電力開關組件的製作方法

2023-05-30 03:20:21

專利名稱：電力開關組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力分配(power distribution)系統的領域。
背景技術：
如從實踐中所公知的那樣，出於可靠性目的，電力分配系統的電力分配總線可以被分成數個總線段。這些總線段可以與可移除的總線鏈路相連接。鑑於上述情形，存在有對於如下改進技術的需求:所述改進技術使得能夠提供具有改進的特徵的電力分配總線。

發明內容
這個需求可以由根據獨立權利要求的主題來滿足。在這裡所公開的主題的有利實施方式由從屬權利要求來描述。根據在這裡所公開的主題的第一方面，提供有一種用於切換電力分配總線中的電力的電力開關組件(power switching assembly),其中該電力開關組件包括:第一端子；第二端子；以及被電耦合在第一端子與第二端子之間的第一半導體元件和第二半導體元件，以致提供對從第一端子到第二端子以及從第二端子到第一端子的電流的可控性。通過提供對在第一端子與第二端子之間的電流的可控性，電力分配杆(bar)的特徵可以被增加。第一方面的實施例提供了如下面所指出的眾多優點。應該理解的是，根據在這裡所公開的主題的實施例，兩個以上的半導體元件可以被提供。在實施例中，半導體元件中的至少兩個是電晶體或晶閘管。例如，在實施例中，電力開關組件包括兩個絕緣柵雙極電晶體(IGBT)形式的半導體元件。根據其它實施例，其它種類的電晶體被使用。根據實施例，電晶體被並聯耦合。根據另一實施例，電晶體被串聯耦合。特別地，在電晶體被串聯耦合的情況下，其它半導體元件(例如，諸如二極體之類的無源半導體元件)被提供，以便提供對在兩個方向上的在端子之間的電流的可控性。根據實施例，電力開關組件進一步包括:電流傳感器，所述電流傳感器用於感測在第一端子與第二端子之間流動的電流，並且響應於在第一端子與第二端子之間流動的電流來提供電流信號；和控制器，所述控制器被配置用於接收電流信號，並且響應於該電流信號來控制第一半導體元件和第二半導體元件。由流過電力開關組件的電流所控制的電力開關組件提供數個優點。在實施例中，控制器被配置用於響應於電流信號來控制第一半導體元件和第二半導體元件，以致在預定的電流信號狀況下電斷開第一端子和第二端子。例如，根據實施例，控制器被配置用於控制半導體元件，以致如果電流的幅度超過電流幅度閾值，則斷開第一端子和第二端子。在這樣的實施例中，電力開關組件形成斷路器。此外，在一實施例中，控制器限定了電流幅度閾值，而在其它實施例中，控制器限定了電流持續時間閾值。在實施例中，電流持續時間閾值與實際的電流幅度有關。例如，在實施例中，控制器被配置用於:如果電流幅度在電流幅度區間內達超過第一持續時間閾值的時間，則斷開第一端子和第二端子。根據其它實施例，這樣的電流幅度區間和相關聯的持續時間閾值中的兩個或更多個在控制器中被限定。雖然在上面電力開關組件提供了兩個狀態、即被連接的第一和第二端子以及被斷開的第一和第二端子，而沒有中間狀態，但是在其它實施例中，電力開關組件提供了在「被連接的」和「被斷開的」極端之間的中間狀態。例如，根據另一實施例，控制器被配置用於響應於電流信號來控制第一半導體元件和第二半導體元件，以致響應於電流信號來控制在第一端子與第二端子之間流動的電流的幅度。因而，在這個實施例中，電力開關組件提供了至少一個中間狀態，在所述至少一個中間狀態下，在第一端子與第二端子之間的電流由控制組件可控地更改。在實施例中，電力開關組件可作為限流器工作。例如，在實施例中，控制器被配置用於響應於電流信號來控制第一半導體元件和第二半導體元件，以致關於預定的電流限制來限制在第一端子與第二端子之間流動的電流。由電力開關組件所進行的電流限制的應用可以是處理電力分配總線的有故障的總線段。例如，在實施例中，控制器被配置，從而限制流到該總線段中的電流。如果被連接到相應的總線段的消耗裝置(consumer)並且因而被連接到其的端子由於故障而汲取(draw)了太多電流，那麼這樣的情況可能發生。