[发明专利]功率转换器、电功率系统和用于控制电功率系统的方法

说明书

一种用于电功率系统的功率转换器包括开关电路(102)，用于在功率转换器的第一操作模式中提供用于驱动旋转电动机器的电压。功率转换器包括接触器系统(110)和控制器(109)，用于在功率转换器的第二操作模式中将开关电路以及旋转电动机器的绕组(115)中的至少一个绕转用作功率转换器的直流电压端子之间的降低电压式直流电压转换器。因此，功率转换器的开关电路既可以用于驱动旋转电动机器，又可以例如用于对连接到功率转换器的直流电压端子的电池元件充电。

技术领域

本公开总体上涉及对电能的控制。更具体地，本公开涉及用于电功率系统例如车辆的电功率系统的功率转换器。此外，本公开涉及电功率系统、用于控制电功率系统的方法、以及用于控制电功率系统的计算机程序。

背景技术

在许多情况下，电功率系统包括一个或更多个直流电压能量源、一个或更多个旋转电动机器、以及用于将直流电压转换成适合于电动机器的形式的一个或更多个功率转换器。此外，电功率系统可以包括一个或更多个直流电压能量存储器，用于存储能量并且用于响应直流电压能量源所不能满足的功率需求。各个直流电压能量源可以是例如燃料电池、光伏板或其他适当的直流电压能量源。每个直流电压能量存储器可以包括例如电池系统和/或电容器组。电功率系统可以是例如船舶的电功率系统，在这种情况下，旋转电动机器可以包括一个或更多个推进电机以及例如一个或更多个船首推进器电机。电机有利地是交变电流AC电机，并且相应的功率转换器是用于将直流电压转换成适用于AC电机的交变电压的逆变器。

在上述类型的许多电功率系统中，需要借助于一个或更多个直流电压能量源对一个或更多个直流电压能量存储器充电。因此，通常需要一个或更多个直流电压转换器，用于将直流电压能量源的直流电压转换成适于对直流电压能量存储器充电的直流电压。然而，直流电压转换器增加了电功率系统的复杂性和成本。

发明内容

在下面呈现简化的发明内容，以便提供对各种实施例的一些方面的基本理解。该发明内容不是对本发明的广泛综述。它既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。下面的发明内容仅以简化形式呈现一些概念，作为示例性实施例的更详细描述的序言。

根据本发明，提供了一种用于具有一个或更多个电感绕组的电感负载的新型功率转换器。所述电感负载可以是例如旋转电动机器。根据本发明的功率转换器包括：

-开关电路，所述开关电路包括：直流电压轨；第一直流电压端子，用于将所述直流电压轨连接到第一直流电压；第二直流电压端子，用于将所述直流电压轨连接到第二直流电压；供应电压端子，用于连接到一个或更多个电感绕组；第一可控开关，所述第一可控开关在所述直流电压轨中的第一个轨与所述供应电压端子之间；以及第二可控开关，所述第二可控开关在所述直流电压轨中的第二个轨与所述供应电压端子之间，

-控制器，用于在所述功率转换器的第一操作模式中控制开关电路，以在所述供应电压端子上产生一个或更多个可控电压，以及

-接触器系统，用于在所述功率转换器的第二操作模式中将所述第二直流电压端子的电极从所述直流电压轨中的第一个轨断开，并且用于将所述第二直流电压端子的电极连接到所述电感绕组中的至少一个绕组。

上述控制器构造成在所述第二操作模式中控制所述第一可控开关中的一个或更多个开关在导通状态和非导通状态之间交替。因此，上述开关电路以及所述电感绕组中的至少一个绕组可以作为所述功率转换器的第一直流电压端子和第二直流电压端子之间的降低电压式直流电压转换器(即，降压转换器)来操作。因此，当直流电压能量源连接到第一直流电压端子并且直流电压能量存储器连接到第二直流电压端子时，上述开关电路可以用于向电感负载例如旋转电动机器提供电能，而且直流电压转换器用于例如借助于直流电压能量源对直流电压能量存储器充电。因此，可以消除对单独的直流电压转换器的需求。