电力供应系统技术方案

技术编号:21440378 阅读:29 留言:0更新日期:2019-06-22 15:05
本发明专利技术涉及一种电力供应系统。提供了一种用于向电气设备(104)供应电力的装置和方法。在该方法中,获得要提供给电气设备(104)的期望的功率电平的指示。通过恒定电流调节器单元(102)接收电力作为DC电力,其将DC电力转换为AC电力并将AC电力提供给电抗(T1)以转换为输出功率。输出功率从电抗(T1)提供给电气设备(104)。该方法还包括通过使用以下中的至少两个来调整提供给电抗(T1)的AC电力:?AC电力的电压电平;?AC电力的频率;?AC电力的波形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力供应系统
本专利技术涉及一种用于向电气设备供应电力的装置。本专利技术还涉及一种用于向电气设备供应电力的方法和系统。
技术介绍
在一些电力供应系统中,通过配电盘和转换器电路从电源向电气或电子设备供电。电源的一些示例是电力网络(电网)、发电机(例如柴油发电机)、电池、太阳能电池和/或风力涡轮机。电网通常将电力作为AC电压(交流电)传输,而发电机通常产生AC电压(交流电),电池和太阳能电池通常产生DC电压(直流电),其中可能需要DC/AC逆变器,在将电力提供给配电盘之前,将DC电压转换为AC电压。然而,在这些类型的系统中,电子设备可以用DC电压操作,其中可能需要整流器以在将电力供应到电子设备之前将AC电压转换为DC电压。整流器可以是电子设备的一部分,或者它可以是单独的单元。上述电力供应系统的一个示例已用于许多机场,用于向位于跑道和滑行道上和周围的灯,即机场照明(AFL)供电。这些灯或照明用于照亮跑道和滑行道的位置、布局、形状和用途,以便航空公司飞行员可以在各种条件下操作,特别是在黑暗、低光和低能见度条件下。可以通过将输出电流调节到所需水平来调节馈送到机场照明电路的电功率量。这可以通过恒定电流调节器单元(CCR)来执行,使得恒定电流调节器单元的输出电流也调节跑道和滑行道处的灯的强度。如相关标准中所定义的,使用若干指定的强度水平。任何给定飞行操作时刻所需的机场光强度水平由机场的空中交通管制确定。标准滑行道灯规定要求的光强度范围是2.8A(1%)-6.6A(100%)。约10%0.66A的较低的光强度水平是对于一些现有技术的LED灯的实际的最小限制,因为在较低的10%-1%光强度下难以实现机场照明输出电流电平的良好功率调节性能。这意味着通过仅使用恒定电流调节器单元输出,这种现有技术的LED灯不能将跑道灯直接设定到所需的最小1%水平。因此,在每个LED单元内部使用单独的有功功率控制功能来测量机场照明电路电流并执行进一步的功率降低。图6示出了作为卤素灯(曲线601)和LED灯(曲线602)的输入电流的函数的照明强度的示例。在该示例中,对于卤素灯,电流电平4.1A对应于约10%的照明水平,电流电平3.4A对应约3%的照度。一些现有技术中在低LED光强度水平下的现有技术问题是:如果通过PWM方法控制电流,则可能产生干扰航空公司飞行员的可见闪烁和频闪仪效应。PWM脉冲比产生闪烁,其OFF时间明显长于ON时间。在较低的AFL电路频率(例如,供应网络频率)下,这种闪烁更明显。因此,如今在低LED光强度水平下使用PWM是困难的,因为PWM调节分辨率实际上太低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的电力供应系统和一种用于向电气设备提供电力的装置,并且可以通过仅使用恒定电流调节器单元的输出直接向LED灯供电。本专利技术基于当期望的功率电平处于阈值的第一侧时调整AC电流的频率的想法。本专利技术旨在通过使用恒定电流调节器的输出频率作为附加控制方法来提供对上述问题的解决方案。根据一个实施例,光强度控制可以遵循例如100%-10%强度范围的机场照明电路电流,并且另外在<10%的范围中使用基于恒定电流调节器输出频率的光强控制。根据本专利技术的第一方面,提供了一种用于向电子设备提供电力的装置,该装置包括:用于获得要提供给电子设备的期望的功率电平的指示的器件;用于接收电力作为DC电力的输入;用于将DC电力转换为AC电力的逆变器;用于将AC电力提供给电抗以转换成输出功率的器件;其中该装置还包括:用于通过使用以下中的至少两个来调整提供给电抗的AC电力的器件:-AC电力的电压电平;-AC电力的频率;-AC电力的波形。根据本专利技术的第二方面,提供了一种用于向电气设备供应电力的方法,该方法包括:获得要提供给电子设备的期望的功率电平的指示;通过恒定电流调节器单元接收电力作为DC电力;将DC电力转换为AC电力;将AC电力提供给电抗以转换为输出功率;并且将来自电抗的输出功率提供给电气设备;其中,该方法还包括:通过使用以下至少两个来调整提供给电抗的AC电力:-AC电力的电压电平;-AC电力的频率;-AC电力的波形。根据本专利技术的第三方面,提供了一种系统,包括:一个或多个电子设备;用于向一个或多个电气设备供应电力的设备;用于获得要提供给电子设备的期望的功率电平的指示的器件;用于接收电力作为DC电力的输入;用于将直流转换为AC电力的逆变器;用于将AC电力提供给电抗以转换成输出功率的器件;其中系统还包括:用于通过使用以下中的至少两个来调整提供给电抗的AC电力的器件:-AC电力的电压电平;-AC电力的频率;-AC电力的波形。本专利技术具有若干优点,其中一些优点将在以下详细描述中描述。