在實施例中，如果由相應的總線段所汲取的電流在預定的區間內達預定的時間(從而指示這樣的故障)，那麼控制器被配置用於斷開相應的總線段。電流限制的另一應用是在激勵如下總線段期間對電力開關組件的控制操作:多個具有高輸入電容的設備(諸如逆變器(Inverter))被連接到所述總線段。在激勵該總線段期間，所述輸入電容導致高浪湧電流(inrush current)，並且在已經在那裡設置了電流限制的情況下，電力開關組件充當限流器。例如，在實施例中，控制組件被配置用於操作半導體器件，以致對被提供給相應端子的電力進行斬波，從而如斬波器那樣操作電力開關組件。根據另一實施例，電力開關組件進一步包括控制輸入，所述控制輸入用於接收外部控制信號；其中控制器被配置用於響應於外部控制信號來控制第一半導體元件和第二半導體元件。外部控制信號可以由另一控制組件(例如更高級(level)的控制組件)來提供。例如，在實施例中，外部信號是由控制組件(例如負載控制器)所提供的負載均衡信號，所述負載均衡信號使被電耦合到電力開關組件的發電機的負載均衡。根據在這裡所公開的主題的第二方面，提供了一種電力分配系統，其中所述電力分配系統包括:電力分配總線，所述電力分配總線具有第一總線段和第二總線段，其中至少一個電消耗裝置是可電耦合到每個總線段的；根據第一方面或者其實施例的電力開關組件，所述電力開關組件具有其被電耦合到第一總線段的第一端子，並且具有其被電耦合到第二總線段的第二端子。例如，根據實施例，電力分配系統包括:第一發電機，所述第一發電機用於向第一總線段提供電能；第二發電機，所述第二發電機用於向第二總線段提供電能；負載控制器，所述負載控制器被配置用於向電力開關組件的控制輸入提供外部控制信號，以便控制到在第一端子與第二端子之間流動的電流的幅度，以致更改在第一發電機和第二發電機之中的負載分配。根據另一實施例，電力分配總線是接收並分配DC電力的DC電力分配總線。根據在這裡所公開的主題的第三方面，提供了一種操作具有電力分配總線的電力分配系統的方法，所述電力分配總線具有第一總線段和第二總線段，其中所述方法包括:控制從第一總線段到第二總線段以及從第二總線段到第一總線段的電流。根據實施例，該方法包括感測在第一總線段與第二總線段之間流動的電流；以及響應於在第一總線段與第二總線段之間流動的電流來控制被電耦合在第一總線段與第二總線段之間的第一半導體元件和第二半導體元件，以致控制在第一總線段與第二總線段之間流動的電流。在另一實施例中，該方法包括響應於感測到的電流來控制第一半導體元件和第二半導體元件，以致在預定的電流信號狀況下電斷開第一端子和第二端子。例如，根據實施例，該方法包括控制半導體元件，以致如果電流幅度超過電流幅度閾值，則斷開第一端子和第二端子。在另一實施例中，該方法包括控制半導體元件，以致如果在其期間電流保持在電流幅度之上的持續時間超過電流持續時間閾值，則斷開第一端子和第二端子。在實施例中，電流持續時間閾值與實際的電流幅度有關。例如，在實施例中，如果電流幅度在電流幅度區間內達超過第一持續時間閾值的時間，那麼第一端子和第二端子被斷開。在其它實施例中，第一總線段與第二總線段之間的電力、即電流被控制到取在零與最大水平之間的中間水平。例如，根據另一實施例，該方法包括控制第一半導體元件和第二半導體元件，以致響應於感測到的在第一總線段與第二總線段之間流動的電流來控制在第一端子與第二端子之間流動的電流幅度。例如，在實施例中，電流幅度根據感測到的電流被可控地更改。在實施例中，電流被控制，以致被限制到在電流幅度閾值之下的幅度。例如，在實施例中，流到第一總線段和第二總線段中的一個中的電流的幅度根據感測到的電流被限制。例如，如果被連接到相應的總線段的消耗裝置由於故障汲取了太多電流，那麼這將不會導致破壞性的電流幅度。在另一實施例中，如果由相應的總線段所汲取的電流在預定的區間內達預定的時間(從而指示這樣的故障)，那麼該相應的總線段被斷開。根據另一實施例，向相應的總線段所提供的電力被斬波，以致限制流到該總線段的電流。