[发明专利]直流电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及可靠性高的冗余直流(DC)电源系统，这种电源系统为在冷却数据中心和关键基础设施时使用的马达提供调制功率。

背景技术

关键基础设施，如，数据中心、电信中心和需要高密度的运行时间严格的电源以处理存储和通信的其它基础设施，它们在电源方面和冷却需求方面的要求正在稳步增长。在这些关键基础设施应用中，不仅必须提供可靠性高的电源，还必须提供同样可靠的冷却。如果冷却发生故障，即使是很短的一段时间，计算机设备也可能受到严重影响。此外，由于这些中心所用的能量极大，必须设计和应用不仅有恢复能力而且效率很高的系统。

传统上，输送给在数据中心中提供流体和/或空气的运动的马达的功率，或者是由公用事业公司(utility company)来提供，或者是在公用事业不可用时，由备用发电机来提供。随着运行数据中心设备所需的功率及其相关联的热量的增加，在停止供电期间为泵和风扇马达提供不间断的功率的必要性已变成头等重要的事情。尽管在公用事业停止供应的期间，通过利用电池备用系统而将交流(AC)电源桥接(bridge)到数据中心的计算机，但是主要的马达泵、风扇和压缩机通常被允许断开线路，直至发电机承担起该中心的负载为止。这种处理，从公用事业电源断电直至负载被转接到发电机，可能会耗费近60秒的时间，在某些情况下会耗费更长时间，因此会使关键冷却系统危险地断开线路很长一段时间。随着现今的更高密度的数据中心的出现，在这种数据中心中，关键负载(处理器、存储器和通信装置)通过备有电池系统而持续在线，冷却系统若不持续在线，就会潜在地导致关键负载过热，在某些情况下可能会发生危险。将泵、风扇、压缩机或马达置于专用的不间断电源系统中是不明智的，因为计算设备可能会受到不良线路质量和/或噪音的影响。

发明内容

本发明提供了一种系统，该系统包括：在建筑物中分配直流(DC)电压的馈电线。DC电压在约300-600伏特DC的范围内。该系统还包括马达和马达驱动装置。马达驱动装置经由馈电线接收DC电压，并从该DC电压得到驱动马达的输出。

附图说明

图1是冗余DC电源系统的示意图。

具体实施方式

图1是冗余DC电源系统，即，系统100的示意图。系统100被配置为2N电源系统，其中N是适当地支持电源负载所需的电源的数量。系统100包括：发电机101A、101B，整流器105A、105B，马达驱动装置111A、111B，马达113A、113B，传感器150A、150B，和控制器155。

简而言之，系统100为马达驱动装置111A、111B提供直流功率，而马达驱动装置111A、111B驱动马达113A、113B。通过传感器150A、150B，控制器155监视与马达113A、113B的操作有关的参数，进而控制马达驱动装置111A、111B，使得被感测的参数保持在希望范围内。

系统100从公用事业102A、102B接收交流电(AC)。来自公用事业102A的AC电流通过断路器122A被耦合，来自公用事业102B的AC电流通过断路器122B被耦合。断路器122A、122B对断路器122A、122B的下游电路提供保护，并可被实施为电路断路器或熔断器。

发电机101A在公用事业102A断电的情况下提供应急电源。发电机101A被配置成发动机(例如，柴油发动机123A)、与发动机耦合的能量存储装置124A(例如，飞轮)，以及与能量存储装置124A耦合的同步马达125A的组合。柴油发动机123A是能量源，其在工作时，产生AC输出。能量存储装置124A俘获柴油发动机123A的AC输出形式的能量，并将该能量保存下来留待备用，用于在电力应急情况开始时释放。同步马达125A实质上是提供AC电压的发电机，该AC电压通过升压变压器126A提升到更高的AC电压，例如，13KV。

发电机101B在公用事业102A断电的情况下提供应急电源，并被配置成柴油发动机123B、与柴油发动机123B耦合的能量存储装置124B，以及与能量存储装置124B耦合的同步马达125B的组合。同步马达125B的输出通过升压变压器126B被提升。发电机101B、柴油发动机123B、能量存储装置124B、同步马达125B和升压变压器126B的功能分别类似于发电机101A、柴油发动机123A、能量存储装置124A、同步马达125A和升压变压器126A。