專利名稱：具有多個(gè)發(fā)電機(jī)和/或逆變器的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，更具體地而非排他性地，涉及對(duì)包括引擎所驅(qū) 動(dòng)的變速發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)提供的電功率的管理，該系統(tǒng)具有多個(gè)逆變器。
背景技術(shù)：
在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的很多應(yīng)用中，穩(wěn)態(tài)負(fù)載要求一般相對(duì)于發(fā)電機(jī)功率容 量低，由于發(fā)電機(jī)選擇常常由峰值功率要求推動(dòng)，導(dǎo)致大部分時(shí)間"尺寸 過大的"發(fā)電機(jī)。作為可選方案，在特定情況下，發(fā)電系統(tǒng)可包括在峰值 使用期間給發(fā)電機(jī)補(bǔ)充功率的電能存儲(chǔ)設(shè)備，這便于發(fā)電機(jī)尺寸的減小。 可選地或附加的，可使用根據(jù)功率要求來改變速度的變速發(fā)電機(jī)。通過利 用適當(dāng)?shù)墓β兽D(zhuǎn)換電路可從變速發(fā)電機(jī)提供通常固定的AC頻率和電壓輸 出。不幸的是，這些系統(tǒng)一般不同時(shí)提供不同的電壓輸出(例如120伏和 240伏)，這導(dǎo)致對(duì)可選方案的需要。確實(shí)持續(xù)地存在對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域做出進(jìn) 一步貢獻(xiàn)的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式包括涉及發(fā)電的獨(dú)特技術(shù)。其它實(shí)施方式包括涉及發(fā)電的獨(dú)特方法、系統(tǒng)、設(shè)備和裝置。從所提供的說明和所附附圖中， 本申請(qǐng)的進(jìn)一步的實(shí)施方式、形式、特征、方面、益處和優(yōu)點(diǎn)應(yīng)變得明顯。
圖1是承載具有多個(gè)發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)的車輛的簡(jiǎn)圖。
圖2是與圖1所示的發(fā)電機(jī)子系統(tǒng)之一相關(guān)的電路的示意圖。
圖3是圖2的電路的控制流程圖。
圖4是用于操作圖1的子系統(tǒng)的一個(gè)過程的流程圖。
圖5是描述用于控制圖1的子系統(tǒng)的操作邏輯的圖示。
具體實(shí)施例方式
為了促進(jìn)理解本發(fā)明原理的目的，現(xiàn)在參考在附圖中示出的實(shí)施方式， 且特定的語言將用于描述這些實(shí)施方式。然而應(yīng)理解，并不旨在由此限制 本發(fā)明的范圍。預(yù)想了本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員將正常想到的所述 實(shí)施方式中進(jìn)行的任何變更和進(jìn)一步的修改，以及對(duì)本文所述的本發(fā)明原 理的任何其它應(yīng)用。
圖1示出以電動(dòng)客車22形式的車輛20。電動(dòng)客車22包括內(nèi)部生活空 間24，并被客車引擎26推動(dòng)?？蛙囈?6—般是往復(fù)式活塞、內(nèi)燃類型 的。為了補(bǔ)充生活空間24，客車26承載各種類型的電氣裝置27 (示意性 示出)，諸如照明、廚房用具、娛樂設(shè)備、 一個(gè)或多個(gè)空調(diào)、和/或本領(lǐng)域 技術(shù)人員將獲知的此類不同設(shè)備?？蛙?2承載給裝置27選擇性地提供電 力的移動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)28。相應(yīng)地，裝置27電力地裝載系統(tǒng)28。在一種形式 中，系統(tǒng)28的不同組件分布在整個(gè)車輛20中一安裝在不同隔室和/或其它 專用空間中。
系統(tǒng)28包括兩個(gè)主電源來自發(fā)電機(jī)組30的交流(AC)功率和來自 電能存儲(chǔ)設(shè)備70的直流(DC)功率。發(fā)電機(jī)組30包括由引擎控制器34 進(jìn)行調(diào)節(jié)的專用發(fā)電機(jī)引擎32，引擎控制器34有時(shí)被標(biāo)示為引擎控制模塊 (ECM)。引擎控制器34響應(yīng)于來自下文中進(jìn)一步描述的功率控制和轉(zhuǎn)換 電路40的控制信號(hào)。在一個(gè)配置中，引擎32是往復(fù)式活塞類型。發(fā)電機(jī) 組30包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件36和兩個(gè)發(fā)電機(jī)38a和38b，每個(gè)發(fā)電機(jī)都具有三相輸出。每個(gè)發(fā)電機(jī)38a和38b都由構(gòu)件36驅(qū)動(dòng)。在一種形式中，發(fā)電機(jī) 38a和38b由永久磁鐵交流發(fā)電機(jī)(PMA)配置的定子的兩個(gè)不同的電絕緣 三相繞組提供。對(duì)于該形式而言，發(fā)電機(jī)38a和38b共用公共電樞以同此 一起同時(shí)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該電樞是固定到構(gòu)件36的驅(qū)動(dòng)軸形式的轉(zhuǎn)子39的 形式?？蛇x地，發(fā)電機(jī)38a和38b可由分離的定子/電樞/轉(zhuǎn)子等提供，和/ 或可以是不同于PMA的類型。作為直接軸安裝的可選方案，發(fā)電機(jī)38a和 38b可通過提供期望轉(zhuǎn)數(shù)比的機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)、變扭器、傳動(dòng)裝置、皮帶、鏈、 齒輪和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的不同形式的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接機(jī)構(gòu)來機(jī)械地耦合 到引擎32。
引擎32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)行速度和相應(yīng)地發(fā)電機(jī)38a和38b的旋轉(zhuǎn)速度響應(yīng)于 系統(tǒng)28的電力負(fù)載的變化在選定的操作范圍內(nèi)變化。在該范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī) 組旋轉(zhuǎn)速度增加以滿足隨系統(tǒng)28上增加的電力負(fù)載而產(chǎn)生的較大的功率要 求。發(fā)電機(jī)組30具有在對(duì)應(yīng)于低功率輸出的該速度范圍的下極值處的穩(wěn)態(tài) 最低速度以及在對(duì)應(yīng)于高功率輸出的該速度范圍的上極值處的穩(wěn)態(tài)最高速 度。當(dāng)發(fā)電機(jī)組30的速度變化時(shí)，其三相電力輸出的AC頻率和電壓變化。
發(fā)電機(jī)組30電耦合到功率控制和轉(zhuǎn)換電路40。電路40包括耦合以從 發(fā)電機(jī)38a接收可變AC電輸入功率的變換/逆變器電路40a，以及耦合以從 發(fā)電機(jī)38b接收可變AC電輸入功率的變換/逆變器電路40b。電路40a還標(biāo) 示為主控制/逆變器'41a，而電路40b還標(biāo)示為次級(jí)控制/逆變器41b。發(fā)電 機(jī)38a和電路42a共同地標(biāo)志為發(fā)電子系統(tǒng)30a，而發(fā)電機(jī)38b和電路42b 共同地標(biāo)示為發(fā)電子系統(tǒng)30b。
子系統(tǒng)30a和30b每個(gè)都包括三相整流器42、可變電壓DC功率母 線44、 DC-AC功率逆變器46、充電和升壓電路50以及控制器(CNTL) 100。整流器42將相應(yīng)的三相輸入變換到母線44上的可變DC電壓。由控 制器100進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用逆變器46對(duì)DC母線44上的電功率進(jìn)行變換，以 在目標(biāo)AC頻率處提供受控電力輸出以及每個(gè)相應(yīng)的子系統(tǒng)30a和30b的電 壓。在下文中結(jié)合圖2和3進(jìn)一步描述子系統(tǒng)30a和30b的這些特征的特 定方面。
子系統(tǒng)30a和30b都耦合到電能存儲(chǔ)設(shè)備70以選擇性地以特定操作模 式給其充電，并通過下文進(jìn)一步描述的電路50在其它操作模式中從其提供
13電能(或"升壓(boost)")。電路40a和40b經(jīng)由相應(yīng)的DC母線44通過 相應(yīng)的電路50將DC電功率選擇性地提供給存儲(chǔ)設(shè)備70?？蓮脑O(shè)備70和/ 或電路40給多個(gè)DC負(fù)載供電(未示出)?？梢砸砸环N或多種可再充電的電 化學(xué)電池或電池組的形式或本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的形式來提供設(shè)備70。
