Блок источника постоянного тока для блока обеспечения энергии

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение защиты блока питания от повреждения при уменьшении автоматического выключателя. Блок питания постоянного тока (9-1) содержит первое устройство (17) блокирования тока, выполненное с возможностью обеспечения протекания тока в первом направлении (19-1) через (17) первое устройство блокирования тока и блокирования тока, который течет во втором направлении (19-2), противоположном первому направлению (19-1). Первое направление является направлением протекания тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока. Блок (9-1) питания постоянного тока дополнительно содержит первый блок (21) переключения, размещенный во встречно-параллельном соединении с первым устройством (17) блокирования тока, который является управляемым в его открытом состоянии для выборочного обеспечения возможности протекания обратного тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока через первый блок (21) переключения во втором направлении (19-2), чтобы обойти первое устройство (17) блокирования тока, и в закрытом состоянии для блокирования тока во втором направлении (19-2), когда возникает неисправность в сети питания постоянного тока. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие сущности изобретения в целом относится к энергосистемам и, в частности, к блоку питания постоянного тока для блока обеспечения энергии, используемого в среде сети питания постоянного тока.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Энергосистемы, как правило, содержат множество компонентов, таких как один или более источников генерации энергии, приводы и модули накопления энергии. Эти компоненты, как правило, соединяются между собой посредством системы сборных шин, в которой могут протекать токи для подачи энергии на одну или более нагрузок, соединенных с энергосистемой.

В определенный момент времени в энергосистеме неизбежно произойдет повреждение, такое как короткое замыкание, либо в системе сборных шин, в одном из компонентов системы, либо в нагрузке. В случае повреждения важно изолировать повреждение от неповрежденной части системы, чтобы могло быть продолжено нормальное энергообеспечение посредством неповрежденной части, и для защиты неповрежденных частей от повреждения. Для этой цели в энергосистему, как правило, включается система защиты.

Система защиты, выполненная с возможностью устранения повреждений в энергосистеме, как правило, содержит аппаратуру контроля, выполненную с возможностью контроля за электрическими параметрами, такими как токи в энергосистеме, и автоматические выключатели, управляемые аппаратурой контроля. Автоматические выключатели размещаются таким образом в энергосистеме, что в случае повреждения может быть достигнута выборочная изоляция повреждения.

Существующие системы защиты могут в некоторых случаях практического применения, тем не менее, быть как очень дорогими, так и крупногабаритными.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Автоматические выключатели постоянного тока (DC) являются особенно большими, потому что в отличие от автоматических выключателей переменного тока (AC) они не могут зависеть от переходов сигнала через ноль. Следовательно, требуются более значительные воздушные зазоры для автоматических выключателей постоянного тока, чтобы обеспечить должную защиту. В результате автоматические выключатели постоянного тока, как правило, занимают большие объемы пространства и они дороги в производстве.

Ввиду приведенных выше соображений общей задачей настоящего раскрытия сущности изобретения является обеспечение блока питания постоянного тока, который делает возможным создание сети питания с уменьшенным автоматическим выключателем постоянного тока, который выборочно может справляться с повреждениями.

Следовательно, согласно первому аспекту настоящего раскрытия сущности изобретения предлагается блок питания постоянного тока, который на одном конце выполнен с возможностью соединения с сетью питания постоянного тока и который на другом конце выполнен с возможностью соединения с внутренней шиной блока обеспечения энергии, причем блок питания постоянного тока содержит: первое устройство блокирования тока, выполненное с возможностью обеспечения протекания тока в первом направлении через первое устройство блокирования тока, причем первое направление является направлением протекания тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока, и блокирования тока, который течет во втором направлении, противоположном первому направлению, и первый блок переключения, размещенный во встречно-параллельном соединении с первым устройством блокирования тока, причем первый блок переключения является управляемым в открытом состоянии для выборочного обеспечения протекания обратного тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока через первый блок переключения во втором направлении, чтобы обойти первое устройство блокирования тока, и в закрытом состоянии для блокирования тока во втором направлении, когда в сети питания постоянного тока возникает повреждение.