根據另一實施例，該方法進一步包括使被電稱合到第一總線段的第一發電機的負載以及被電耦合到第二總線段的第二發電機的負載均衡。根據第三方面的還有另一實施例，如關於第一方面所公開的功能被執行。這些功能可以以任何合適的方式被執行。因此，關於第一方面被指定的設備特徵針對第三方面的方法的實施例的限定不是限制性的。只有所公開的功能限制第三方面的相應實施例。然而，根據實施例，這些功能用如關於第二方面所公開的電力分配系統的配置來執行。根據其它實施例，這些功能用如關於第一方面所公開的電力開關組件的配置來執行。根據在這裡所公開的主題的第四方面，提供了一種用於控制物理對象、即電力分配總線中的電力開關組件的電腦程式，其中所述電腦程式被配置用於當由處理器組件來執行時實現根據第三方面或其實施例的方法。根據實施例，該電腦程式還在頻率和電壓方面影響(多個)發電機的工作。例如，在另一實施例中，該電腦程式被配置用於影響發電機的工作，以便實現整個系統的最優的工作和負載流(包括根據工作模式來起動和停止發電機)。例如，在這兩個實施例中，所設置的值被提供給發電機控制器。根據在這裡所公開的主題的第五方面，提供有一種電力開關組件作為電力分配總線的兩個總線段的耦合器的使用，其中電力開關總線根據第一方面或其實施例被配置。根據在這裡所公開的主題的實施例，電力分配系統是海底電力分配系統。根據在這裡所公開的主題的實施例，電力分配系統是海底直流(DC)電力分配系統。根據實施例，海底電力分配系統是用於向多個電消耗裝置供給電力的海底電力網絡。例如，在實施例中，海底電力分配系統是海底電網。根據實施例，海底電力分配系統被配置用於連接到在船上船載的系統或在石油鑽塔上機載的系統。這樣的系統可以包括推進系統和/或鑽井系統。其它種類的分段式電源系統也應該被覆蓋。針對除了海底應用之外的安裝，液體或空氣冷卻是最可能的解決方案。根據另一實施例，被提供給電力分配總線的DC電力的電壓在500伏到5千伏之間的範圍內，例如在700伏到2千伏之間的範圍內，例如為I千伏。根據另一實施例，電力分配系統的元件(在下文被稱為系統元件)中的一個或多個被配置用於在海床處安裝。例如，在相應的實施例中，系統元件能夠在預定義的上水平(例如100米(m)、800米、2000米或3000米)之下的水深中工作，其中每個上水平都對應於在這裡所公開的主題的相應的實施例。根據相應的其它實施例，系統元件能夠在對應於指定的深度的壓力下工作，其中在一個實施例中，壓力是由指定的深度的海水所生成的壓力，而在另一實施例中，壓力是由指定的深度的淡水(fresh water)所生成的壓力。根據相應的其它實施例，系統元件能夠高達水深的預定義的下水平(例如200米(m)、1000米、3000米或4000米)工作，其中每個下水平都對應於在這裡所公開的主題的相應的實施例，從而導致與水的密度有關、例如與水的溫度有關和與水的類型(海水或淡水)有關的相應壓力。在上面提及的實施例中並且在這裡一般地，「電耦合/解耦(decoupling)」並不一定暗指被稱合的實體的直接連接，也不一定暗指電(電流(galvanical))連接。而是,在一個實施例中，被電耦合的實體可以被電流分離。在這樣的實施例中，電耦合仍然規定在被電耦合的實體之間的電能傳輸。根據另一實施例，電解耦禁止在被電解耦的實體之間的電能傳輸。進一步地，任何中間元件都可以位於被電耦合的實體之間。根據實施例，一個或多個系統元件(例如任何半導體元件)被安裝在充油容器中。例如，根據另一實施例，電力開關組件被安裝在充油容器中。如在這裡所使用的那樣，參照電腦程式意圖等同於參照程序元件和/或計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包含用於控制計算機系統來協調上述方法的性能的指令。通過使用任何合適的程式語言(諸如例如JAVA、C++)，該電腦程式可以被實施為計算機可讀指令代碼，並且該電腦程式可以被存儲在計算機可讀介質(可移動盤、易失性或非易失性存儲器、嵌入式存儲器/處理器等)上。指令代碼在工作中對計算機或任何可編程設備進行編程，以實現意圖的功能。電腦程式可以是從網絡(諸如全球資訊網(World WideWeb ))可得到的，電腦程式可以從所述網絡被下載。在這裡所公開的主題的實施例可以藉助於電腦程式或軟體來實現。然而，在這裡所公開的主題的實施例也可以藉助於一個或多個特定的電子電路或硬體來實現。此外，在這裡所公開的主題的實施例也可以以混合的形式、即以軟體模塊和硬體模塊的組合被實現。
