模塊化雙向智能電源多機并聯(lián)方法及并聯(lián)結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車實驗臺架用雙向電源技術領域，尤其是涉及一種模塊化雙向智能電源多機并聯(lián)方法及并聯(lián)結構。
【背景技術】
[0002]隨著全球石化能源的日益緊張，以電動汽車(Electrical Vehicle)、混合動力汽車(Hybird Electrical Vehicle)為代表的新能源汽車技術蓬勃發(fā)展。各類電動汽車、混合動力汽車的數(shù)量不僅迅速增長，電動機的試驗臺架的發(fā)展就成了重中之重了。作為實驗臺架能源供給源的雙向智能電源的運行可靠性就成了為實驗能否順利完成的重要因素。
[0003]電動機的試驗臺架在做實驗時一般會做耐久性實驗，就是讓電動汽車的電機長時間的滿功率運行，運行時間一般是48小時至72小時之間。這期間如果電源出現(xiàn)問題，實驗就前功盡棄?，F(xiàn)有技術中，雙向智能電源的輸出功率受IGBT技術的限制，因此在大功率電機實驗時雙向智能電源的多機并聯(lián)就成了唯一的選擇。
[0004]為增加雙向智能電源運行的可靠性，用戶往往選擇以下兩種方式使用來提高系統(tǒng)運行時的容錯性:
一、1+1直接并機冗余備份:由兩臺相同功率的雙向智能電源輸出端并聯(lián)起來共同負擔向負載供電，從而形成直接并機式的冗余供電系統(tǒng)，該方式大大提高了雙向智能電源供電系統(tǒng)的容錯性和可靠性。其缺點是:用戶在采購初期需要購置兩臺相同容量的雙向智能電源實現(xiàn)1+1直接并機冗余備份，而在使用過程中兩臺相同容量的雙向智能電源又長期處于輕載的使用狀態(tài)，這樣不僅增加了用戶的采購成本，又浪費了使用資源。
[0005]二、采用模塊化雙向智能電源系統(tǒng)功率模塊并聯(lián)冗余可以實現(xiàn)“1+1”、“N+1”、“Ν+Χ”并聯(lián)冗余方式，其中一臺或多臺功率模塊出現(xiàn)故障退出運行，不影響整個雙向智能電源運行。該方法雖然實現(xiàn)了功率模塊的并聯(lián)冗余，但系統(tǒng)中的其他部件無法做到冗余，當系統(tǒng)中的其他部件出現(xiàn)故障有可能出現(xiàn)整個系統(tǒng)宕機使用戶負載供電中斷并且無法對整個系統(tǒng)進行全面的停電維修操作。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明設計了一種模塊化雙向智能電源多機并聯(lián)方法及并聯(lián)結構，其解決的技術問題是(I)現(xiàn)有由兩臺相同功率的雙向智能電源輸出端并聯(lián)起來共同負擔向負載供電，在使用過程中兩臺相同容量的雙向智能電源又長期處于輕載的使用狀態(tài)，這樣不僅增加了用戶的采購成本，又浪費了使用資源。(2)現(xiàn)有采用模塊化雙向智能電源系統(tǒng)功率模塊并聯(lián)冗余的系統(tǒng)，系統(tǒng)中的其他部件無法做到冗余，當系統(tǒng)中的其他部件出現(xiàn)故障有可能出現(xiàn)整個系統(tǒng)宕機使用戶負載供電中斷并且無法對整個系統(tǒng)進行全面的停電維修操作。
[0007]為了解決上述存在的技術問題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種模塊化雙向智能電源多機并聯(lián)結構，包括并行通信總線、靜態(tài)開關總線和多個模塊化雙向智能電源系統(tǒng)，每個模塊化雙向智能電源系統(tǒng)都與輸入動力線和輸出動力線連接，多個模塊化雙向智能電源系統(tǒng)并聯(lián)在并行通信總線和靜態(tài)開關總線之間；各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)通過并行通信總線相互通信，同時各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)還通過靜態(tài)開關總線相互連接；從并行通信總線上提取與各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)輸出信號狀態(tài)相關的信號，將此信號與上位機或觸摸屏控制器發(fā)送的控制指令一同轉換成可令各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的輸出信號保持一致的基準信號輸入回模塊化雙向智能電源系統(tǒng)；提取靜態(tài)開關總線上綜合各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的開關所處狀態(tài)的靜態(tài)開關信號，將此信號轉換成控制各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)輸出開關狀態(tài)的靜態(tài)開關控制信號輸入回模塊化雙向智能電源系統(tǒng)。