Используя один или более блоков питания постоянного тока согласно настоящему раскрытию сущности изобретения, может быть создана сеть питания постоянного тока, которая выборочно может устранять повреждения без использования автоматических выключателей. В связи с этим ток может течь через блок питания постоянного тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока, в результате чего может доставляться энергия к блоку обеспечения энергии от сети питания постоянного тока. Более того, обратный ток во время нормальной работы также может течь через блок питания постоянного тока через первый блок переключения, так как первый блок переключения находится в открытом состоянии. Кроме того, когда возникает повреждение в сети питания постоянного тока, первый блок переключения устанавливается в закрытое состояние, тем самым блокируя течение тока через первый блок переключения, тем самым препятствуя обеспечению тока от блока обеспечения энергии в место повреждения.

Блок обеспечения энергии в этом документе определен либо как блок, который выполненный с возможностью обеспечения резервной мощностью сети питания постоянного тока, такой как блок накопления энергии, либо как блок, такой как приводной блок, который выполнен с возможностью обеспечения энергии на электродвигатели или подобное электрическое оборудование, соединенное с сетью питания постоянного тока.

Один пример осуществления изобретения содержит первый проводник и второй проводник для соединения блока питания постоянного тока с сетью питания постоянного тока и с блоком обеспечения энергии, где как первое устройство блокирования тока, так и первый блок переключения имеют соответствующие входной и выходной выводы, соединенные со вторым проводником.

Согласно одному примеру осуществления изобретения первое устройство блокирования тока является пассивным устройством блокирования тока.

Согласно одному примеру осуществления изобретения первое устройство блокирования тока является диодом.

Один пример осуществления изобретения содержит катушку индуктивности, соединенную со вторым проводником. Тем самым во время повреждения может быть обеспечена обратная связь управления по току, таким образом делая возможной защиту блока обеспечения энергии, содержащего аккумуляторную батарею или преобразователь постоянного тока с питанием через суперконденсатор.

Согласно примеру осуществления изобретения первое устройство блокирования тока соединяется параллельно с первым блоком переключения и катушкой индуктивности таким образом, что ток, текущий в первом направлении, обходит катушку индуктивности.

Один пример осуществления изобретения содержит второй блок переключения, соединенный параллельно с первым устройством блокирования тока.

Согласно одному примеру осуществления изобретения второй блок переключения является тиристором.

Один пример осуществления изобретения содержит третье устройство блокирования тока, соединенное параллельно со вторым блоком переключения, третье устройство блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока во втором направлении через третье устройство блокирования тока, и где третье устройство блокирования тока выполнено с возможностью блокировать ток, который течет в первом направлении.

Согласно одному примеру осуществления изобретения второй блок переключения размещен параллельно третьему устройству блокирования тока таким образом, что ток, текущий в первом направлении, обходит третье устройство блокирования тока.

Согласно одному примеру осуществления изобретения первый блок переключения содержит биполярный транзистор с изолированным затвором.

Согласно одному примеру осуществления изобретения блок обеспечения энергии является приводным блоком.

Согласно примеру осуществления изобретения блок обеспечения энергии является блоком накопления энергии.

Согласно второму аспекту настоящего раскрытия сущности изобретения предлагается блок обеспечения энергии, содержащий блок питания постоянного тока согласно первому аспекту, представленному в этом документе.

В большинстве случаев все термины, используемые в формуле изобретения, должны истолковываться согласно их обычному значению в технической области, если в данном документе ясно не определено иначе. Все упоминания элемента, оборудования, компонента, способа и т.д. должны истолковываться открыто, в отношении, как минимум, одного образца элемента, оборудования, компонента, способа и т.д., если ясным образом не указано иначе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сейчас будут описаны конкретные примеры осуществления изобретения посредством примера, ссылаясь на сопутствующие чертежи, на которых:

Фиг. 1 является схематическим изображением сети питания постоянного тока, в которой блок питания постоянного тока может использоваться вместе с блоками обеспечения энергии;

Фиг. 2а является схематическим изображением первого примера блока питания постоянного тока;

Фиг. 2b является схематическим изображением второго примера блока питания постоянного тока;

Фиг. 2с является схематическим изображением третьего примера блока питания постоянного тока;

