓U_ab＝U_g2-U_{c_ref_2}＝-ΔU₂

其中ΔU₁與ΔU₂方向相反即ΔU₁.ΔU₂<0，因此兩個(gè)控制階段的U_ab反向；

當(dāng)U_ab的方向迅速反轉(zhuǎn)時(shí)，觸頭電弧中的電流方向也迅速反向，必然快速形成過(guò)零點(diǎn)，使得電弧快速熄滅。

在考慮到后續(xù)負(fù)載延續(xù)供電的問(wèn)題后，更加優(yōu)選的實(shí)施例：

控制單元預(yù)判在預(yù)設(shè)時(shí)間Δt時(shí)滿足負(fù)載正常工作的電壓U_e的方向：

若U_e方向?yàn)檎?，則設(shè)置ΔU₁方向?yàn)樨?fù)，ΔU₂方向?yàn)檎?/p>

若U_e方向?yàn)樨?fù)，則設(shè)置ΔU₁方向?yàn)檎₂方向?yàn)樨?fù)；

其中預(yù)設(shè)時(shí)間Δt優(yōu)選小于1ms，通過(guò)控制單元跟蹤正常電網(wǎng)電壓，并且預(yù)判在Δt時(shí)候的正常電網(wǎng)電壓的方向，來(lái)預(yù)判負(fù)載正常工作電壓U_e的方向,兩者方向相同；提前確定ΔU₁的方向，可以在實(shí)現(xiàn)U_ab反向的同時(shí)滿足負(fù)載的供電的連續(xù)性。

圖6顯示了上述轉(zhuǎn)換控制方法的完整控制流程。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)以下有益效果：

1、縮短轉(zhuǎn)換過(guò)程中負(fù)載處于非正常低電壓工作的時(shí)間，提高負(fù)載連續(xù)工作的可靠性；

2、減少機(jī)械式雙電源開(kāi)關(guān)觸頭的燒損，延長(zhǎng)雙電源開(kāi)關(guān)的壽命；

3、硬件成本低，方法簡(jiǎn)單，可靠性高；

4、加快了機(jī)械式雙電源開(kāi)關(guān)觸頭斷開(kāi)速度，提高了系統(tǒng)的安全性。