在上面已經描述了並且在下面將要描述參照電力開關組件、電力分配系統和操作電力分配系統的方法在這裡所公開的主題的示例性實施例。不得不指出的是，涉及在這裡所公開的主題的不同方面的特徵的任何組合當然也是可能的。特別地，一些實施例已經參照裝置類型權利要求被描述，而其它實施例已經參照方法類型權利要求被描述。然而，本領域技術人員將根據上面的和下面的描述來推斷:除非另外通知，除了屬於一個方面的特徵的任何組合之外，涉及不同方面或實施例的特徵之間(例如甚至在裝置類型權利要求的特徵與方法類型權利要求的特徵之間)的任何組合也被看作與本申請一起被公開。例如，電力開關組件的控制器可以在那裡已經實施了在這裡所公開的實施例中的一個或多個。


上面所限定的方面和實施例以及本發明的其它方面和實施例根據要在下文被描述的例子是明顯的，並且參照附圖被解釋，但是本發明並不限於這些附圖。圖1部分地示出了根據在這裡所公開的主題的實施例的電力分配系統。圖2部分地示出了根據在這裡所公開的主題的實施例的另一電力分配系統。圖3示出了根據在這裡所公開的主題的實施例的電力開關組件。附圖中的圖示是示意性的。應該注意的是，在不同的圖中，類似的或相同的元件被提供有相同的參考符號，或者被提供有僅僅在第一位內不同於相對應的參考符號的參考符號。
具體實施例方式圖1示出了包括DC電力分配總線102的電力分配系統100，所述DC電力分配總線102具有第一總線段104和第二總線段106。DC電力分配總線102以直流(DC)電力工作。系統100進一步包括具有第一端子110和第二端子112的電力開關組件108。根據實施例，第一端子110被電耦合到第一總線段104，而第二端子112被電耦合到第二總線段106。電力開關組件108包括第一半導體元件114和第二半導體元件116，所述第一半導體元件114和第二半導體元件116被電耦合在第一端子110與第二端子112之間，以致提供對從第一端子110到第二端子112以及從第二端子112到第一端子110的電流的可控性。根據實施例，半導體元件114、116是被稱合到端子110、112的絕緣柵雙極電晶體(insulatedgate bipolar transistor),使得第一半導體元件114將電流從第一端子110導通到第二端子112，並且使得第二半導體元件116將電流從第二端子112導通到第一端子110。為了繞過相應的其它半導體元件，續流二極體(freewheel diode)118、120作為另外的半導體元件被提供。特別地，第一二極體118被並聯耦合到第一半導體元件114，其中第一半導體元件114的導通方向與相關聯的第一二極體118的導通方向相反。同樣地，第二二極體120被並聯耦合到第二半導體元件116，其中第二半導體元件116的導通方向與相關聯的第二二極體120的導通方向相反(如在圖1中所示)。根據實施例，第一和第二半導體元件114、116被串聯耦合在第一端子110與第二端子112之間。根據實施例，電力開關組件108進一步包括被串聯耦合到第一和第二半導體元件114,116 (電晶體)的電流傳感器122。電流傳感器122被配置用於感測在第一端子110與第二端子112之間流動的電流，並且提供響應於在第一端子110與第二端子112之間流動的電流的電流信號124。進一步地，電力開關組件108包括控制器126，所述控制器126被配置用於接收電流信號124，並且響應於電流信號124來控制第一半導體元件114和第二半導體元件116，例如通過向第一半導體元件114提供相應的第一電壓信號128以及向第二半導體元件116提供第二電壓信號130來控制第一半導體元件114和第二半導體元件116。