[其他]电源设备

说明书

混合式发电机设备包括发动机/发电机或另一提供可变电压电力输出的可控电源(10),对该输出进行整流并送入DC－DC转换器(12),控制电路(16)监视DC－DC转换器的输出(VDC)。该输出用作中间DC输出,它通常用于为逆变器(14)提供能量以产生为外部负载供电的AC输出。DC－DC转换器的应用使中间DC输出和发电机输出隔离,并且允许发电机组根据负载需求在宽的发动机/发电机速度范围内有效运行。

本发明涉及能为时变负载供电的发电机设备。

在传统的电力发电机组中，发动机或其它主要原动机以额定恒速驱动同步交流发电机，所述恒速是为了提供适当频率的交流电力输出而计算出来的。实际上，发动机速度并不是精确地保持恒定，导致这种发电机组的电力输出频率出现不期望的变化。

为了满足最大负载需求，这种发电机组必须依一定尺寸制造，由于平均负载一般仅为峰值负载的20％，所以所制造的尺寸可能是非常浪费的。还有大量的应用，例如焊接、电池组充电和电动机的起动/运行，由于发电机组仅间歇重负载，所以这些应用中的负载需求变化很大。因此，需要在这种应用中使用的发电机组能够有效应付轻载状态。

已经提出了一种通过改变发动机/发电机速度来响应负载需求变化的变速发电机组(例如见Plahn et a1的美国专利US5,563,802)，它在轻载状态下利用电池组向负载供电。但是，这种已知的系统存在各种各样的限制，包括有限的发动机速度运行范围，由于繁重的占空比造成电池组寿命短，以及在不利的负载状态下性能差。

本发明的目的是提供一种能应付负载中的实质变化而同时有效运行的混合式发电机设备。

根据本发明，电源设备包括：

至少一个可控电源，用于提供可变电压和/或电流电力输出；

去耦转换器装置，从所述至少一个可控电源的可变电压和/或电流电力输出产生中间DC输出，所述中间DC输出与电源电力输出中的变化无关；

输出装置，产生AC或DC输出，以便从中间DC输出为时变负载供电；

传感器装置，监视所述至少一个可控电源的电压和/或电流以及中间DC输出，并且产生与其相当的输出信号；以及

响应输出信号的控制装置，控制所述至少一个可控电源的运行，动态改变电源的功率输出，从而提供时变负载所需功率。

可控电源包括燃料电池或诸如水轮发电机、风轮机、气轮机/发电机的其它设备或从非电输入产生电输出的其他设备。

另一可替换的可控电源包括为去耦转换器装置提供可变电压输出的发动机和发电机。

最好是，发电机是为去耦转换器装置提供可变电压、可变频率的交流输出的交流发电机，所述设备包括整流器装置和去耦转换器装置，整流器装置用于对发电机的交流输出进行整流，去耦转换器装置包含将整流后的交流输出转换为中间DC输出的DC-DC转换器，中间DC输出的电压根据参考电压而受到控制。

控制装置包括传感器装置，用于监视转换器装置的中间DC输出和/或可控电源的负载，以及当负载超过预定值时提高发动机速度。

在一个实施例中，运行控制装置来维持在预定电平或预定范围内从可控电源抽取的电流，传感器装置包括电压传感器，用于监视转换器装置的中间DC输出的输出电压和提高发动机速度，从而在中间DC输出的电压降到第一电压阈值以下时增加供给转换器装置的功率。

在另一个实施例中，运行控制装置来维持中间DC输出的电压基本恒定，传感器装置包括电流传感器，用于监视从可控电源抽取的电流和提高发动机速度，从而在从可控电源抽取的电流超过第一电流阈值时增加供给转换器装置的功率。

所述设备至少包括第一能量存储装置，所述第一能量存储装置从中间DC输出被充电并且当中间DC输出的电压降到额定以下时将能量放电到中间DC输出。

可替换的或者除此之外，所述设备包括辅助负载控制装置，用于检测繁重的辅助负载到输出装置的连接和控制对辅助负载的供电，从而防止输出装置的过载。