[0008]進一步，各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)與并行通信總線之間通過基準控制模塊相連接，基準控制模塊可產生令各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的輸出信號狀態(tài)保持一致；各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)與靜態(tài)開關總線之間通過開關控制模塊相連接，開關控制模塊可產生控制各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)輸出開關所處狀態(tài)的靜態(tài)開關控制信號。
[0009]進一步，每個模塊化雙向智能電源系統(tǒng)包括具有獨立框架的功率模塊、控制模塊和靜態(tài)開關模塊；功率模塊與基準控制模塊連接；所述靜態(tài)開關模塊包括微處理器、交流并網輸出開關、交流并網輔助觸點開關、直流輸出開關和直流輸出輔助觸點開關；其中，微處理器的輸入端與開關控制模塊連接，微處理器的第一輸出端通過交流并網輸出開關與動力輸出線連接，微處理器的第二輸出端通過直流輸出開關也與動力輸出線連接；交流并網輔助觸點開關與靜態(tài)開關總線的交流并網開關總線連接，直流輸出輔助觸點開關與靜態(tài)開關總線的直流輸出開關總線連接；交流并網輔助觸點開關和直流輸出輔助觸點開關所產生的電平信號隨交流并網開關和直流輸出開關的閉合、斷開的狀態(tài)而變化。
[0010]進一步，開關控制模塊由從靜態(tài)開關總線上接收信號的電平轉換電路和向靜態(tài)開關模塊中的微處理器輸入信號的輸出控制電路組成；電平轉換電路的輸入端與靜態(tài)開關總線相連接，其輸出端經由輸出控制電路后與靜態(tài)開關模塊的微處理器相連接。
[0011]進一步，電平轉換電路由第一電平轉換電路和第二電平轉換電路組成，第一電平轉換電路輸入端與交流開關總線連接，第一電平轉換電路輸出端與輸出控制電路連接；第二電平轉換電路輸入端與直流輸出開關總線連接，第二電平轉換電路輸出端也與輸出控制電路連接。
[0012]進一步，輸出基準控制模塊包括總線控制器、串行總線和可基準信號發(fā)生器；其中，總線控制器從并行通信總線上提取信號，串行總線可與上位機或觸摸屏控制器通訊，基準信號發(fā)生器產生電壓和電流基準并與模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的功率模塊連接。
[0013]一種模塊化雙向智能電源多機并聯(lián)工作方法，包括以下步驟:
步驟1、按照權利要求1-6中的并聯(lián)結構進行各個電器元件的連接；
步驟2、啟動各臺模塊化雙向智能電源系統(tǒng)；
步驟3、各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)通過并行通信總線相互通信，并通過輸出基準控制模塊保證各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的輸出信號的參數(shù)一致即輸出信號同幅同向；與此同時，各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)通過靜態(tài)開關總線對各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的輸出開關所處狀態(tài)相互判斷，并通過開關控制模塊保證各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的輸出開關狀態(tài)一致。
[0014]進一步，步驟3中各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)與并行通信總線開始通信初始化，各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)向并行通信總線發(fā)送信號，并行通信總線對各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)進行通訊仲裁，將最先發(fā)出通訊信號的模塊化雙向智能電源系統(tǒng)作為主系統(tǒng)，其他模塊化雙向智能電源系統(tǒng)作為從系統(tǒng)；主系統(tǒng)向并行通訊總線發(fā)送自系統(tǒng)輸出信號參數(shù)信息和對其他系統(tǒng)輸出信號參數(shù)進行查詢的查詢信息；并對各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)進行從系統(tǒng)標定分配序列ID號；通過計算發(fā)放的ID號數(shù)量，基準控制模塊通過并行通信總線向主系統(tǒng)和各個從系統(tǒng)發(fā)送一致輸出信號的參數(shù)；如此，各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)的功率模塊的輸出信號的參數(shù)便可一致，各模塊化雙向智能電源系統(tǒng)之間實現(xiàn)同幅同向的輸出。
[0015]進一步，步驟3中各1?塊化雙向