電路40a和40b的兩個(gè)逆變器46耦合在一起以限定對(duì)應(yīng)于中性線的公 共電節(jié)點(diǎn)"n"。電路40a的逆變器46進(jìn)一步限定對(duì)應(yīng)于功率母線80a的功 率線/輸出的電節(jié)點(diǎn)Ll，且電路40a的逆變器46進(jìn)一步限定對(duì)應(yīng)于功率母 線80b的另一功率線/輸出的電節(jié)點(diǎn)L2。由于逆變器46之間的連接，母線 80a和80b共用公共中性線n。系統(tǒng)28還包括耦合到AC功率轉(zhuǎn)換開關(guān)82 的輸出的母線80。逆變器46的母線80a和80b向開關(guān)82提供一組輸入； 以及外部AC電源90 (岸電)經(jīng)由外部功率接口 92向開關(guān)82提供另一組 輸入。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)車輛20在運(yùn)動(dòng)中時(shí)通常不能使用岸電，岸電在一些地 方可能是不可利用的；且即使可用，岸電一般被斷路器或保險(xiǎn)絲限制。當(dāng) 應(yīng)用來自源90的功率時(shí)，發(fā)電機(jī)組30通常不活動(dòng)。轉(zhuǎn)換開關(guān)82在通過逆 變器46的功率(車輛20內(nèi)部的電源)和來自"岸電"的功率(外部源90) 之間進(jìn)行選擇，以在母線80上服務(wù)于裝置27的各種AC電負(fù)載。使用來自 源90的外部AC功率供應(yīng)，組件40選擇性地用作這些負(fù)載之一，將AC岸 電變換成適合于給存儲(chǔ)設(shè)備70充電的形式。在下面的描述中，除非明確地 對(duì)相反的情況進(jìn)行說明，應(yīng)將AC岸電理解為不存在。
裝置27包括通過開關(guān)82經(jīng)由AC母線80提供的多個(gè)AC電負(fù)載。這 些負(fù)載中包括兩個(gè)120伏AC (VAC)負(fù)載83a和83b，每個(gè)負(fù)載都在多個(gè) 線路(節(jié)點(diǎn))Ll和L2中不同的一個(gè)線路兩端分別電耦合到(節(jié)點(diǎn))n的中 性線。還包括電耦合在線Ll和L2兩者兩端的240VAC負(fù)載84。應(yīng)認(rèn)識(shí)到， 可以經(jīng)由逆變器46來控制線Ll和L2上的AC波形輸出相位，使得通過中 性線的電流不大于通過線L1或L2的最大電流(g卩，線L1和L2相位差為 180度)。從而，對(duì)該配置而言，用于L1、 L2和n的任何導(dǎo)體的尺寸可以 是相同的。而且，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，該配置通過逆變器46有效地合并電壓輸出， 以提供負(fù)載83a和83b到負(fù)載84兩端電壓的和。在此特定的情況下，負(fù)載 84的240 VAC標(biāo)稱為大約兩倍于負(fù)載83a和83b的120 VAC。
每個(gè)子系統(tǒng)30a和30b的控制器100執(zhí)行操作邏輯，該操作邏輯限定各種控制、管理和/或調(diào)節(jié)功能。該操作邏輯可以是專用硬件的形式，諸如 硬線狀態(tài)機(jī)、編程指令和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的不同形式。可以將處 理器100提供為單個(gè)組件或操作性耦合的組件集合；并可由數(shù)字電路、模 擬電路或這兩種類型的混合組合來組成。當(dāng)處理器是多組件形式時(shí)，處理 器100可具有相對(duì)于其它組件位于遠(yuǎn)處的一個(gè)或多個(gè)組件。處理器100可 包括多個(gè)處理單元，其配置為在管道處理配置中、在并行處理配置中和/或 本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的此類不同配置中獨(dú)立地進(jìn)行操作。在一個(gè)實(shí)施方 式中，處理器100是固態(tài)集成電路類型的可編程微處理設(shè)備，其包括一個(gè)
或多個(gè)處理單元和存儲(chǔ)器。處理器100可包括一個(gè)或多個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)器、調(diào) 制器、解調(diào)器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、中央處理單元(CPU)、限制器、 振蕩器、控制時(shí)鐘、放大器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、濾波器、格式轉(zhuǎn)換器、通信端 口、鉗位電路、延遲設(shè)備、存儲(chǔ)器設(shè)備和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的執(zhí)行 期望通信的不同電路或功能組件。子系統(tǒng)30a和30b的控制器100都耦合 到通信總線94。在一種形式中，總線94是標(biāo)準(zhǔn)控制器局域網(wǎng)(CAN)類型。
此外參考圖2的電路示意圖和圖3的控制流程圖，進(jìn)一步示出子系統(tǒng) 30a的選定方面；其中，相同的附圖標(biāo)記指代前面描述的相同組件。應(yīng)認(rèn)識(shí) 到，除了子系統(tǒng)30b接收來自發(fā)電機(jī)38b而不是發(fā)電機(jī)38a的可變AC輸入 功率，并在母線80b而不是80a上提供其輸出之外，對(duì)子系統(tǒng)30b相同地 進(jìn)行配置。此外，雖然每個(gè)子系統(tǒng)30a和30b的控制器100都耦合到通信 總線94，它們?cè)谙到y(tǒng)28的特定功能方面一包括在下文中更充分地進(jìn)行描述 的經(jīng)由引擎控制器34對(duì)引擎32進(jìn)行的控制一中以主/從關(guān)系中操作。
在圖3中，用較重的線加重形成的方框?qū)?yīng)于硬件實(shí)現(xiàn)的功能，而用 較輕的線加重形成的方框?qū)?yīng)于通過對(duì)處理器100進(jìn)行編程所提供的軟件 實(shí)現(xiàn)的功能。子系統(tǒng)30a包括耦合到三相整流器42的電磁干擾(EMI)濾 波器38。在一種形式中，使用適用于三相AC到DC變換的標(biāo)準(zhǔn)六二極管 配置來實(shí)現(xiàn)整流器42。當(dāng)發(fā)電機(jī)組30運(yùn)行時(shí)，整流器42從發(fā)電機(jī)組30接 收EMI過濾的三相AC電功率輸出。濾波器38從發(fā)電機(jī)組輸出移除可導(dǎo) 致不希望有的干擾的特定時(shí)變特征，且整流器42將來自發(fā)電機(jī)組30的過 濾的三相AC電功率變換成母線44上的相應(yīng)的DC電壓。
至少一個(gè)電容器45耦合在DC母線44兩端，以減小殘余的"紋波"和/或其它時(shí)變分量。響應(yīng)于處理器100的逆變器控制邏輯104，通過逆變器 46將母線44上的DC電壓變換成AC電壓。在一種形式中，逆變器46是 具有4個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的標(biāo)準(zhǔn)H橋配置，該絕緣柵雙極型 晶體管由來自處理器100的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)進(jìn)行控制。在其它 形式中，逆變器46可由一個(gè)或多個(gè)其它開關(guān)類型(諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)、柵控晶閘管、可控硅整流器(SCR)等)組成。來自邏輯104的 PWM控制信號(hào)選擇性地和各自地驅(qū)動(dòng)逆變器46的柵極/開關(guān)。這些控制信 號(hào)通常輸入到與逆變器柵極相耦合的介入功率驅(qū)動(dòng)電路，且控制信號(hào)被光 隔離器、隔離變壓器等隔離。逆變器控制邏輯104包括綜合近似的正弦AC 波形的比例積分(PI)控制器。感測(cè)裝置45包括AC電壓傳感器46a和AC 電流傳感器46b。逆變器控制邏輯104接收對(duì)應(yīng)于從逆變器46輸送到母線 80a的功率的來自電壓傳感器46a的AC電壓(VAC)和來自電流傳感器46b 的AC電流(IAC)。到邏輯104的VAC和IAC輸入用作反饋，以使用PI 控制器產(chǎn)生輸出功率的正弦波形。此外，這些輸入用于通過PI控制器計(jì)算 控制整個(gè)系統(tǒng)的共享功能所需的功率特性，并確定正弦電壓和電流輸出的 功率因數(shù)以便于功率因數(shù)校正?？刂七壿?10從逆變器控制邏輯104接收 AC功率輸出信息。該信息可用于確定系統(tǒng)功率，并用于與發(fā)電機(jī)組30和 設(shè)備70的功率輸送容量進(jìn)行比較，以調(diào)節(jié)在下文中描述的特定操作。而且， 邏輯IIO使用該AC輸出信息來確定是否存在保證在這樣的操作中的考慮因 素的瞬態(tài)功率條件。
電感器47a和電容器47b將逆變器46輸出進(jìn)一步的過濾和轉(zhuǎn)換為受控 AC功率波形。EMI濾波器48對(duì)因而形成的AC功率波形進(jìn)行干擾過濾， 以在母線80上提供調(diào)節(jié)的單相AC功率輸出。在一個(gè)非限制性的實(shí)例中， 在母線80上提供標(biāo)稱為120VAC、 60赫茲(Hz)輸出，到整流器42的發(fā) 電機(jī)組三相輸出在150-250伏AC (VAC)的電壓范圍和200-400赫茲(Hz) 的頻率范圍內(nèi)變化，且在DC母線44上的可變電壓在200和300伏DC( Vdc) 之間。
除了逆變器控制邏輯104以外，處理器100包括發(fā)電機(jī)組功率請(qǐng)求控 制邏輯102，用于通過經(jīng)由總線94與引擎控制器34的通信來相對(duì)于系統(tǒng) 28的操作對(duì)發(fā)電機(jī)組30的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。邏輯102向發(fā)電機(jī)組30提供輸入信號(hào)，其表示由發(fā)電機(jī)組30對(duì)所請(qǐng)求的目標(biāo)電負(fù)載進(jìn)行供電。由引擎控制器34限定的發(fā)電機(jī)組調(diào)速器103響應(yīng)于邏輯102來調(diào)節(jié)引擎旋轉(zhuǎn)速度，引擎反過來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)34的旋轉(zhuǎn)速度。提供邏輯102進(jìn)行的控制，使得根據(jù)一個(gè)或多個(gè)條件(如瞬態(tài))來引起不同的引擎速度變化率(加速/減速)，這一點(diǎn)將在下文中結(jié)合圖4和5進(jìn)行更充分的解釋。