Фиг. 3а показывает пример того, как блок питания постоянного тока на Фиг. 2a может работать в нормальных рабочих условиях;

Фиг. 3b показывает другой пример того, как блок питания постоянного тока на Фиг. 2а может работать в нормальных рабочих условиях;

Фиг. 3с показывает пример того, как блок питания постоянного тока на Фиг. 2а может работать в условиях повреждения в сети питания постоянного тока, с которым соединена сеть питания постоянного тока.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Конкретные варианты воплощения сейчас будут описаны более подробно ниже по тексту, ссылаясь на сопутствующие чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления изобретения. Идея изобретения может, однако, быть реализована во множестве различных форм и не должна истолковываться как ограниченная вариантами осуществления, представленными в этом документе; скорее эти варианты осуществления приводятся в качестве примера, чтобы данное раскрытие сущности изобретения было тщательным и полным и полностью передавало объем идеи изобретения специалистам в данной области. Одинаковые номера относятся к одинаковым элементам на протяжении всего описания.

Фиг. 1 показывает схематическое изображение сети l питания постоянного тока, в которой согласно данному раскрытию сущности изобретения может использоваться блок питания постоянного тока. Сеть l питания постоянного тока содержит главную шину 3 постоянного тока, содержащую первую сборную шину 3-1 и вторую сборную шину 3-2, разделяемые посредством шиносоединительного выключателя 5, первый блок генерации энергии P1, второй блок генерации энергии P2, третий блок генерации энергии P3, четвертый блок генерации энергии P4, блок накопления энергии Е, первый приводной блок D1, второй приводной блок D2 и блоки 9 питания постоянного тока.

Первый приводной блок D1 и второй приводной блок D2 выполнены с возможностью питания электродвигателей или подобного оборудования. Примерами таких приводных блоков являются одиночные приводы, многодвигательные приводы или статические преобразователи частоты, предназначенные для питания стандартных потребителей переменного тока переменным током частотой 50 Гц или 60 Гц.

Приводные блоки D1, D2 и блок накопления энергии Е являются примерами того, что в более общих терминах будет называться блоками обеспечения энергии в данном раскрытии сущности изобретения.

Сеть 1 питания постоянного тока также содержит изолирующие переключатели 7, т.е. разъединители, связанные с соответствующим блоком питания P1, P2, P3, P4, чтобы иметь возможность разъединять блоки питания P1, P2, P3, P4 от главной шины 3 постоянного тока. Таким образом, каждый блок генерации энергии может быть изолирован от повреждения, например, на шине 3 постоянного тока, или они могут быть изолированы в целях обслуживания.

Первый блок питания P1 выполнен с возможностью питания главной шины 3 постоянного тока и может соединяться с главной шиной 3 постоянного тока через изолирующий переключатель 7. Согласно примеру на Фиг. 1 первый блок генерации энергии P1 может соединяться с первой сборной шиной 3-1.

Второй блок генерации энергии P2 выполнен с возможностью питания главной шины 3 постоянного тока и может соединяться с главной шиной 3 постоянного тока через изолирующий переключатель 7. Согласно примеру на Фиг. 1 второй блок генерации энергии P2 может соединяться с первой сборной шиной 3-1.

Третий блок питания P3 выполнен с возможностью питания главной шины 3 постоянного тока и может соединяться с главной шиной 3 постоянного тока через изолирующий переключатель 7. Согласно примеру на Фиг. 1 третий блок генерации энергии P3 может соединяться со второй сборной шиной 3-2.

Четвертый блок генерации энергии P4 выполнен с возможностью питания шины 3 постоянного тока и может соединяться с главной шиной 3 через изолирующий переключатель 7. Согласно примеру на Фиг. 1 блок питания Р1может соединяться со второй сборной шиной 3-2.

Первый блок генерации энергии Р1 содержит генератор G1, такой как генератор с дизельным приводом, выполненный с возможностью генерации переменного тока, и выпрямитель R1, выполненный с возможностью преобразования переменного тока в постоянный ток для подачи на главную шину 3 постоянного тока. Выпрямитель R1 может быть обеспечен предохранителями, размеры которых рассчитаны для перегорания в случае повреждения в выпрямителе R1.