控制器126可以根據在這裡所公開的任何實施例被配置。例如，在實施例中，控制器126被配置用於控制第一半導體元件114和第二半導體元件116，以致根據電流信號124來彼此連接和斷開總線段104、106。在這樣的實施例中，電力開關組件108形成斷路器。根據在這裡所公開的主題的實施例的斷路器具有如下優點:斷路器能夠處理在電力分配總線102處發生的電力水平(一般為1000伏(V))。根據另一實施例，控制器126被配置用於控制第一半導體元件114和第二半導體元件116，以致限制流過電力開關設備108的電流。為此，電流傳感器122被配置和被定位，以致提供電流信號124，所述電流信號124指示流過電力開關元件108的整個電流。各種控制方案可以在控制器126中被實施，例如採用對流過電力開關組件108的電流的限制的控制方案可以被實施。例如，在總線的一個總線段104、106中有故障的情況下，感測到的從一個總線段(例如104)流到另一總線段(例如106)的電流將被監控並且通過操作半導體而被限制。萬一電流在比所設置的限制更長的時間內流動，電力開關元件108將依靠控制器126的相應操作來使有故障的總線段開路和斷開有故障的總線段。電流限制可以以沒有對剩下的總線段的幹擾出現的方式根據實際工作模式被設置。根據實施例，電力分配系統100進一步包括扼流圈132或者與電流傳感器122串聯或在另一實施例中與可控半導體元件114、116串聯耦合的電感。扼流圈132用來減少電流尖峰(spike)，並且因而規定電流傳感器122的可靠工作。根據另一實施例，電力開關組件108包括熔斷器(fuse)134，所述熔斷器134與半導體元件114、116串聯耦合併且用來保護半導體元件114、116，例如在控制組件126失靈的情況下保護半導體元件114、116。根據另一實施例，電力分配系統100包括第一斷開裝置(disconnector) 136和第二斷開裝置138，所述第一斷開裝置136被電連接在第一總線段104與電力開關組件108的第一端子110之間，所述第二斷開裝置138被電連接在第二總線段106與電力開關組件108的第二端子112之間。斷開裝置136、138在正常工作中被閉合，從而提供在相應的總線段與端子之間的電連接。出於維護的目的，斷開裝置136、138可以被開路，從而使電力開關系統108從電力分配總線102斷開。應該注意的是，一般在這裡，與示例性(所描繪的)的實施例中的某個實體相關聯的元件也可以與其它實施例中的另一實體相關聯。例如，在實施例中，斷開裝置136、138與電力開關組件108相關聯(在圖1中未示出)。圖2部分地示出了根據在這裡所公開的主題的實施例的另一電力分配系統200。圖2中的電力開關組件208的結構類似於在圖1中詳細示出的電力開關組件108的結構，並且其描述不在這裡被重複。然而，與圖1的控制器126相比，圖2中的電力開關組件208的控制器226被配置為不同的。根據電力開關組件208的實施例，控制器實施了預充電設備:在其中多個逆變器240被連接到電力分配總線202的DC分配系統200中，這些逆變器中的所有DC電容器(在圖2中未示出)被連接到DC總線202。在圖2中進一步示出的是以242指示的電消耗裝置。各個單獨的元件的電耦合可以以任何合適的方式被執行，例如通過電線或電纜被執行。這在圖2中以244被示例性地指示。當激勵總線202時，電流必須被限制。在這個情形下，電力開關組件208可以作為(依靠分別被配置的控制器226)將電流限制到所選水平的斬波器工作，從而保證對浪湧電流的有效限制。根據依據在這裡所公開的主題的控制器的實施例，同樣在圖1中的電力開關組件208的控制器226中被實施，電力開關組件208被配置用於實施負載均衡器。為此並且根據另一實施例，電力開關組件208進一步包括至少一個控制輸入246，用於接收外部控制信號248。