在一個(gè)特定的形式中，調(diào)速器103在發(fā)電機(jī)組30包含的引擎控制器34中實(shí)現(xiàn)。可選地或此外，調(diào)速器103的至少一部分可包括在組件40中。控制邏輯102響應(yīng)于包括在處理器100的操作邏輯中的系統(tǒng)控制邏輯110、以及引擎速度傳感器112所提供和/或通過監(jiān)控發(fā)電機(jī)38a的可變輸出的AC頻率所提供的引擎速度反饋信號(hào)?？梢园殡S電力負(fù)載的變化和/或設(shè)備70的充電或升壓操作而引起使用邏輯102進(jìn)行的速度調(diào)節(jié)，這將在下文中進(jìn)一步描述。反過來，邏輯102給充電和功率升壓控制邏輯106提供控制輸入。
可控DC-DC變換器60電耦合到DC母線44和電能存儲(chǔ)設(shè)備70。在圖2中，更具體地以電化學(xué)電池設(shè)備75的形式示出設(shè)備70。使用電流傳感器76來監(jiān)控在設(shè)備70和變換器60之間的電流，以及在節(jié)點(diǎn)78處監(jiān)控設(shè)備70的DC電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，可使用多于一個(gè)的電流傳感器和/或多于一種的電流傳感器類型(未示出)。例如，在一個(gè)配置中，可用于功率管理目的使用一個(gè)傳感器(例如霍爾效應(yīng)傳感器類型)監(jiān)控設(shè)備70的電流，并且可以使用另一傳感器(例如分流器類型)監(jiān)控各種充電狀態(tài)。在其它實(shí)施方式中，可利用或多或少的傳感器和/或傳感器類型。變換器60在DC母線44和設(shè)備70之間提供電功率的雙向轉(zhuǎn)換。變換器60用于使用來自DC母線44的功率給設(shè)備70充電，并對(duì)母線80 (見圖1)上的工作功率要求來補(bǔ)充(升壓)可用于DC母線44的功率。變換器60包括在充電和功率升壓控制邏輯106的控制下的DC母線接口電路54和存儲(chǔ)接口電路64。母線接口電路54包括充電逆變器54a和功率升壓整流器54b。存儲(chǔ)接口電路64包括充電整流器64a和功率升壓逆變器64b。變壓器58耦合在電路54和電路64之間。充電逆變器54a和升壓逆變器64b可以是基于IGBT、 FET (包括MOSFET類型)、柵控晶閘管、SCR或本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的此類其它適當(dāng)?shù)臇艠O/開關(guān)設(shè)備的H橋類型。此外，雖然將整流器54b和64a每個(gè)都表示為不同于相應(yīng)的逆變器54a或64b，但是，在其它實(shí)施方式中，可提供以全波類型的形式的一個(gè)或多個(gè)整流器54b和64a，該全波類型由電耦合在相應(yīng)的逆變器54a或64b組件的輸出兩端的保護(hù)型"續(xù)流"二極管組成。對(duì)于該配置的整流器操作，相應(yīng)的逆變器組件保持不起作用而變?yōu)椴粚?dǎo)電。
充電比例積分(PI)控制電路52電耦合到充電逆變器54a，且功率升壓PI控制電路62電耦合到功率升壓逆變器64b。電路52和62每個(gè)都接收相應(yīng)的充電和升壓電流參考值106a和106b作為輸入。通過充電和功率升壓控制邏輯106使用處理器100計(jì)算電流參考值106a和106b。這些參考值被確定為功率要求、可用系統(tǒng)功率和任何瞬態(tài)功率條件的存在的函數(shù)?？傁到y(tǒng)功率又被提供為由逆變器46提供到母線80的功率(逆變器功率)、發(fā)電機(jī)組30的發(fā)電容量和設(shè)備70的功率輸出容量的函數(shù)。逆變器功率對(duì)應(yīng)于母線80的電力負(fù)載產(chǎn)生的、由VAC電壓、IAC電流和相應(yīng)功率因數(shù)所指示的AC電負(fù)載"功率要求"。由邏輯102參考所要求的發(fā)電機(jī)組功率/負(fù)載來確定發(fā)電機(jī)組發(fā)電容量。當(dāng)母線80上的功率要求可由具有剩余容量的發(fā)電機(jī)組30提供并具有剩余容量時(shí)，然后，通過使用PI控制電路52調(diào)節(jié)變換器60可以將剩余量用于給設(shè)備70充電；并且當(dāng)功率要求超過發(fā)電機(jī)組30的容量時(shí)，可以通過使用PI控制電路62調(diào)節(jié)變換器60來將補(bǔ)充功率從設(shè)備70提供給母線80。在下文中結(jié)合圖4和圖5進(jìn)一步描述系統(tǒng)28的動(dòng)態(tài)"功率共享"操作的多個(gè)方面；然而，下文首先描述變換器60的其它方面及其操作。
使用系統(tǒng)控制邏輯110來控制變換器60，以啟用/禁止充電和升壓操作。在邏輯110的控制下，充電操作模式和升壓操作模式相互排斥一即，它們不能被同時(shí)啟用。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)28中，在這些方面，子系統(tǒng)30a和30b獨(dú)立于彼此地進(jìn)行操作，以便兩者都可在充電模式、升壓模式中操作或在一個(gè)在一種模式中進(jìn)行操作。從設(shè)備70的角度來說，其根據(jù)子系統(tǒng)30a和30b所執(zhí)行的升壓或充電量的和來提供電功率(升壓)或接收電功率(充電)。當(dāng)多個(gè)電池并聯(lián)使用時(shí)，可以將子系統(tǒng)30a和30b耦合在并聯(lián)配置的不同端，以確保貫穿電池的更均勻的電流。
當(dāng)啟用充電模式時(shí)，根據(jù)幾種不同模式之一依賴于其充電級(jí)給電化學(xué)電池形式的設(shè)備70進(jìn)行充電。當(dāng)充電時(shí)，電路52輸出以標(biāo)準(zhǔn)方式驅(qū)動(dòng)充電逆變器54a的柵極的PWM控制信號(hào)。PWM控制信號(hào)通常輸入到與每個(gè)柵極輸入相耦合的標(biāo)準(zhǔn)功率驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，并且可以通過光隔離器、隔離變壓器等將PWM控制信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)功率驅(qū)動(dòng)電路隔離。響應(yīng)于PWM輸入控制信號(hào)，逆變器54a將來自DC母線44的DC功率變換到AC形式，其經(jīng)由變壓器58提供給電路64的整流器64a。整流器64a將來自變壓器58的AC功率變換成適當(dāng)?shù)腄C形式，以給電池設(shè)備75充電。在涉及電池設(shè)備75的標(biāo)稱12 Vdc輸出的一種形式中，變壓器58將逆變器54a所輸出的AC電壓輸出逐步降低到適合于給存儲(chǔ)設(shè)備70充電的較低電平。對(duì)于非電池類型的設(shè)備70而言，視情況對(duì)"充電模式"中的再充電/能量存儲(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的修改。
當(dāng)啟用功率升壓模式時(shí)，升壓PI控制電路62向升壓逆變器64b提供PWM控制信號(hào)，以控制從設(shè)備70輸送的功率。電路62的輸出是PWM控制信號(hào)的形式，該信號(hào)以變壓器升壓配置的標(biāo)準(zhǔn)方式驅(qū)動(dòng)升壓逆變器64b的柵極。典型地，按需要或要求，將這些控制信號(hào)輸入到具有適當(dāng)隔離的功率驅(qū)動(dòng)電路(未示出)。當(dāng)補(bǔ)充由發(fā)電機(jī)32所提供的功率時(shí)，使用電路62來實(shí)現(xiàn)電流控制的功率升壓技術(shù)。響應(yīng)于(1)升壓電流參考值106b和(2)使用電流傳感器76檢測(cè)的存儲(chǔ)設(shè)備70的電流這兩個(gè)輸入之間的差異，電路62提供比例積分輸出調(diào)節(jié)。在響應(yīng)中，逆變器64b將來自設(shè)備70的DC功率變換成AC形式，其經(jīng)由變壓器58提供給電路54的整流器54b。整流器64b將來自變壓器58的AC功率變換成用于DC母線44的適當(dāng)?shù)腄C形式。在涉及設(shè)備70的標(biāo)稱12 Vdc輸出的一種形式中，變壓器58逐步升高從逆變器64b輸出的AC電壓，AC電壓被變換回用于母線44的DC功率。
圖4示出根據(jù)處理器100所執(zhí)行的用于子系統(tǒng)30a和30b的操作邏輯來執(zhí)行的系統(tǒng)28的功率管理過程120。同時(shí)參考圖l-圖3，過程120以條件122開始，條件122測(cè)試是否應(yīng)用了來自外部源90的岸電。如果條件122的測(cè)試為真(是)，則執(zhí)行岸電操作124。在操作124中，使用逆變器46的"續(xù)流"二極管對(duì)從AC到DC的功率進(jìn)行整流，從母線80應(yīng)用岸電以給裝置70充電。在操作124期間，也經(jīng)由開關(guān)82將岸電提供給負(fù)載83和84。
19如果條件122的測(cè)試為假(否)，則過程120進(jìn)行條件126。條件126測(cè)試系統(tǒng)28是否在無噪聲模式中操作。如果條件126的測(cè)試為真(是)，則執(zhí)行只有存儲(chǔ)器/電池的操作128。當(dāng)從發(fā)電機(jī)組30的運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲水平是不被允許的或是不希望有的情況下，以及當(dāng)岸電不可用或否則不被提供的情況下， 一般利用無噪聲模式。相應(yīng)地，在操作128中，發(fā)電機(jī)組30是不起作用的，且僅從存儲(chǔ)設(shè)備70提供功率。對(duì)于在該無噪聲模式中的操作，存儲(chǔ)設(shè)備70所輸送的功率是電壓控制的，而不是電流控制的，將大致恒定的電壓提供給DC母線44，以便于在母線80上輸送大致恒定的AC電壓。子系統(tǒng)30a和30b同時(shí)執(zhí)行條件/算子122-128。
操作員輸入控制和顯示輸入/輸出(I/O)設(shè)備115操作性地耦合到處理器IOO，以向系統(tǒng)28提供各種操作員輸入并輸出狀態(tài)信息。在一個(gè)非限制性的形式中，設(shè)備115安裝在客車22的車艙內(nèi)，并經(jīng)由總線94與電路40中的處理器100通信。