Второй блок генерации энергии P2, третий блок генерации энергии P3 и четвертый блок генерации энергии P4 могут иметь схожую схему с первым блоком генерации энергии P1, либо их схемы могут различаться, например, они могут иметь схему защиты от перенапряжений методом шунтирования источника питания вместе с диодом на положительном полюсе вывода постоянного тока выпрямителя.

Каждый из двух проиллюстрированных приводных блоков, первый D1 и второй D2, имеет приводную систему шин DB, содержащую первую шину DB1 и вторую шину DB2.

Кроме того, каждый из приводных блоков, первый D1 и второй D2, имеет несколько блоков преобразования, в последующем проиллюстрированных инверторами I1, I2, I3, соединенными с их соответствующей системой шин DB приводного блока, и предохранители F, размещенные между выводами инверторов I1, I2, I3 и системой шин DB приводного блока. Примером подходящего инвертора является инвертор ACS800 компании ABB.

Проиллюстрированный блок накопления энергии E имеет систему шин EB блока накопления энергии, состоящую из первой шины EB1 и второй шины EB2. Блок накопления энергии E также содержит устройства обеспечения энергии, такие как аккумуляторный блок В и батарея статических конденсаторов С, соединенные с системой шин EB блока накопления энергии, преобразователь 15 постоянного тока, соединенный с системой шин EB блока накопления энергии, и предохранители F. Предохранители F размещаются между выводами преобразователя 15 постоянного тока и системой шин ЕВ блока накопления энергии, между батареей статических конденсаторов С и системой шин ЕВ блока накопления энергии и между аккумуляторным блоком В и системой шин ЕВ блока накопления энергии.

Посредством преобразователя 15 постоянного тока выходное напряжение аккумуляторного блока В может регулироваться, если на главную шину 3 постоянного тока будет подаваться энергия из блока накопления энергии Е.

Следует отметить, что блок накопления энергии Е является примером множества возможных конфигураций касательно количества устройств обеспечения энергии и преобразователей. Например, некоторые варианты блока накопления энергии не имеют батареи статических конденсаторов, а некоторые могут быть без преобразователя постоянного тока.

Каждый блок 9 питания постоянного тока на одном конце выполнен с возможностью соединения с главной шиной 3 постоянного тока, а на другом конце выполнен с возможностью соединения с внутренней шиной обеспечения энергии, такой как система шин приводного блока или система шин блока накопления энергии. Блок 9 питания постоянного тока может составлять часть блока обеспечения энергии. В другом случае блок питания постоянного тока может быть внешним компонентом, который может быть соединен с блоком обеспечения энергии.

Примеры блока 9 питания постоянного тока будут теперь описаны, ссылаясь на фигуры 2a-c.

Фиг. 2а показывает схематическое изображение первого примера блока 9 питания постоянного тока. Блок 9-1 питания постоянного тока содержит первый провод 16-1, второй провод 16-2, первое устройство 19 блокирования тока и первый блок 21 переключения.

Первое устройство 17 блокирования тока может, например, быть пассивным устройством блокирования тока, таким как диод. Более того, в зависимости от класса мощности системы питания постоянного тока, в которой используется блок 9-1 питания постоянного тока, другие устройства блокирования тока могут размещаться параллельно первому устройству блокирования тока, например множество диодов могут быть параллельно соединены, чтобы быть способными справляться с большими токами.

Первый блок 21 выключения может, например, содержать один или более биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ).

Первое устройство 17 блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока в первом направлении 19 через первое устройство 17 блокирования тока. Первое направление 19-1 является направлением протекания тока во время нормальной работы сети питания постоянного тока, с которой может быть соединен блок питания постоянного тока. В этом смысле нормальной работой является рабочее состояние сети питания постоянного тока, когда нет повреждения в сети питания постоянного тока, а такое повреждение является внешним для блока 9-1 питания постоянного тока и внешним для приводного блока, с которым может быть соединен блок питания постоянного тока.