在實施例中，外部控制信號248從電壓控制系統250被接收到，所述電壓控制系統250還向發電機252、253提供控制信號251，所述發電機252、253經由整流器254向總線段204、206饋電。控制器226被配置用於響應於外部控制信號248來控制電力開關組件208的第一半導體元件和第二半導體元件(在圖2中未示出)。響應於從電壓控制系統250接收到的外部控制信號248，電力開關組件通過限制例如從被電耦合到第一總線段204的第一發電機穿過第一總線段202並且穿過電力開關組件208流到第二總線段206中的電流而作為負載均衡器工作，從而在故障的情況下保證發電機的優化工作，並且仍然保持兩個獨立總線段204、206的可靠性。圖3部分地示出了根據在這裡所公開的主題的實施例的電力開關組件308。根據在這裡所公開的主題的實施例，電力開關組件308包括第一端子310、第二端子312以及第一半導體元件314和第二半導體元件316。第一半導體元件314和第二半導體元件316被並聯電耦合在第一端子310與第二端子312之間，以致提供對從第一端子310到第二端子312和從第二端子312到第一端子310的電流的可控性。根據在圖3中所示的實施例，第一和第二半導體元件是IGBT。在其它實施例中，半導體元件可以是例如晶閘管。應該注意的是，上述實施例可以變化，同時仍然保持合乎所附的權利要求。例如，在相應的實施例中，扼流圈132和/或熔斷器134和/或斷開裝置136、138可以被省略。根據實施例，DC電力是偶極電力(dipole power)。根據另一實施例，DC電力不是偶極DC電力，而是具有兩個以上的極的多極DC電力。此外，指定數目和布局的整流器、逆變器、電消耗裝置和控制器並不排除其它數目和布局的這樣的實體。例如，電力開關組件的控制器可以非常接近於半導體元件，或者可以遠離半導體元件。此外，應該進一步注意的是，根據在這裡所公開的主題的實施例的海底電力分配系統或者基於陸地的(land-based)電力分配系統關於包括在上面的一些實施例中所述的專用實體不被限制。進一步，在這裡所公開的主題可以在海底電力分配系統中或在基於陸地的電力分配系統中以各種方式被實施在各種位置，同時仍然提供想要的功能。應該注意的是，術語「包括」並不排除其它元件或步驟，而「一」或「一個」並不排除複數個。同樣，與不同的實施例相關聯描述的元件可以被組合。還應該注意的是，權利要求書中的參考符號不應該被解釋為限制權利要求書的範圍。為了扼要重述本發明的上述實施例，可以陳述:
描述了一種用於切換電力分配總線中的電力的電力開關組件以及一種包括這樣的電力開關組件的電力分配系統，其中所述電力開關組件包括第一端子、第二端子、被電耦合在第一端子與第二端子之間的第一半導體元件和第二半導體元件，以致提供對從第一端子到第二端子以及從第二端子到第一端子的電流的可控性。一種用於控制半導體元件的控制器可以被配置為實施諸如斷路器、限流器、負載均衡器和預充電設備之類的各種控制方案中的一個或多個。所有電力電子模塊可以被安裝在充油罐中，並且容易受到海床處的環境壓力的影響。
權利要求
1.一種用於切換電力分配總線(102、202)中的電力的電力開關組件(108、208、308)，其中所述電力開關組件(108、208、308)包括: -第一端子(110、310); -第二端子(112、312)； -被電耦合在第一端子(110、310)與第二端子(112、312)之間的第一半導體元件(114.314)和第二半導體元件(116、316)，以致提供對從第一端子(110、310)到第二端子(112,312)以及從第二端子(112、312)到第一端子(110、310)的電流的可控性。
2.根據權利要求1所述的電力開關組件，進一步包括: -電流傳感器(122)，所述電流傳感器(122)用於感測在第一端子(110、310)與第二端子(112、312)之間流動的電流，並且響應於在第一端子(110、310)與第二端子(112、312)之間流動的電流來提供電流信號(124); -控制器(126、226)，所述控制器(126、226)被配置用於接收電流信號(124)並且響應於電流信號(124)來控制第一半導體兀件(114、314)和第二半導體兀件(116、316)。