如果條件126的測(cè)試為假(否)，則進(jìn)行條件130。條件130測(cè)試岸電共享模式是否有效。響應(yīng)于系統(tǒng)28的電力負(fù)載的變化，功率共享模式部分地根據(jù)與子系統(tǒng)30b的控制器100的通信、在子系統(tǒng)30a的控制器100的控制下動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組30的速度。由子系統(tǒng)30a和30b獨(dú)立地控制升壓/充電。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，該調(diào)節(jié)基于每個(gè)子系統(tǒng)30a和30b的總功率，其含有(a)從逆變器46輸出的由逆變器電壓和電流測(cè)量的AC功率，(b)在存儲(chǔ)設(shè)備處測(cè)量的DC功率，以及(c)電路40a和40b固有的功率損耗。損耗計(jì)算便于目標(biāo)發(fā)電機(jī)組速度和穩(wěn)態(tài)操作的升壓速率的確定，這一點(diǎn)結(jié)合操作138進(jìn)一步進(jìn)行討論。
如果條件130的測(cè)試為真(是)，則執(zhí)行條件132。條件132測(cè)試是否檢測(cè)到功率水平變化或瞬態(tài)。如果條件132的測(cè)試為真(是)，則執(zhí)行瞬態(tài)處理例程150，這一點(diǎn)結(jié)合圖5進(jìn)一步進(jìn)行描述?？梢允褂貌煌臉?biāo)準(zhǔn)或"測(cè)試"來檢測(cè)符合條件132的不同類型的瞬態(tài)，這一點(diǎn)將在下文中進(jìn)一步描述。如果條件132的測(cè)試為假(否)，則功率處于功率共享模式中的穩(wěn)態(tài)。視穩(wěn)態(tài)電力負(fù)載大小而定，穩(wěn)態(tài)功率輸送以兩種方式之一進(jìn)行，這一點(diǎn)由條件134進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，條件134測(cè)試電力負(fù)載是否低于與發(fā)電機(jī)組30的可用功率有關(guān)的選定閾值(穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)組額定值)。該測(cè)試包括增加DC和AC功率水平，計(jì)算損耗，并比較總功率與發(fā)電機(jī)組功率額定值，以確定是否
可執(zhí)行設(shè)備70的同時(shí)充電。如果是這樣，條件134的測(cè)試為真(是)，并 執(zhí)行操作136。
在操作136中，按需要(充電啟用/升壓禁止)支持"發(fā)電機(jī)組加充電" 功率共享模式，其使用額外的發(fā)電機(jī)組容量用于給設(shè)備70充電。操作136 的發(fā)電機(jī)組加充電功率共享模式一般從瞬態(tài)條件到達(dá)穩(wěn)態(tài)，這將結(jié)合例程 150進(jìn)一步描述。發(fā)電機(jī)組加充電模式中的總發(fā)電機(jī)組功率被確定為所測(cè)量 的AC功率輸出加上所測(cè)量的DC充電功率減去所估計(jì)的充電器損耗。在一 種形式中，通過參考包含充電器電路的損耗的一個(gè)或多個(gè)表來將充電器損 耗估計(jì)為電池電壓和充電電流的函數(shù)。然后，基于標(biāo)準(zhǔn)化負(fù)載來確定目標(biāo) 發(fā)電機(jī)組速度。發(fā)電機(jī)組速度設(shè)置成支持DC和AC負(fù)載。當(dāng)發(fā)電機(jī)組到達(dá) 額定充電電平時(shí)，其速度可減小。當(dāng)AC功率要求接近發(fā)電機(jī)組額定值時(shí)， 充電速率可減小，以便使用發(fā)電機(jī)組30維持負(fù)載支持。
如果條件134的測(cè)試為假(否)，則引起操作138。在操作138中，發(fā) 電機(jī)組30和設(shè)備70都用于在"發(fā)電機(jī)組加升壓"功率共享模式中在穩(wěn)態(tài) 時(shí)向電力負(fù)載提供功率。根據(jù)總AC和DC功率要求減去損耗來計(jì)算期望升 壓速率。該速率控制升壓電流，以達(dá)到發(fā)電機(jī)組和存儲(chǔ)設(shè)備之間的期望功 率共享。通過確定對(duì)系統(tǒng)負(fù)載的期望存儲(chǔ)功率貢獻(xiàn)并參考一個(gè)或多個(gè)表來 計(jì)算升壓速率，這些表將升壓電路的損耗表示為電池電壓和電流的函數(shù)。 每個(gè)子系統(tǒng)30a和30b也獨(dú)立地執(zhí)行條件134以及操作136和138。
對(duì)于該穩(wěn)態(tài)條件，發(fā)電機(jī)組30通常以速度上限運(yùn)行，附加的功率在升 壓?jiǎn)⒂媚Ｊ街袕脑O(shè)備70提供。應(yīng)理解，該發(fā)電機(jī)組加升壓功率共享操作通 常也從瞬態(tài)條件到達(dá)穩(wěn)態(tài)，這將結(jié)合例程150進(jìn)一步進(jìn)行描述。在一種形 式中，負(fù)載計(jì)算歸一化為到百分比系統(tǒng)額定值、百分比升壓容量和百分比 發(fā)電機(jī)組負(fù)載，以便于對(duì)不同的發(fā)電機(jī)組和升壓規(guī)模的系統(tǒng)定標(biāo)。在下文 中結(jié)合圖5進(jìn)一步描述子系統(tǒng)30a和30b對(duì)操作150的實(shí)現(xiàn)。
首先繼續(xù)參照?qǐng)D4，操作124、 128、 136和138進(jìn)行到條件140。條件 140測(cè)試是否繼續(xù)過程120的操作。如果條件140為真(是)，則過程120 返回到條件122以再次執(zhí)行剩余的邏輯。如果條件140為假，則過程120 停止。在操作150中，可能識(shí)別有多種類型的瞬態(tài)條件。對(duì)于較小程度的瞬 態(tài)，最初它們可由獨(dú)立于彼此的子系統(tǒng)30a和30b來處理。相反地，對(duì)于 施加于子系統(tǒng)30a和30b中的一個(gè)子系統(tǒng)上的特定大瞬態(tài)條件，無論子系 統(tǒng)30a和30b中的另一個(gè)子系統(tǒng)的瞬態(tài)條件如何，大瞬態(tài)條件的存在可以 指示響應(yīng)。例如，在子系統(tǒng)30a和30b中的一個(gè)子系統(tǒng)上電力負(fù)載的大量 增加可導(dǎo)致需要以最大加速度來增加發(fā)電機(jī)組30的速度，而不管另一子系 統(tǒng)30a或30b的電力負(fù)載如何。
圖5示出用于針對(duì)瞬態(tài)條件來調(diào)節(jié)子系統(tǒng)30a的主逆變器41a和子系統(tǒng) 30b的次級(jí)逆變器41b的操作的控制邏輯120，其包括對(duì)其間負(fù)載失衡的調(diào) 節(jié)；其中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的組件。將邏輯120示出為用于主逆 變器41a的主運(yùn)算邏輯100a和用于次級(jí)逆變器41b的次級(jí)運(yùn)算邏輯100b。 分別使用每個(gè)逆變器41a和41b的相應(yīng)的控制器100來實(shí)現(xiàn)邏輯100a和 100b中的每一個(gè)。對(duì)于所述配置而言，逆變器41b相對(duì)于逆變器41b以從/ 主關(guān)系進(jìn)行操作，并且通過總線94進(jìn)行通信。同樣地，連接器44a與引擎 控制器34和總線94通信。
然后，結(jié)合圖6所示的相應(yīng)邏輯元件來描述邏輯100a和100b的功能。 邏輯100a包括用于確定主逆變器目標(biāo)容量(標(biāo)示為P)的瞬態(tài)響應(yīng)(TR) 邏輯102a，而邏輯100b包括用于確定次級(jí)逆變器目標(biāo)容量(標(biāo)示為S)的 TR邏輯102b。將目標(biāo)容量S發(fā)送到逆變器41a的邏輯100a，其使用加法 器142a將目標(biāo)容量S和P合計(jì)在一起。加法器142a輸出的經(jīng)平衡的目標(biāo) 功率單位容量被標(biāo)示為BT (其中BT=S+P)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)逆變器41a和 41b上的負(fù)載變得不平衡時(shí)，有時(shí)希望有額外的功率容量將不平衡的負(fù)載可 能有的效應(yīng)考慮在內(nèi)。該增加的容量允許在足夠的電平產(chǎn)生DC母線電壓， 使得最低限度對(duì)每個(gè)逆變器41a和41b保持AC 120V電壓輸出的畸變。因 此，由邏輯100a的加法器142b將標(biāo)示為UT的可變不平衡目標(biāo)功率單位容 量相加到平衡目標(biāo)功率單位容量BT。根據(jù)主目標(biāo)容量P和次級(jí)目標(biāo)容量S 的輸入從不平衡負(fù)載查找表(LUT) 144中來確定不平衡目標(biāo)功率單位容量 UT。
對(duì)給定的配置/應(yīng)用而言，經(jīng)驗(yàn)地(根據(jù)實(shí)驗(yàn)地)確定LUT144的特定 輸出。在一般應(yīng)用中，當(dāng)兩個(gè)逆變器41a和41b中的一個(gè)具有零或可忽略的負(fù)載大小而另一逆變器具有對(duì)應(yīng)于最大引擎速度的一半或更大(即，50% 目標(biāo)負(fù)載容量或更大)時(shí)，由LUT 144輸出的不平衡目標(biāo)容量UT最大， 并且在兩個(gè)逆變器負(fù)載大小中的較小的一個(gè)低于特定閾值(在一個(gè)應(yīng)用中 該閾值為最大目標(biāo)功率單位容量的大約22%)時(shí)，由LUT144輸出的不平 衡目標(biāo)容量UT可忽略(零)。如果兩個(gè)逆變器負(fù)載大小大約或接近相同的 大小(即，平衡負(fù)載)，由LUT144輸出的不平衡目標(biāo)容量UT也可以可忽 略的。應(yīng)理解，可以以其它方式來提供UT值，諸如從多個(gè)LUT、 一個(gè) 或多個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式、調(diào)度表或其組合中或者以本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的此 類不同的方式。