Как правило, во время нормальной работы первый проводник 16-1 является положительным полюсом, а второй проводник 16-2 - отрицательным полюсом, хотя в некоторых ситуациях, которые могут возникнуть во время нормальной работы ток может менять направление в течение коротких периодов времени. Однако упоминание первого направления 19-1 будет означать в данном документе ситуацию, когда энергия доставляется в блок обеспечения энергии из сети питания постоянного тока, а не когда энергия подается в сеть питания постоянного тока из нагрузки через блок питания постоянного тока. Это определение применимо ко всем примерам, раскрытым в данном документе.

Первое устройство 17 блокирования тока также выполнено с возможностью блокировать ток, который течет во втором направлении 19-2 противоположно первому направлению 19-1.

Первый блок 21 переключения размещается во встречно-параллельном соединении с первым устройством 17 блокирования тока. Первый блок 21 переключения управляется посредством управляющих сигналов, чтобы выборочно разрешать току протекать через первый блок 21 во втором направлении 19-2, чтобы обойти первое устройство 17 блокирования тока и блокировать ток во втором направлении 19-2.

Первое устройство 17 блокирования тока имеет входной вывод 17-1 и выходной вывод 17-2. Первый блок 21 переключения имеет входной вывод 21-1 и выходной вывод 21-2. Согласно примеру на Фиг. 2а входной вывод 17-1 и выходной вывод 17-2 первого устройства 17 блокирования тока соединены со вторым проводником 16-2. Подобным образом входной вывод 21-1 и выходной вывод 21-2 первого блока переключения также соединяются со вторым проводником 16-2.

Следует отметить, что как вариант первого примера входной вывод и выходной вывод первого устройства блокирования тока могут быть соединены с первым проводником, а входной вывод и выходной вывод первого блока переключения могут также быть соединены с первым проводником, если схемы устройства блокирования тока и блока переключения дублированы.

Таким образом в этом случае первое устройство блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока, протекающего во втором направлении 19-2, течь через первое устройство блокирования тока, а первый блок переключения затем размещается так, что он может управляться, чтобы обеспечить возможность протекания тока, протекающего в первом направлении 19-1, течь через блок переключения. То же самое применимо ко второму и третьему примерам, раскрытым в данном документе.

Возвращаясь теперь к Фиг. 2а, блок 9-1 питания постоянного тока может также содержать диод 23 свободного хода, соединенный между первым проводником 16-1 и вторым проводником 16-2.

Дополнительно, блок 9-1 питания постоянного тока может в некоторых вариантах также содержать изолирующий блок 25 переключения, т.е. разъединитель. Тем самым блок 9-1 питания постоянного тока и таким образом блок обеспечения энергии, соединенный с блоком питания постоянного тока, могут быть изолированы от повреждения, к примеру, на главной шине постоянного тока, показанной на Фиг. 1, или изолятор может изолировать поврежденный блок обеспечения энергии, соединенный с блоком 9-1 питания постоянного тока.

Теперь, ссылаясь на Фиг. 2b, будет описан второй пример блока питания постоянного тока. Блок 9-2 питания постоянного тока содержит первый проводник 16-1, второй проводник 16-2, первое устройство 17 блокирования тока, первый блок 21 переключения и катушку 27 индуктивности.

Первое устройство 17 блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока в первом направлении 19-1 через первое устройство 17 блокирования тока. Первое устройство 17 блокирования тока также выполнено с возможностью блокировать ток, который течет во втором направлении 19-2 противоположно первому направлению 19-1.

В этом примере первое устройство 17 блокирования тока может, например, быть пассивным устройством блокирования тока, таким как диод. Более того, в зависимости от класса мощности системы питания постоянного тока, в которой используется блок 9-2 питания постоянного тока, другие устройства блокирования тока могут размещаться параллельно первому устройству блокирования тока, например множество диодов могут быть параллельно соединены, чтобы быть способными справляться с более высокими токами. Первое устройство 17 блокирования тока может быть соединено параллельно со вторым устройством 22 блокирования тока, с первым переключателем 21 и с катушкой 27 индуктивности таким образом, что ток, текущий в первом направлении 19-1, обходит катушку 27 индуктивности и первый блок 21 переключения.