3.根據權利要求2所述的電力開關組件， -其中，控制器(126、226)被配置用於響應於電流信號(124)來控制第一半導體兀件(114.314)和第二半導體元件(116、316)，以致響應於電流信號(124)來控制在第一端子(110,310)與第二端子(112、312)之間流動的電流的幅度。
4.根據權利要求2或3所述的電力開關組件， -控制輸入(246)，所述控制輸入(246)用於接收外部控制信號(248)； -其中，控制器(126、226)被配置用於響應於外部控制信號(248)來控制第一半導體元件(114、314)和第二半導體元件(116、316)。
5.一種電力分配系統(100、200)，其包括: -電力分配總線(102、202)，所述電力分配總線(102、202)具有第一總線段(104、204)和第二總線段(106、206)，其中至少一個電消耗裝置(242)能被電耦合到每個總線段； -根據權利要求1至4所述的電力開關組件(108、208、308)，其中所述電力開關組件具有其被電耦合到第一總線段(104、204)的第一端子(110、310)並且具有其被電耦合到第二總線段(106、206)的第二端子(112、312)。
6.根據權利要求5所述的電力分配系統(100、200)，其中電力開關組件(108、208、308)根據權利要求4被配置，其中所述電力分配系統包括:-第一發電機(252),所述第一發電機(252)用於向第一總線段(104、204)提供電能；-第二發電機(253)，所述第二發電機(253)用於向第二總線段(106、206)提供電能；-負載控制器(250)，其中所述負載控制器被配置用於向電力開關組件(108、208、308)的控制輸入(246)提供外部控制信號(248)，以便控制到在第一端子(110、310)與第二端子(112、312 )之間流動的電流的幅度，以致更改在第一發電機(252 )和第二發電機(253 )之中的負載分配。
7.根據權利要求5或6所述的電力分配系統，其中，電力分配總線(102、202)是DC電力分配總線。
8.一種操作具有電力分配總線(102、202)的電力分配系統的方法，所述電力分配總線(102、202)具有第一總線段(104、204)和第二總線段(106、206)，其中所述方法包括:-控制從第一總線段(104、204)到第二總線段(106、206)以及從第二總線段(106、206)到第一總線段(104、204)的電流。
9.一種用於控制物理對象、即電力分配總線(102、202)中的電力開關組件的電腦程式，其中所述電腦程式被配置用於當由處理器組件來執行時實現根據權利要求8所述的方法。
10.一種根據權利要求1至4之一所述的電力開關組件(108、208、308)作為電力分配總線(102、202) 的兩個總線段(103、204、106、206)的耦合器的使用。
全文摘要
描述了一種用於切換電力分配總線(102)中的電力的電力開關組件(108)，以及描述了一種包括這樣的電力開關組件(108)的電力分配系統(100)，其中所述電力開關組件(108)包括第一端子(110)、第二端子(112)、被電耦合在第一端子(110)與第二端子(112)之間的第一半導體元件(114)和第二半導體元件(116)，以致提供對從第一端子(110)到第二端子(112)以及從第二端子(112)到第一端子(110)的電流的可控性。用於控制半導體元件(114、116)的控制器(126)可以被配置為實施諸如斷路器、限流器、負載均衡器和預充電設備之類的各種控制方案中的一個或多個。
文檔編號H03K17/66GK103109461SQ201180045744
公開日2013年5月15日 申請日期2011年2月7日 優先權日2010年9月24日
發明者O.博, A.O.瓦倫 申請人:西門子公司