加法器142b的輸出是總目標(biāo)功率單位容量T (其中T=BT+UT)。將總 目標(biāo)容量T發(fā)送到引擎控制器34。在響應(yīng)中，弓l擎控制器34根據(jù)引擎速度 邏輯(ECMSP) 34a的指示適當(dāng)?shù)貙?duì)引擎32的旋轉(zhuǎn)引擎速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。引 擎控制器34還確定引擎32的功率單元容量(標(biāo)示為C)，并向主逆變器41a 發(fā)送功率單位C。在邏輯100a內(nèi)，通過輸出負(fù)形式的UT的負(fù)乘法器150 和將C和負(fù)UT (-UT)總計(jì)在一起的加法器142c的操作將功率單位容量C 減小不平衡目標(biāo)容量UT的量。換句話說，加法器142c的輸出是C和UT 之間的差值(C-UT)。
每個(gè)逆變器41a和41b最初使用其相應(yīng)的TR邏輯102a和102b來處理 瞬態(tài)響應(yīng)。如前所述，該邏輯基于相應(yīng)逆變器46的單獨(dú)的功率單位容量。 為了分別對(duì)TR邏輯102a和102b提供適當(dāng)?shù)闹髂孀兤鞴β蕟挝蝗萘亢痛渭?jí) 逆變器功率單位容量(PC和SC)，邏輯100a考慮每個(gè)主逆變器目標(biāo)功率單 位容量和次級(jí)逆變器目標(biāo)功率單位容量(S和P)與總平衡目標(biāo)功率單位容 量(BT)的比值，并以另外方式提供UT的偏移。更具體地，邏輯100a使 用除法器146a確定比值BT/P，其輸出為主功率容量比值PR。將除法器146a 的輸出(BT/P)提供為除法器148a的分母，而將C-UT提供為其分子，以 提供以比值形式的主逆變器功率單位容量PC， UT的任何非零值被移除。 邏輯100a還確定比值BT/S，其作為次級(jí)功率容量比值SR由除法器146b 進(jìn)行輸出。SR輸入為除法器148a的分母，而將C-UT輸入為分子，以提供 以比值形式的次級(jí)逆變器功率單位容量SC， UT的任何非零值被移除。將 次級(jí)逆變器功率單位容量SC提供給次級(jí)逆變器41b的TR邏輯102b以執(zhí)行瞬態(tài)響應(yīng)處理。應(yīng)理解，如果P等于零，則PC被設(shè)置為零，而不使用除 法器146a和148a執(zhí)行除法。類似地，如果S等于零，則SC被設(shè)置為零， 而不使用除法器146a和148a執(zhí)行除法。
邏輯102a和102b每個(gè)輸出相應(yīng)的二進(jìn)制大瞬態(tài)信號(hào)PLT和SLT，其 指示是否大瞬態(tài)狀態(tài)應(yīng)用于相應(yīng)的逆變器41a或41b。這些信號(hào)提供為二進(jìn) 制OR算子140a的輸入，OR算子140a輸出結(jié)果作為二進(jìn)制大瞬態(tài)信號(hào)LT。 該邏輯確保當(dāng)兩個(gè)逆變器負(fù)載大小中的至少一個(gè)設(shè)置大瞬態(tài)條件時(shí)，信 號(hào)LT被設(shè)置為真。信號(hào)LT輸入到引擎控制器34，以響應(yīng)于LT信號(hào)的狀 態(tài)來提供最大速度增加，LT信號(hào)指示任一逆變器41a和/或41b的大瞬時(shí)狀 態(tài)。實(shí)際上，有效(真)的大瞬態(tài)信號(hào)LT根據(jù)從子系統(tǒng)30a和30b確定的 目標(biāo)功率單位容量T而忽視引擎速度的任何確定。相反，當(dāng)大瞬態(tài)LT為無 效的(假)時(shí)，目標(biāo)功率單位容量T起決定影響，其可能不涉及引擎32的 最大加速度。替代地，引擎32的加速或減速可被限制到小于可用最大變化 率的固定變化率，如在2006年11月16日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.11/600，937 中進(jìn)一步進(jìn)行描述的(以前通過參考而被并入)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，該速率選 擇為將人類對(duì)指示速度變化的引擎噪聲的感知降低?？蛇x地或另外，由TR 邏輯102a和/或102b進(jìn)行的升壓或充電的調(diào)節(jié)可以影響來自于主逆變器41a 和次級(jí)逆變器41b的相應(yīng)目標(biāo)功率容量信號(hào)P和S—影響輸出到引擎32的 變量T。
邏輯102a和102b每個(gè)還包括輸出二進(jìn)制通風(fēng)和冷卻液泵命令的邏輯 算子104a和104b，以調(diào)節(jié)操作的熱狀態(tài)。具體而言，算子104a選擇性地 輸出主通風(fēng)扇命令PVF和主冷卻液泵命令PCP，而算子104b選擇性地輸出 次級(jí)通風(fēng)扇命令SVF和次級(jí)冷卻液泵命令SCP。命令PVF和SVF作為輸 入提供給二進(jìn)制OR算子140b，其輸出作為PVF和SVF的邏輯"或"函數(shù) 的雙逆變器通風(fēng)扇命令VF并且該輸出發(fā)送到引擎控制器34。將命令PCP 和SCP提供為二進(jìn)制OR算子140c的輸入，其輸出為PCP和SCP的邏輯 "或"函數(shù)的雙逆變器冷卻液泵命令CP，并且將所述輸出發(fā)送到引擎控制 器34。將命令CP和VF提供給適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)泵操作的ECM泵控制(ECM PC) 模塊34c。
為了維持逆變器41a和41b之間的同步，主逆變器41a計(jì)數(shù)其產(chǎn)生的由零交叉所描述的每三個(gè)AC周期。通過每個(gè)三個(gè)周期的使用，主逆變器41a 將同步信號(hào)傳遞到次級(jí)逆變器41b，以便于其輸出波形與主逆變器41a的同 步。在一種形式中，可以將該同步信號(hào)視為用信號(hào)傳送三個(gè)AC周期產(chǎn)生的 開始的中斷。次級(jí)逆變器41b也在其3個(gè)AC周期結(jié)束時(shí)發(fā)送同步信號(hào)，以 指示它正執(zhí)行逆變功能。
在其它實(shí)施方式中，需要將逆變器41a和41b的啟動(dòng)進(jìn)行同步，以便 以最小的畸變提供初始的全240V輸出。對(duì)于該實(shí)施方式而言，可執(zhí)行初始 同步序列以確保兩個(gè)逆變器41a和41b在彼此的可忽略的延遲內(nèi)開始逆變 器操作。在一種形式中，該序列包括(a)當(dāng)主逆變器41a準(zhǔn)備開始進(jìn)行逆 變(即，產(chǎn)生120VAC電壓信號(hào))并接著等待從次級(jí)逆變器41b接收同步 信號(hào)(作為確認(rèn))時(shí)，主逆變器41a向次級(jí)逆變器41b發(fā)送同步信號(hào)；(b) 當(dāng)次級(jí)逆變器41b準(zhǔn)備開始逆變時(shí)，次級(jí)逆變器41b等待從主逆變器41a 接收同步信號(hào);(c)當(dāng)次級(jí)逆變器41b從主逆變器41a接收第一同步信號(hào)時(shí)， 次級(jí)逆變器41b向主逆變器41a發(fā)送同步信號(hào)(作為確認(rèn))并且在其下一 中斷周期中開始迸行逆變；(d)主逆變器41a等待來自于次級(jí)逆變器41b 的確認(rèn)同步信號(hào)，在從次級(jí)逆變器41b接收到確認(rèn)同步信號(hào)之后開始逆變。 僅在逆變器41a和41b都開始逆變時(shí)執(zhí)行該初始同步。如果主逆變器41a 向次級(jí)逆變器41b發(fā)送其第一同步信號(hào)之后在預(yù)定量的時(shí)間(在一個(gè)實(shí)現(xiàn) 中為3秒)內(nèi)沒有得到確認(rèn)，則主逆變器41a關(guān)閉，這又使次級(jí)逆變器41b 關(guān)閉。 一旦同步最初是成功的，則通過從主逆變器41a到次級(jí)逆變器41b 發(fā)送周期性信號(hào)來維持同步(在一種形式中，如上所述每三個(gè)AC周期)。 在執(zhí)行了成功的初始同步之后，沒有接收到預(yù)定數(shù)量的連續(xù)同步信號(hào)使沒 有接收該同步信號(hào)的逆變器41a或41b關(guān)閉，這又使另一逆變器41a或41b 關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)例中，預(yù)定的數(shù)量為6。在逆變器41a或41b中的一個(gè)關(guān)閉 的情況下，而不管原因如何，另一個(gè)也關(guān)閉，這一點(diǎn)可以通過使用從一個(gè) 逆變器41a或41b發(fā)送到另一逆變器41a或41b的外部(故障)關(guān)閉信號(hào)來 實(shí)現(xiàn)。在另一變形中，存在公共引擎驅(qū)動(dòng)的、有兩個(gè)發(fā)明人的、對(duì)系統(tǒng)28 示出的兩個(gè)發(fā)電機(jī)，但只有一個(gè)有升壓/充電能力。在這種情況下，升壓可 包括按需要可發(fā)送到任一逆變器的兩個(gè)隔離的輸出。
存在本申請(qǐng)的很多其它實(shí)施方式。例如， 一個(gè)或多個(gè)燃料電池設(shè)備、基于電容的存儲(chǔ)設(shè)備和/或不同形式的可再充電電能存儲(chǔ)裝置可用作電化學(xué)
電池或電池組類型的存儲(chǔ)設(shè)備70的可選或附加形式。此外， 一個(gè)或多個(gè)燃 料電池(包括但不限于氫/氧反應(yīng)物類型)可用于提供來自發(fā)電機(jī)組30禾口/ 或能量存儲(chǔ)設(shè)備70的一些或全部功率。引擎32可為汽油、柴油、氣體或 混合供燃料的；或以本領(lǐng)域技術(shù)人員將獲知的不同方式被供以燃料。進(jìn)一 步地，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，引擎32可以不同于往復(fù)式活塞、斷續(xù)燃燒類型，和/或可 使用客車引擎26來代替引擎32，以給發(fā)電機(jī)34提供機(jī)械功率或補(bǔ)充引擎 32所提供的機(jī)械功率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，車輛承載系統(tǒng)28是船舶。在 該實(shí)施方式的一個(gè)變形中，在有或沒有引擎32的情況下，發(fā)電機(jī)34的旋 轉(zhuǎn)機(jī)械功率從推進(jìn)軸(例如傳動(dòng)軸)提供?？蛇x地或此外，發(fā)電機(jī)34可按 需要具有不同的類型，其適合于適應(yīng)不同發(fā)電機(jī)類型的電路/控制。在又一 些其它實(shí)施方式中，可以利用更多或更少的控制器，并且可以或可以不以 主/從關(guān)系進(jìn)行配置。
