一种制动系统包括转换器、耦合到转换器的输出的电容器、并联耦合到电容器的桥、耦合到桥的至少一个电感器、靠近该至少一个电感器布置的导电圆盘及开关单元控制器，开关单元控制器用于命令转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令桥提升(ramp-up)该至少一个电感器中的电流以便在导电圆盘上诱发电磁力。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请交叉引用本申请是2012年6月28日提出，题为“电磁制动系统和方法”(ELECTROMAGNETICBRAKING SYSTEMS AND METHODS)的美国专利申请13/536245，该申请通过引用结合于本文中。
技术介绍
本公开内容一般涉及发电系统，并且更具体地说，涉及在发电系统中制动单元的改进的响应时间。—般情况下，在公用系统中发生故障时，公用系统中的电压可突然降低一定量。电压的此突然降低可导致发电机的电力输出的骤降。因此，在发电机的电力输出与来自引擎的机械动力输入之间可存在不平衡。这又造成发电机的加速，而这可导致在发电机与电网之间失去同步。此外，如果发电机断开连接，则可危及电网的稳定性。因此，最好是发电机保持到电网的同步，穿越(ride through)低电压条件，并且能够在故障清除后立即将电力馈送到电网。各种技术可用于克服在故障条件期间发电机中快速加速的问题。一个此类技术是在发电系统中采用制动单元以控制发电机中转子的速度。在一个示例中，制动单元包括靠近转子布置的一个或更多个线圈，并且在电压应用到这些线圈时，在转子上诱发电磁制动力，从而相应地控制转子的速度。由于线圈的电感性质，线圈中电流变化的速率受应用的电压限制，并且可要求比所需制动响应时间更长的时间。为改进响应时间，更高电压电源可耦合到线圈。然而，此类电源将增大制动单元的成本和大小，并且可能不可行。因此，需要用于在转子上提供有效和便宜的电磁制动的改进系统和方法。此外，需要提供具有快速响应时间的制动单元。
技术实现思路
根据本文中所述一个实施例，制动系统包括转换器、耦合到转换器的输出的电容器、并联耦合到电容器的桥、耦合到桥的至少一个电感器、靠近该至少一个电感器布置的导电盘及开关单元控制器，开关单元控制器用于命令转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令桥提升(ramp-up)该至少一个电感器中的电流以便在导电盘上诱发电磁力。根据本公开内容的又一方面，方法包括命令转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平增大到第二电压电平，并且由此增大在转换器与桥之间并联耦合的电容器中存储的能量。方法还包括在接收制动命令时，促使桥提升在至少一个电感器中的电流以便在导电盘上诱发电磁力。根据本公开内容的另一方面，发电系统包括耦合到可旋转轴的导电盘、靠近导电盘布置的至少一个电感器、电源和耦合在电源与至少一个电感器之间的开关单元。开关单元包括转换器、耦合到转换器的输出的电容器、并联耦合到电容器的桥和开关单元控制器，开关单元控制器用于命令转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令桥提升该至少一个电感器中的电流以便在导电盘上诱发电磁力。提供了如下技术方案: 1.一种制动系统，包括: 转换器； 耦合到所述转换器的输出的电容器； 并联耦合到所述电容器的桥； 耦合到所述桥的至少一个电感器； 靠近所述至少一个电感器布置的导电盘；以及 开关单元控制器，用于命令所述转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在所述电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令所述桥提升(ramp-up)所述至少一个电感器中的电流以便在所述导电盘上诱发电磁力。2.如技术方案1所述的制动系统，其中在50 ms内在所述至少一个电感器中提升所述电流。3.如技术方案1所述的制动系统，其中所述开关单元控制器被编程用于在命令所述桥提升所述至少一个电感器中的电流后以及在确定所述电容器中存储的所述能量低于阈值时，命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平增大到第三电压电平。4.如技术方案3所述的制动系统，其中所述第三电压电平小于所述第二电压电平。5.如技术方案3所述的制动系统，其中所述开关单元控制器被编程用于继续命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平增大到所述第三电压电平，直至所述制动命令停止。6.如技术方案1所述的制动系统，其中所述开关单元控制器还配置用于在所述制动命令停止时，命令所述桥将能量从所述至少一个电感器提供到所述电容器，并且由此将所述电容器再充电到第四电压电平。7.如技术方案6所述的制动系统，其中在所述电容器的再充电启动后50 ms内，所述至少一个电感器中的所述电流下降。8.如技术方案7所述的制动系统，其中所述开关单元控制器还配置用于在所述电容器再充电到所述第四电压电平后，命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平转换到所述第二电压电平。9.如技术方案1所述的制动系统，其中所述第一电压电平在大约5V到大约50V的范围内。10.如技术方案9所述的制动系统，其中所述第二电压电平在大约200V到大约600V的范围内。11.一种方法，包括: 命令转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平增大到第二电压电平，并且由此增大在所述转换器与桥之间并联耦合的电容器中存储的能量；以及 在接收制动命令时，促使所述桥提升在至少一个电感器中的电流以便在导电盘上诱发电磁力。12.如技术方案11所述的方法，还包括在所述制动命令保持活跃时: 在确定所述电容器中存储的所述能量低于阈值时， 命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平转换到第三电压电平，直至所述制动命令停止。13.如技术方案12所述的方法，还包括在所述制动命令停止时: 命令所述桥将能量从所述至少一个电感器提供到所述电容器，并且由此将所述电容器再充电到第四电压电平。14.如技术方案13所述的方法，还包括在所述电容器再充电到所述第四电压电平后，命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平转换到所述第二电压电平，并且由此增大所述电容器中存储的所述能量。15.一种发电系统，包括: 耦合到可旋转轴的导电盘； 靠近所述导电盘布置的至少一个电感器； 电源； 耦合在所述电源与所述至少一个电感器之间的开关单元，其中所述开关单元包括: 转换器； 耦合到所述转换器的输出的电容器； 并联耦合到所述电容器的桥；以及 开关单元控制器，用于命令所述转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在所述电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令所述桥提升所述至少一个电感器中的电流以便在所述导电盘上诱发电磁力。16.如技术方案15所述的发电系统，其中所述至少一个电感器在所述导电盘上诱发所述电磁力，以将所述可旋转轴的速度降到低于阈值速度。17.如技术方案15所述的发电系统，其中所述开关单元控制器还配置用于在命令所述桥提升所述至少一个电感器中的电流后以及在确定所述电容器中存储的所述能量低于阈值时，命令所述转换器将从其供应的电压的所述电平从所述第一电压电平增大到第三电压电平。18.如技术方案15所述的发电系统，其中所述开关单元控制器还配置用于在所述制动命令停止时，命令所述桥将能量从所述至少一个电感器提供到所述电容器，并且由此将所述电容器再充电到第四电压电平。19.如技术方案18所述的发电系统，其中所述开关单元控制器还配置用于在所述电容器再充电到所述第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制动系统，包括：转换器；耦合到所述转换器的输出的电容器；并联耦合到所述电容器的桥；耦合到所述桥的至少一个电感器；靠近所述至少一个电感器布置的导电盘；以及开关单元控制器，用于命令所述转换器将从其供应的电压的电平从第一电压电平转换到第二电压电平，并且由此增大在所述电容器中存储的能量，以及在接收制动命令时命令所述桥提升所述至少一个电感器中的电流以便在所述导电盘上诱发电磁力。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：S施勒德，A帕诺斯延，C贝尔德，H肖姆伯格，董晓婷，U利布谢尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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