Согласно одному варианту блок 9-2 питания постоянного тока может содержать второе устройство 22 блокирования тока. Первый блок 21 переключения может согласно этому примеру осуществления размещаться во встречно-параллельном соединении со вторым устройством 22 блокирования тока. Второе устройство 22 блокирования тока может, например, быть диодом, который включен в или формирует часть первого блока 21 переключения.

Первый блок 21 переключения управляется посредством сигналов управления, чтобы выборочно обеспечивать возможность протекания тока через первый блок 21 переключения во втором направлении 19-2, чтобы обойти первое устройство 17 блокирования тока и второе устройство 22 блокирования тока и заблокировать ток во втором направлении 19-2.

Первый блок 21 переключения может, например, быть БТИЗ.

Выводы катушки 27 индуктивности могут быть соединены со вторым проводником 16-2. Катушка 27 индуктивности может размещаться на выходе параллельного соединения второго устройства 22 блокирования тока и первого блока 21 переключения относительно первого направления 19-1. В случае зеркальной схемы, когда упомянутые компоненты соединяются с первым проводником, катушка индуктивности находится на входе встречно-параллельного соединения второго устройства 22 блокирования тока и первого блока 21 переключения относительно первого направления 19-1.

Блок питания постоянного тока 9-2 может также содержать диод 23 свободного хода, соединенный между первым проводником 16-1 и вторым проводником 16-2.

Блок 9-2 питания постоянного тока может в некоторых вариантах также содержать изолирующий блок 25 переключения, т.е. разъединитель. Тем самым блок 9-2 питания постоянного тока и таким образом блок обеспечения энергии, соединенный с блоком питания постоянного тока, могут быть изолированы от повреждения, к примеру, на главной шине постоянного тока, показанной на Фиг. 1, или изолятор может изолировать поврежденный блок обеспечения энергии, соединенный с блоком 9-2 питания постоянного тока.

Третий пример блока питания постоянного тока теперь будет описан, ссылаясь на Фиг. 2с. Блок 9-3 питания постоянного тока содержит первый проводник 16-1, второй проводник 16-2, первое устройство 17 блокирования тока, первый блок 21 переключения, второй блок 29 переключения и другое устройство блокирования тока, именуемое третьим устройством 31 блокирования тока.

Первое устройство 17 блокирования тока и первый блок 21 переключения подобны тому, что было описано, ссылаясь на Фиг. 2а и 2b, и соответственно не будут описаны более подробно.

Второй блок 29 переключения соединяется параллельно с первым устройством 17 блокирования тока. Второй блок 29 переключения может, например, быть тиристором.

Третье устройство 31 блокирования тока, которое, к примеру, может быть диодом, соединяется параллельно со вторым блоком 29 переключения. Третье устройство 31 блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока во втором направлении 19-2 через третье устройство 31 блокирования тока и блокирования тока, который течет в первом направлении 19-1.

Второе устройство 29 переключения размещается параллельно с третьим устройством 31 блокирования тока таким образом, что ток, текущий в первом направлении 19-1, обходит третье устройство 31 блокирования тока.

Схема блока 9-3 питания постоянного тока позволяет току течь через второй блок 29 переключения в первом направлении 19-1 во время нормальной работы. Если направление тока становится обратным во время нормальной работы, например, в связи с поломкой двигателя, третье устройство 31 блокирования тока разрешит току течь через него, а блок 21 переключения переводится управлением в открытое состояние, посредством чего току разрешается течь через блок 9-3 питания постоянного тока. В случае повреждения в сети питания постоянного тока, во время которого течение тока становится обратным так, что он течет во втором направлении, второй блок 29 переключения блокирует ток, что делает и первое устройство 17 блокирования тока, а первый блок 21 переключения устанавливается в закрытое состояние. Таким образом, блокируется протекание токов от блока обеспечения энергии, который может соединяться с блоком 9-3 питания постоянного тока, до места повреждения.

Блок 9-3 питания постоянного тока может также содержать диод 23 свободного хода, соединенный между первым проводником 16-1 и вторым проводником 16-2.

Блок 9-3 питания постоянного тока может в некоторых вариантах также содержать изолирующий блок 25 переключения, т.е. разъединитель. Тем самым блок 9-3 питания постоянного тока и таким образом блок обеспечения энергии, соединенный с блоком питания постоянного тока, могут быть изолированы от повреждения, например, на главной шине постоянного тока, показанной на Фиг. 1, либо изолятор может изолировать поврежденный блок обеспечения энергии, соединенный с блоком 9-3 питания постоянного тока.

