[发明专利]基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法

权利要求书

1.一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，第一、第二和第三设备并联在三相四线制的A相上，第四和第五设备并联在三相四线制的B相上，第六设备和单相逆变电源并联在三相四线制的C相上，假设六个设备的额定功率和实际功率都相等；其特征在于：单相逆变电源通过第一开关挂接在C相上，滤波器分别与单相逆变电源和隔离变压器相连，第三设备与A相之间串联第二开关，第三设备与隔离变压器之间串联第三开关，第三开关并联在第二开关与第三设备之间，电压采样电路与切换控制器相连，电压采样电路用于采样A、B、C三相的输入电压，系统内部信号通过第四开关与切换控制器相连，系统控制器与A、B、C三相相连，切换控制器用于控制单相逆变电源和四个开关；

系统控制器实时监测各相电压、电流和功率因数的大小，进行运算后，发现A相功率负荷最大，C相功率负荷最小，所以决定让第三设备由A相切换到C相，系统控制器把命令发送给切换控制器，切换控制器收到命令后；按以下步骤进行切换：

1)确定将被切换的第三设备的原接续相为A相，因此，把A相的电压采样电路接通；

2)确定第三设备将被切换到的接续相为C相，因此，闭合第一开关，把单相逆变电源与C相接通；

3)以A相的电压信号作为参考，以单相逆变电源输出的电压信号作为反馈信号，构成闭环控制，在切换控制器中产生SPWM的驱动信号，使单相逆变电源输出的电压波形经滤波器滤波后变成稳定的正弦波；

4)当第3)步输出的稳定的正弦波和A相电压同幅值同相位时，闭合第三开关后，打开第二开关；

5)切换完成后，切换控制器采用移相控制，使单相逆变电源的输出和C相同相，然后，包括单相逆变电源、滤波器、隔离变压器、切换控制器和电压采样电路的切换装置被旁路、退出。

2.根据权利要求1所述的一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，其特征在于：所述的六个设备的额定功率往往不相等，但额定功率已知，系统控制器通过监测A、B、C三相的电压、电流和功率因数的大小，运用公式功率=电压*电流*功率因数计算得出每相功率大小，便知道A、B、C三相的功率相差多少，也知道A、B、C三相中功率负荷最大和功率负荷最小的相，然后通过各设备已知的额定功率，确定要切换哪几台设备，进行切换；或通过监测每台设备的电压、电流和功率因数，运用公式功率=电压*电流*功率因数计算得出每台设备的实际功率大小，确定要切换哪几台设备，进行切换，一次切换完成后，重复上述计算步骤，再进行切换，直到A、B、C三相的功率负荷平衡或基本平衡为止。

3.根据权利要求1所述的一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，其特征在于：所述的单相逆变电源，采用交-直-交电路结构，即不控整流电路+中间直流环节+逆变电路。

4.根据权利要求3所述的一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，其特征在于：所述的逆变电路，采用全桥电路、SPWM调制，其输出经滤波器滤波后为正弦波，由于SPWM调制方法的缺陷，逆变电路的输出正弦电压的幅值最大只有输入电压的0.85倍，因此在滤波器的后边接上隔离变压器，变比大于1.18，以使切换系统的输出电压幅值达到220V，同时此隔离变压器起到隔离的作用，避免输入输出短路的发生。

5.根据权利要求1所述的一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，其特征在于：所述的电压采样电路，其输入电压采样用于单相逆变电源跟踪原接续相A相的电压，使单相逆变电源输出与原接续相A相具有同频同相的电压；电压采样电路的输出电压采样用于闭环控制，使单相逆变电源输出的电压幅值达到原接续相A相的大小。

6.根据权利要求1所述的一种基于单相逆变电源的柔性切换系统的切换方法，其特征在于：所述的柔性切换是在单相逆变电源的输出电压和原接续相A相的电压的相位和幅值相等时发生的，因此切换过程中不会有冲击电流或冲击电流很小，实现了无跳动柔性切换。