本申請(qǐng)的其它實(shí)施方式包括內(nèi)燃機(jī)引擎；由引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā) 電機(jī)；由引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)；第一逆變器，用于對(duì)來自第一變速 發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變換以在第一電輸出節(jié)點(diǎn)提供第一受控AC電壓； 以及，第二逆變器，用于將來自第二變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變換以 在第二電輸出節(jié)點(diǎn)提供第二受控AC電壓。第一逆變器和第二逆變器通過公 共電節(jié)點(diǎn)電耦合在一起，以在第一輸出節(jié)點(diǎn)和第二輸出節(jié)點(diǎn)兩端提供大于 第一受控AC電壓和第二受控AC電壓中的每個(gè)的第三受控AC電壓。
在另一實(shí)施方式中， 一種裝置包括包括內(nèi)燃機(jī)引擎的電動(dòng)客車、拖 車、野營(yíng)掛車、卡車、公共汽車或船舶；由引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā)電機(jī)； 由引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)；第一逆變器，用于將來自第一變速發(fā)電機(jī) 的可變電功率進(jìn)行變換以提供第一受控AC電壓；以及，第二逆變器，用于 將來自第二變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變換以提供第二受控AC電壓。
另一個(gè)實(shí)施方式包括第一變速發(fā)電機(jī)；第二變速發(fā)電機(jī)；連接到第 一變速發(fā)電機(jī)的第一整流器；連接到第一整流器的第一DC母線、連接到第 一 DC母線的第一逆變器、連接到第二變速發(fā)電機(jī)的第二整流器、連接到第 二整流器的第二DC母線、連接到第二DC母線的第二逆變器、以及電耦合 到第一DC母線和第二 DC母線中的至少一個(gè)的至少一個(gè)能量存儲(chǔ)設(shè)備。另一個(gè)實(shí)施方式包括使用車輛承載第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電 機(jī)、耦合到第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器和耦合到第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器； 驅(qū)動(dòng)第一變速發(fā)電機(jī)和第二變速發(fā)電機(jī)，并控制第一逆變器和第二逆變器 以提供具有在第一逆變器和第二逆變器中的一個(gè)兩端的第一受控AC電壓 的第一電功率輸出、以及具有在第一逆變器和第二逆變器兩者兩端的第二 受控AC電壓的第二電功率輸出，第二 AC電壓大于第一 AC電壓。
另一個(gè)實(shí)施方式包括使用車輛承載發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有驅(qū) 動(dòng)軸的內(nèi)燃機(jī)引擎、第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)；使用驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn) 第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)，以提供來自系統(tǒng)的具有第一受控AC電壓的第一 功率輸出和來自系統(tǒng)的在大于第一受控AC電壓的第二受控AC電壓的第二 功率輸出；并且使用另一個(gè)引擎推動(dòng)車輛。
本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施方式包括操作車輛發(fā)電系統(tǒng)，其包括變速內(nèi)
燃機(jī)引擎、第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到第一發(fā)電機(jī)的第一
逆變器和耦合到第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器；使用以第一速度運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī) 引擎來驅(qū)動(dòng)第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)，以通過第一逆變器和第二逆變器提 供電功率；確定第一逆變器和第二逆變器之間的電力負(fù)載不平衡的程度； 并將內(nèi)燃機(jī)引擎的運(yùn)行速度控制為電力負(fù)載不平衡的函數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式包括車輛發(fā)電系統(tǒng)，其具有變速內(nèi)燃機(jī)引 擎、第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器 和耦合到第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器。還包括的是用于使用以第一速度運(yùn)行 的內(nèi)燃機(jī)引擎來驅(qū)動(dòng)第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)以通過第一逆變器和第二逆 變器提供電功率的模塊，用于確定第一逆變器和第二逆變器之間的電力負(fù) 載不平衡的程度的模塊，以及，用于將內(nèi)燃機(jī)引擎的運(yùn)行速度控制為電力 負(fù)載不平衡的函數(shù)的模塊。
另一個(gè)實(shí)施方式包括操作車輛發(fā)電系統(tǒng)，其包括變速內(nèi)燃機(jī)引擎、 第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器和耦 合到第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器；使用以第一速度運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)引擎來驅(qū)動(dòng) 第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)，以通過第一逆變器和第二逆變器提供電力；確 定第一逆變器和第二逆變器的電力負(fù)載的變化；并響應(yīng)于負(fù)載變化而調(diào)節(jié) 內(nèi)燃機(jī)弓I擎以在不同于第一速度的第二速度上運(yùn)行。
27本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施方式包括車輛發(fā)電系統(tǒng)，其具有變速內(nèi)燃機(jī) 引擎、第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到第一發(fā)電機(jī)的第一逆變 器和耦合到第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器。還包括用于使用以第一速度運(yùn)行 的內(nèi)燃機(jī)引擎來驅(qū)動(dòng)第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)以通過第一逆變器和第二逆 變器提供電力的模塊，用于確定第一逆變器和第二逆變器的電力負(fù)載的變 化的模塊，以及，用于響應(yīng)于電力負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)引擎以在不同 于第一速度的第二速度上運(yùn)行的模塊。
本文所陳述的任何理論、操作機(jī)制、論證或發(fā)現(xiàn)旨在進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)本 發(fā)明的理解，且不旨在使本發(fā)明以任何方式依賴于這些理論、操作機(jī)制、 論證或發(fā)現(xiàn)。應(yīng)理解，雖然在上面的描述中對(duì)詞語"優(yōu)選的"、"優(yōu)選地" 或"優(yōu)選"的使用指示所描述的特征可能是期望的，但是它可以不是必需 的，且將缺少這些特征的實(shí)施方式可被設(shè)想為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，該范圍 由所附的權(quán)利要求限定。在閱讀權(quán)利要求中，除非在權(quán)利要求中明確地指 出相反的情況，當(dāng)使用諸如"一"、"一個(gè)"、"至少一個(gè)"、"至少一部分" 的詞語時(shí)，并不旨在將權(quán)利要求僅限制到一個(gè)項(xiàng)目。此外，除非明確地指 出相反的情況，當(dāng)使用語言"至少一部分"和域"一部分"時(shí)，項(xiàng)目可包 括一部分和/或整個(gè)項(xiàng)目。雖然在附圖和前述說明中詳細(xì)示出和描述了本發(fā) 明，相稱地，將附圖和前述說明作為例證性而不是限制性的，應(yīng)理解，僅 示出和描述了選定的實(shí)施方式，而且在本文或由任何一項(xiàng)所附權(quán)利要求所 限定的本發(fā)明精神內(nèi)進(jìn)行的所有變化、更改和等價(jià)物都要求保護(hù)。
權(quán)利要求