Теперь ссылаясь на Фиг. 3a-c, работа блока 9-1 питания постоянного тока согласно первому примеру будет описана в некоторых особых ситуациях.

На Фиг. 3а блок 9-1 питания постоянного тока соединяется с сетью 1 питания постоянного тока на одном конце и с первым приводным блоком D1 на другом конце. Согласно примеру первый приводной блок выполнен с возможностью питания двигателя М. В примере на Фиг. 3а сеть 1 питания постоянного тока работает при нормальных рабочих условиях, т.е. в сети питания постоянного тока нет повреждений.

Энергия таким образом подается на двигатель М через первый приводной блок D1 и ток IN течет от сети 1 питания постоянного тока через первый проводник 16-1 в первый приводной блок D1 и двигатель М, а затем обратно в сеть 1 питания постоянного тока через второй проводник 16-2.

Согласно примеру ток IN течет в первом направлении 19-1 во втором проводнике 16-2. Ток IN таким образом может течь через первое устройство 17 блокирования тока обратно в сеть 1 питания постоянного тока. Как правило, первый блок 21 переключения находится в открытом состоянии во время нормальной работы.

На Фиг. 3b показана ситуация, когда ломается двигатель М, при которой ток IN обратный. В этом случае направление течения тока во втором проводнике 16-2 является вторым направлением 19-2. Первый блок 21 переключения управлением переводится в открытое состояние так, что ток IN может протекать через первый блок 21 переключения. Таким образом, ток может течь через блок 9-1 питания постоянного тока и через первый приводной блок D1.

На Фиг. 3с показана ситуация, когда произошло короткое замыкание 33 где-то на главной шине постоянного тока сети 1 питания постоянного тока. В этом случае уровень напряжения на главной шине постоянного тока упадет и станет ниже, чем уровень напряжения на первом приводном блоке D1. Следовательно направление течения тока становится обратным в сравнении с направлением течения в нормальном рабочем состоянии на Фиг. 3а. В этой ситуации первый блок 21 переключения устанавливается в закрытое состояние, тем самым блокируя течение тока через первый блок переключения во втором направлении 19-2. Первое устройство 17 блокирования тока также блокирует течение тока через него. Следовательно, ток короткого замыкания IF потечет через диод свободного хода обратно в сеть 1 питания постоянного тока. В результате, токи, поступающие из батарей статических конденсаторов в первом приводном блоке, могут быть ограничены, тем самым препятствуя сгоранию предохранителей F в первом приводном блоке D1, т.к., как правило, предполагается, что такие предохранители сгорят только в случае внутреннего повреждения в первом приводном блоке D1 или возможно в случае повреждения на выходе первого приводного блока D1. Как правило, для измерения электрических параметров, таких как токи и напряжения, в сети питания постоянного тока размещаются датчики. На основе измеренных параметров может быть обеспечено должное управление блоком (блоками) переключения в блоке питания постоянного тока согласно любому из примеров, представленных в данном документе. Таким образом, может быть определено, вызван ли обратный ток повреждением, при котором блок(и) переключения устанавливается (устанавливаются) в закрытое состояние, или вызван ли обратный ток нормальной работой, при которой блок переключения управляется так, что ток может доставляться обратно в сеть питания постоянного тока.

Вдобавок к управлению протеканием тока, обеспечиваемому блоками питания постоянного тока, описанными в этом документе, дополнительный изолирующий блок 25 переключения может быть использован для разъединения блока питания постоянного тока от сети питания постоянного тока, например в целях обслуживания или для отсоединения поврежденного блока обеспечения энергии от сети питания постоянного тока.

Блоки питания постоянного тока, описанные в этом документе, могут, например, использоваться в бортовой энергосистеме для питания надводного судна. Блоки питания постоянного тока, представленные в данном документе, могут, как правило, использоваться в среде низкого напряжения, хотя варианты применения с более высоким напряжением, например со средним напряжением, также предусмотрены.