附图说明在下文中,将参考附图更详细地描述本专利技术,其中图1a描绘了为机场照明提供电力的示例原理;图1b描绘了为机场照明提供电力的另一个示例原理;图2示出了根据一个实施例的恒定电流调节器的简化框图;图3a描绘了根据一个实施例的输出变压器和机场照明电路的等效电路;图3b描绘了根据一个实施例的作为第一频率的输入电压的函数的图3a的机场照明电路的输出电流;图3c描绘了根据一个实施例的作为第二频率的输入电压的函数的图3a的机场照明电路的输出电流;图3d描绘了根据一个实施例的两个不同频率处的输入电压的波形;图4a-4d描绘了根据一个实施例的可以在逆变器中使用的不同脉冲宽度调制波形;图5描绘了根据一个实施例的作为逆变器输出电流和频率的函数的LED光强度控制;图6示出了作为卤素灯和LED灯的输入电流的函数的照明强度的示例;图7a示出了根据一个实施例的在光强度控制中使用频率扫描的效果;图7b示出了根据一个实施例的具有正弦波形的动态效果;图8a-8d示出了根据一个实施例的用于作为电压、频率和/或波形的函数的照明强度控制的示例波形;图9a-9c示出了将信息包括在输出功率中的一些示例;以及图10示出了根据实施例的功率控制原理的示例。具体实施方式图1a示出了为机场照明系统103提供电力的示例原理。图1a中示出了以下功能技术块。电力网络101是机场的主要电源。这可以代表可以为所有电气系统供电的国家电网。机场可能有单独的本地区段或内部变电站或变电所。通常的做法是使AC电压网络为50Hz或60Hz。恒定电流调节器单元102(CCR)是可以向机场照明电路104之一输送电力的电力供应单元。机场照明电路104(AFLC1...AFLCn)可以包括多个灯105和相应的控制电子设备LT1,106。在本说明书中,灯和控制电子设备也可称为灯电路。在本说明书中,恒定电流调节器单元102也可以称为恒流逆变器或CCR逆变器。可以使用具有不同额定功率的单元。恒定电流调节器单元102在其输出处设定要输送到机场照明电路104的实际功率,以获得所需的灯强度水平。换句话说,来自恒定电流调节器单元102的输出电流可用于控制机场照明电路104的照明设备105的照明强度。在本说明书中,照明设备105也可称为灯。机场照明电路104可以包括灯变压器LT1......LTn(图3a)、整流器电路106(如果有的话)和照明设备105,例如LED。在图1a的示例中,柴油发电机107可以用作替代电源,用于主电网可能不可用的情况。柴油发电机的使用可以增加整体系统冗余和可靠性。柴本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于向电气设备(104)供应电力的装置(102),所述装置包括:用于获得要提供给所述电子设备(104)的期望的功率电平的指示的器件;用于接收电力作为DC电力的输入;用于将所述DC电力转换为AC电力的逆变器(202);用于将所述AC电力提供给电抗(T1)以转换为输出功率的器件;其特征在于,所述装置(102)还包括:用于通过使用以下中的至少两个来调整提供给所述电抗(T1)的AC电力的器件(204):?AC电力的电压电平;?AC电力的频率;?AC电力的波形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.03 FI 201658271.一种用于向电气设备(104)供应电力的装置(102),所述装置包括:用于获得要提供给所述电子设备(104)的期望的功率电平的指示的器件;用于接收电力作为DC电力的输入;用于将所述DC电力转换为AC电力的逆变器(202);用于将所述AC电力提供给电抗(T1)以转换为输出功率的器件;其特征在于,所述装置(102)还包括:用于通过使用以下中的至少两个来调整提供给所述电抗(T1)的AC电力的器件(204):-AC电力的电压电平;-AC电力的频率;-AC电力的波形。2.根据权利要求1所述的装置(102),其特征在于,所述装置还包括:用于将期望的功率电平与第一阈值(th,th1)进行比较的器件;用于在期望的功率电平位于第一阈值(th,th1)的第一侧时,调整频率和波形中的至少一个以获得期望的功率电平的器件;以及用于在期望的功率电平位于第一阈值(th,th1)的第二侧时,调整输出电压以获得期望的功率电平的器件。3.根据权利要求1所述的装置(102),其特征在于,所述装置还包括:用于将期望的功率电平与第一阈值(th,th1)和第二阈值(th2)进行比较的器件;其中用于调整AC电力的器件(204)适于:-如果期望的功率电平在第一阈值(th,th1)和第二阈值(th2)之间,则调整频率以获得期望的功率电平;-如果期望的功率电平低于第二阈值(th2),则调整波形以获得期望的功率电平;以及-如果期望的功率电平高于第一阈值(th,th1),则调整输出电压以获得期望的功率电平。4.根据权利要求1、2或3所述的装置(102),其特征在于,所述电抗包括变压器(T1),所述变压器具有用于接收AC电力的初级绕组。5.根据权利要求4所述的装置(102),其特征在于,所述变压器(T1)包括用于将AC电力变换为输出功率的次级绕组。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(102),其特征在于,用于提供AC电力的器件适于将控制消息编码到输出功率中。7.根据权利要求6所述的装置(102),其特征在于,所述控制消息由以下之一形成:频率的变化;一系列脉冲。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(102),其特征在于,所述电气设备(104)是机场照明系统(103)的灯(105)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(102),其特征在于,用于调整AC电力的器件(204)包括开关模式电源和基于晶闸管的电源中的至少一个。10.一种用于向电子设备(104)供应电力的方法,所述方法包括:获得要提供给所述电子设备(104)的期望的功率电平的指示;通过恒定电流调节器单元(102)接收电力作为...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·K·努尔米T·O·T·凯库兰塔
申请(专利权)人:艾乐购动力技术公司
类型:发明
国别省市:芬兰,FI

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