1、一種裝置，包括內(nèi)燃機(jī)引擎；由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā)電機(jī)；由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)；第一逆變器，用于對(duì)來自于所述第一變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變換以在第一電輸出節(jié)點(diǎn)上提供第一受控AC電壓；以及第二逆變器，用于對(duì)來自于所述第二變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變換以在第二電輸出節(jié)點(diǎn)上提供第二受控AC電壓，所述第一逆變器和所述第二逆變器通過公共電節(jié)點(diǎn)電連接在一起，以在所述第一輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二輸出節(jié)點(diǎn)兩端提供大于所述第一受控AC電壓和所述第二受控AC電壓中的每一個(gè)的第三受控AC電壓。
2、 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 耦合到所述第一逆變器的第一整流器； 耦合到所述第二逆變器的第二整流器；耦合在所述第一整流器和所述第一逆變器之間的第一 DC母線； 耦合在所述第二整流器和所述第二逆變器之間的第二 DC母線；以及 耦合到所述第一 DC母線和所述第二 DC母線的至少一個(gè)電能存儲(chǔ)設(shè)備。
3、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，使用車輛來承載所述內(nèi)燃機(jī)引擎、所述第一變速發(fā)電機(jī)、所述第二變 速發(fā)電機(jī)、所述第一逆變器和所述第二逆變器。
4、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中， 所述車輛是電動(dòng)客車、拖車、野營(yíng)掛車和船舶中的一個(gè)。
5、 如權(quán)利要求4所述的裝置，還包括為所述車輛提供推進(jìn)力的另一引擎。
6、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)共用公共電樞，所述公共電樞在公 共定子上限定兩個(gè)隔離的繞組的，每個(gè)繞組被構(gòu)造為提供兩個(gè)獨(dú)立的三相 AC輸出。
7、 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括用于控制所述第一逆變器和所述第二逆變器以在所述第一電輸出節(jié)點(diǎn) 上提供第一功率輸出波形和在所述第二電輸出節(jié)點(diǎn)上提供第二功率輸出波 形的模塊，所述第一功率輸出波形和所述第二功率輸出波形的相位差大約 為180度，且所述公共節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于中性線。
8、 一種裝置，包括電動(dòng)客車、拖車、野營(yíng)掛車、卡車、公共汽車或船舶，其包括內(nèi)燃機(jī)引擎；由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā)電機(jī)； 由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)；第一逆變器，用于對(duì)來自于所述第一變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變 換以提供第一受控AC電壓；以及第二逆變器，用于對(duì)來自于所述第二變速發(fā)電機(jī)的可變電功率進(jìn)行變 換以提供第二受控AC電壓。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一逆變器和所述第二逆變器一起耦合到中性線，以將所述第一 受控AC電壓和所述第二受控AC電壓進(jìn)行合并，以提供大于所述第一受控 AC電壓和所述第二受控AC電壓中的每一個(gè)的第三受控AC電壓。
10、 如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于使用所述第一變速發(fā)電機(jī)和所述第二變速發(fā)電機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)給電能存儲(chǔ)設(shè)備充電的模塊，以及，用于使用所述電能存儲(chǔ)設(shè)備通過所述第一逆變器和所述第二逆變器中 的一個(gè)或多個(gè)對(duì)功率輸出進(jìn)行升壓的模塊。
11、如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于為所述電動(dòng)客車、拖車、野營(yíng)掛車或船舶提供推進(jìn)力的另一個(gè)引
12、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述第一發(fā)電機(jī)包括第一電樞，所述第二發(fā)電機(jī)包括第二電樞，所述 第一電樞和所述第二電樞每個(gè)都固定到由所述內(nèi)燃機(jī)引擎驅(qū)動(dòng)的公共軸，并被提供為交流發(fā)電機(jī)繞組的不同的三相AC輸出。
13、 一種裝置，包括第一變速發(fā)電機(jī)； 第二變速發(fā)電機(jī)；連接到所述第一變速發(fā)電機(jī)的第一整流器、連接到所述第一整流器的 第一 DC母線和連接到所述第一 DC母線的第一逆變器；連接到所述第二變速發(fā)電機(jī)的第二整流器、連接到所述第二整流器的 第二DC母線和連接到所述第二DC母線的第二逆變器；以及電耦合到所述第一DC母線和所述第二DC母線中的至少一個(gè)的至少一個(gè)能量存儲(chǔ)設(shè)備。
14、 如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括車輛，其具有用于推進(jìn)的第一引擎和用于驅(qū)動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)和所述 第二發(fā)電機(jī)的第二引擎。
15、 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述車輛是電動(dòng)客車、拖車、 野營(yíng)掛車和船舶中的一個(gè)。
16、 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述第一發(fā)電機(jī)包括第一電樞， 所述第二發(fā)電機(jī)包括第二電樞，所述第一電樞和所述第二電樞每個(gè)都固定 到由所述內(nèi)燃機(jī)弓I擎驅(qū)動(dòng)的公共軸。
17、 如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括用于控制所述第一逆變器和所述第二逆變器以在所述第一電輸出節(jié)點(diǎn) 上提供第一功率輸出波形和在所述第二電輸出節(jié)點(diǎn)上提供第二功率輸出波 形的模塊，所述 第一功率輸出波形和所述第二功率輸出波形的相位差大約 為180度，且所述公共節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于中性線。
18、 一種方法，包括利用車輛來承載第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到所述第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器和耦合到所述第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器；驅(qū)動(dòng)所述第一變速發(fā)電機(jī)和第二變速發(fā)電機(jī)；以及控制所述第一逆變器和所述第二逆變器以在所述第一逆變器和所述第 二逆變器中的一個(gè)的兩端上提供具有第一受控AC電壓的第一電功率輸出 以及在所述第一逆變器和所述第二逆變器兩者的兩端上提供具有第二受控 AC電壓的第二電功率輸出，所述第二 AC電壓大于所述第一 AC電壓。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其包括對(duì)來自于電能存儲(chǔ)設(shè)備的所述第一電功率輸出和所述第二電功率輸出 中的至少一個(gè)進(jìn)行升壓；以及使用所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)給所述電能存儲(chǔ) 設(shè)備充電。
20、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述車輛是電動(dòng)客車、船舶、 拖車和野營(yíng)掛車中的一個(gè)。
21、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第二電壓大約是所述第一 電壓的兩倍。
22、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述第一逆變器和所述第二逆 變器一起與公共中性線相耦合，在所述第一逆變器的第一輸出節(jié)點(diǎn)上提供 所述第一 AC電壓，所述第二逆變器在第二輸出節(jié)點(diǎn)上提供第三AC電壓， 所述第三AC電壓和所述第一 AC電壓的相位差大約是180度，并且在所述 第一輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二輸出節(jié)點(diǎn)兩端上提供所述第二 AC電壓。
23、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)步驟包括從第一引擎 向所述第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)兩者提供功率，并且還包括使用第二引擎 來推動(dòng)所述車輛。
24、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)步驟包括使用變速 內(nèi)燃機(jī)引擎為所述第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)兩者提供機(jī)械功率，并且所述 控制步驟包括計(jì)算所述第一逆變器和所述第二逆變器之間的負(fù)載不平衡 以及通過調(diào)節(jié)所述引擎的速度來響應(yīng)電力負(fù)載變化。
