[发明专利]供电装置、焊机系统以及用于控制供电装置的方法

说明书

本申请提出一种供电装置、焊机系统和用于控制供电装置的方法。该供电装置包括：直流母线；接入直流母线的第一变换模块，其将外部电源的交流电转换为在直流母线上传输的直流电；接入直流母线的第二变换模块，其将直流母线上的直流电转换为适配于外部负载的直流电或交流电；以及接入直流母线的储能模块，包含储能单元和耦合在直流母线与相应的储能单元之间的双向切换单元，在第一工作模式下，双向切换单元处于仅允许电流从直流母线单向流入储能单元的导通状态，使得外部电源在向外部负载供电的同时还对储能模块充电，以及在第二工作模式下，双向切换单元处于仅允许电流从储能单元单向流入直流母线的导通状态，使得外部电源和储能模块同时向外部负载供电。

技术领域

本发明涉及电源技术，具体涉及一种供电装置、焊机系统以及用于控制供电装置的方法。

背景技术

目前，我国的运营铁路的运营里程已经超过14万公里，其中高铁的运营里程已经超过3.5万公里，二者均居于世界首位。钢轨的焊接技术(例如，无缝焊接技术)是保障高铁安全、舒适运行的关键环节之一。作为一种先进的钢轨焊接技术，闪光焊技术具有焊接质量好、作业效率高等优点。因而，闪光焊技术在高速铁路、城市轨道交通等无缝线路建设中得到了大量的应用。

焊机系统通常需要大功率电源供电，例如闪光焊机大多采用大功率交流柴油发电机组作为供电装置。然而，应用环境的多样性和复杂性使得供电装置的设计面临诸多挑战。例如，现有钢轨焊接技术中往往采用柴油发电机组三相中的两相作为焊机的主供电电源，而焊机的其他辅助设备往往采用其中的三相作为辅供电电源，这将导致柴油发电机组三相严重不平衡，缩短了设备的使用寿命，提高了维护成本。此外，在城市轨道交通钢轨焊接施工时，尤其是地铁隧道、长大隧道施工时，柴油发电机组存在噪音大、尾气黑烟排放多，污染严重并且伤害作业人员身体健康等问题。再者，在高原环境下，柴油发电机组又存在功率下降快，发电效率低，难以满足正常作业等问题。

发明内容

为了解决或至少缓解诸如以上所述的现有问题中的一个或多个，本申请提供了以下技术方案。

根据本申请的一方面，提供一种供电装置。所述供电装置包括：

直流母线；

接入所述直流母线的第一变换模块，配置为将来自外部电源的交流电转换为在所述直流母线上传输的直流电；

接入所述直流母线的第二变换模块，配置为将所述直流母线上传输的直流电转换为适配于外部负载的直流电或交流电；以及

接入所述直流母线的储能模块，包含一个或多个储能单元和耦合在所述直流母线与相应的储能单元之间的双向切换单元，

其中，在第一工作模式下，所述双向切换单元处于仅允许电流从所述直流母线单向流入所述储能单元的导通状态，使得所述外部电源在向所述外部负载供电的同时还对所述储能模块充电，以及在第二工作模式下，所述双向切换单元处于仅允许电流从所述储能单元单向流入所述直流母线的导通状态，使得所述外部电源以及所述储能模块同时向所述外部负载供电。

作为上述方案的替代或补充，根据本申请一实施例的供电装置进一步包括与所述第一变换模块和所述双向切换单元耦合的控制单元，配置为至少基于所述外部电源的供电能力、所述外部负载的功率需求和所述储能模块的储能水平中的一项或多项来生成控制命令。

作为上述方案的替代或补充，根据本申请一实施例的供电装置，其中，所述控制单元以下列方式生成所述控制命令：

如果所述外部负载的功率需求大于预先确定的功率需求阈值，则生成使所述供电装置处于所述第二工作模式的控制命令，否则，生成使所述供电装置处于所述第一工作模式的控制命令。

作为上述方案的替代或补充，根据本申请一实施例的供电装置，其中，所述控制单元以下方式生成所述控制命令：