Идея изобретения в основном была описана выше, ссылаясь на несколько примеров. Однако другие примеры исполнения, нежели те, что описаны выше, одинаково возможны в пределах объема идеи изобретения, согласно приложенной формуле изобретения.

1. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока, который на одном конце выполнен с возможностью соединения с сетью питания постоянного тока и который на другом конце выполнен с возможностью соединения с внутренней шиной блока обеспечения энергии, причем блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока содержит:
первое устройство (17) блокирования тока, выполненное с возможностью обеспечения возможности протекания тока в первом направлении (19-1) через первое устройство (17) блокирования тока, причем первое направление (19-1) является направлением протекания тока во время нормальной работы сети (1) питания постоянного тока, и блокирования тока, который протекает во втором направлении (19-2), противоположном первому направлению, и
первый блок (21) переключения, размещенный во встречно-параллельном соединении с первым устройством (17) блокирования тока, причем первый блок (21) переключения является управляемым в его открытом состоянии для выборочного обеспечения возможности обратному току во время нормальной работы сети питания постоянного тока протекать через первый блок (21) переключения во втором направлении (19-2), чтобы обойти первое устройство (17) блокирования тока, а в закрытом состоянии для блокирования тока во втором направлении (19-2), когда в сети питания постоянного тока возникает повреждение.

2. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 1,
содержащий первый проводник (16-1) и второй проводник (16-2) для соединения блока питания (9-1; 9-2; 9-3) постоянного тока с сетью (3) питания постоянного тока и с блоком (D1; D2; E) обеспечения энергии, причем каждое из первого устройства (17) блокирования тока и первого блока (21) переключения имеет соответствующий входной вывод (17-1, 21-1) и выходной вывод (17-2, 21-2), соединенный со вторым проводником (16-2).

3. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 1 или 2, в котором первое устройство (17) блокирования тока является пассивным устройством блокирования тока.

4. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 3, в котором первое устройство блокирования тока (17) является диодом.

5. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 2, содержащий катушку (27) индуктивности, соединенную со вторым проводником (16-2).

6. Блок (9-2) питания постоянного тока по п. 5, в котором первое устройство (17) блокирования тока соединено параллельно с первым блоком (21) переключения и с катушкой (27) индуктивности таким образом, что ток, текущий в первом направлении, обходит катушку (27) индуктивности.

7. Блок (9-3) питания постоянного тока по п. 1, содержащий второй блок (29) переключения, соединенный параллельно с первым устройством (17) блокирования тока.

8. Блок (9-3) питания постоянного тока по п. 7, в котором второй блок (29) переключения является тиристором.

9. Блок (9-3) питания постоянного тока по п. 7, содержащий третье устройство (31) блокирования тока, соединенное параллельно со вторым блоком (29) переключения, причем третье устройство (31) блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока во втором направлении (19-2) через третье устройство (31) блокирования тока и третье устройство (31) блокирования тока выполнено с возможностью блокировать ток, который протекает в первом направлении (19-1).

10. Блок (9-3) питания постоянного тока по п. 8, содержащий третье устройство (31) блокирования тока, соединенное параллельно со вторым блоком (29) переключения, причем третье устройство (31) блокирования тока выполнено с возможностью обеспечения протекания тока во втором направлении (19-2) через третье устройство (31) блокирования тока и третье устройство (31) блокирования тока выполнено с возможностью блокировать ток, который протекает в первом направлении (19-1).

11. Блок (9-3) питания постоянного тока по п. 9 или 10, в котором второй блок (29) переключения размещен параллельно с третьим устройством (31) блокирования тока таким образом, что ток, текущий в первом направлении (19-1), обходит третье устройство (31) блокирования тока.

12. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 1, в котором первый блок (21) переключения содержит биполярный транзистор с изолированным затвором.

13. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 2, в котором блок (D1; D2; E) обеспечения энергии является приводным блоком (D1; D2).

14. Блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по п. 2, в котором блок (D1; D2; E) обеспечения энергии является блоком (Е) накопления энергии.

15. Блок (D1; D2; E) обеспечения энергии, содержащий блок (9-1; 9-2; 9-3) питания постоянного тока по любому из пп. 1-14.