25、 一種方法，包括利用車輛來承載發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括具有驅(qū)動(dòng)軸的內(nèi)燃機(jī)引擎、第一變速發(fā)電機(jī)和第二變速發(fā)電機(jī)；使用所述驅(qū)動(dòng)軸來驅(qū)動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)，以從所述系統(tǒng)提供第一受控AC電壓的第一功率輸出和從所述系統(tǒng)提供大于所述第 一受控AC電壓的第二受控AC電壓的第二功率輸出；以及使用另 一個(gè)引擎來推動(dòng)所述車輛。
26、 一種方法，包括操作車輛發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)包括變速內(nèi)燃機(jī)引擎、第一變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到所述第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器和耦合到所述第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器；使用以第一速度運(yùn)行的所述內(nèi)燃機(jī)引擎來驅(qū)動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)，以通過所述第一逆變器和所述第二逆變器提供電功率；確定所述第一逆變器和所述第二逆變器之間的電力負(fù)載不平衡的程度；以及將所述內(nèi)燃機(jī)引擎的運(yùn)行速度控制為所述電力負(fù)載不平衡的程度的函數(shù)。
27、 如權(quán)利要求26所述的方法，其包括響應(yīng)于所述第一逆變器和所述第二逆變器的電力負(fù)載的變化而改變所 述內(nèi)燃機(jī)弓I擎的所述運(yùn)行速度。
28、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，第一 DC母線耦合在所述第一 發(fā)電機(jī)和所述第一逆變器之間，第二 DC母線耦合在所述第二發(fā)電機(jī)和所述 第二逆變器之間。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，其包括從耦合到所述第一 DC母線和所述第二 DC母線中的至少一個(gè)的電能存 儲(chǔ)設(shè)備向所述第一逆變器和所述第二逆變器中的至少一個(gè)提供電功率；以 及使用所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)給所述電能存儲(chǔ) 設(shè)備充電。
30、 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，在包括第一控制器的第一組件 中提供所述第一逆變器和第一 DC母線，在包括第二控制器的第二組件中提 供所述第二逆變器和所述第二DC母線，并且控制所述運(yùn)行速度包括使用 主/從關(guān)系的所述第一控制器和第二控制器來控制所述引擎對(duì)電力負(fù)載瞬態(tài) 的響應(yīng)。
31、 如權(quán)利要求26所述的方法，其包括在船舶、電動(dòng)客車、拖車、卡車、公共汽車和野營(yíng)掛車中的一個(gè)中承 載所述車輛發(fā)電系統(tǒng)。
32、 如權(quán)利要求26所述的方法，其包括使用另 一個(gè)引擎來推動(dòng)承載所述車輛發(fā)電系統(tǒng)的車輛。
33、 一種方法，包括操作車輛發(fā)電系統(tǒng)，所述車輛發(fā)電系統(tǒng)包括變速內(nèi)燃機(jī)引擎、第一 變速發(fā)電機(jī)、第二變速發(fā)電機(jī)、耦合到所述第一發(fā)電機(jī)的第一逆變器和耦 合到所述第二發(fā)電機(jī)的第二逆變器；使用以第一速度運(yùn)行的所述內(nèi)燃機(jī)引擎來驅(qū)動(dòng)所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)，以通過所述第一逆變器和所述第二逆變器來提供電力； 確定所述第一逆變器和所述第二逆變器的電力負(fù)載的變化；以及 響應(yīng)于所述電力負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃機(jī)引擎，使所述內(nèi)燃機(jī)引擎以不同于所述第一速度的第二速度運(yùn)行。
34、 如權(quán)利要求33所述的方法，其包括計(jì)算所述第一逆變器和所述第二逆變器之間的電力負(fù)載不平衡的程度。
35、 如權(quán)利要求33所述的方法，其中，第一 DC母線耦合在所述第一 發(fā)電機(jī)和所述第一逆變器之間，第二 DC母線耦合在所述第二發(fā)電機(jī)和所述 第二逆變器之間。
36、 如權(quán)利要求35所述的方法，其包括從耦合到所述第一 DC母線和所述第二 DC母線中的至少一個(gè)的電能存 儲(chǔ)設(shè)備向所述第一逆變器和所述第二逆變器中的至少一個(gè)提供電功率；以及 —使用所述第一發(fā)電機(jī)和所述第二發(fā)電機(jī)中的至少一個(gè)給所述電能存儲(chǔ)設(shè)備充電。
37、 如權(quán)利要求36所述的方法，其中，在包括第一控制器的第一組件 中提供所述第一逆變器和第一 DC母線,在包括第二控制器的第二組件中提供所述第二逆變器和第二DC母線，并且確定所述電力負(fù)載的變化包括使 用主/從關(guān)系的所述第一控制器和第二控制器來控制所述引擎對(duì)電力負(fù)載瞬 態(tài)的響應(yīng)。
38、 如權(quán)利要求33所述的方法，其包括在船舶、電動(dòng)客車、拖車、卡車、公共汽車和野營(yíng)掛車中的一個(gè)中承 載所述車輛發(fā)電系統(tǒng)。
39、 如權(quán)利要求33所述的方法，其包括使用另 一個(gè)引擎來推動(dòng)承載所述車輛發(fā)電系統(tǒng)的車輛。
40、 一種裝置，包括車輛發(fā)電系統(tǒng)，其包括 變速內(nèi)燃機(jī)引擎；由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā)電機(jī)； 由所述引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)；第一逆變器，用于從所述第一發(fā)電機(jī)接收電功率并提供第一受控電力 輸出；第二逆變器，用于從所述第二發(fā)電機(jī)接收電功率并提供第二受控電力 輸出；控制器，其耦合到所述引擎，所述控制器響應(yīng)于所述第一逆變器和所 述第二逆變器的電力負(fù)載的變化以及所述第一逆變器和所述第二逆變器之 間的電力負(fù)載不平衡的程度，來提供引擎控制信號(hào)；以及所述引擎響應(yīng)于所述控制信號(hào)來改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)行速度，從而針對(duì)電力負(fù) 載的所述變化和電力負(fù)載不平衡的程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
41、 如權(quán)利要求40所述的裝置，還包括安裝有所述車輛發(fā)電系統(tǒng)的車輛和用于推動(dòng)所述車輛的另一個(gè)引擎。
42、 如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述引擎包括軸，所述第一發(fā) 電機(jī)包括固定到所述軸的第一轉(zhuǎn)子，所述第二發(fā)電機(jī)包括固定到所述軸的第二轉(zhuǎn)子。
43、 如權(quán)利要求40所述的裝置，還包括連接在所述第一發(fā)電機(jī)和所述第一逆變器之間的第一 DC母線、連接在 所述第二發(fā)電機(jī)和所述第二逆變器之間的第二 DC母線、以及耦合到所述第 一 DC母線和所述第二 DC母線中的至少一個(gè)的電能存儲(chǔ)設(shè)備。
44、 如權(quán)利要求43所述的裝置，其中，所述第一逆變器和所述第一 DC母線包括在第一組件中，所述第二逆變器和所述第二 DC母線包括在第 二組件中，并且所述控制器包括在所述第一組件和所述第二組件中的至少 一個(gè)中。
45、 如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括用于使用主/從關(guān)系的所述第一組件和所述第二組件來控制引擎對(duì)功率 瞬態(tài)的響應(yīng)的模塊。
46、 如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括 用于使用所述電能存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)功率輸出進(jìn)行升壓的模塊，以及， 用于給所述電能存儲(chǔ)設(shè)備充電的模塊。
全文摘要
一種裝置包括車輛發(fā)電系統(tǒng)，該車輛發(fā)電系統(tǒng)包括變速內(nèi)燃機(jī)引擎、由引擎驅(qū)動(dòng)的第一變速發(fā)電機(jī)、由引擎驅(qū)動(dòng)的第二變速發(fā)電機(jī)、用于從第一發(fā)電機(jī)接收電功率以提供第一受控電力輸出的第一逆變器、用于從第二發(fā)電機(jī)接收電功率以提供第二受控電力輸出的第二逆變器、以及耦合到引擎的控制器?？刂破黜憫?yīng)于第一逆變器和第二逆變器的電力負(fù)載的變化以及第一逆變器和第二逆變器之間的電力負(fù)載不平衡的程度，以提供一個(gè)或多個(gè)引擎控制信號(hào)。引擎響應(yīng)于所述一個(gè)或多個(gè)引擎控制信號(hào)來改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)行速度以針對(duì)電力負(fù)載的變化和電力負(fù)載不平衡的程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H02P27/04GK101636901SQ200780049922
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
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