具有多个发电机和/或逆变器的发电系统的制作方法

专利名称：具有多个发电机和/或逆变器的发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统，更具体地而非排他性地，涉及对包括引擎所驱 动的变速发电机的系统提供的电功率的管理，该系统具有多个逆变器。
背景技术：
在发电机系统的很多应用中，稳态负载要求一般相对于发电机功率容 量低，由于发电机选择常常由峰值功率要求推动，导致大部分时间"尺寸 过大的"发电机。作为可选方案，在特定情况下，发电系统可包括在峰值 使用期间给发电机补充功率的电能存储设备，这便于发电机尺寸的减小。 可选地或附加的，可使用根据功率要求来改变速度的变速发电机。通过利 用适当的功率转换电路可从变速发电机提供通常固定的AC频率和电压输 出。不幸的是，这些系统一般不同时提供不同的电压输出(例如120伏和 240伏)，这导致对可选方案的需要。确实持续地存在对该技术领域做出进 一步贡献的要求。

发明内容
本发明的一个实施方式包括涉及发电的独特技术。其它实施方式包括涉及发电的独特方法、系统、设备和装置。从所提供的说明和所附附图中， 本申请的进一步的实施方式、形式、特征、方面、益处和优点应变得明显。


图1是承载具有多个发电机子系统的发电系统的车辆的简图。
图2是与图1所示的发电机子系统之一相关的电路的示意图。
图3是图2的电路的控制流程图。
图4是用于操作图1的子系统的一个过程的流程图。
图5是描述用于控制图1的子系统的操作逻辑的图示。
具体实施例方式
为了促进理解本发明原理的目的，现在参考在附图中示出的实施方式， 且特定的语言将用于描述这些实施方式。然而应理解，并不旨在由此限制 本发明的范围。预想了本发明所涉及的领域的技术人员将正常想到的所述 实施方式中进行的任何变更和进一步的修改，以及对本文所述的本发明原 理的任何其它应用。
图1示出以电动客车22形式的车辆20。电动客车22包括内部生活空 间24，并被客车引擎26推动。客车引擎26—般是往复式活塞、内燃类型 的。为了补充生活空间24，客车26承载各种类型的电气装置27 (示意性 示出)，诸如照明、厨房用具、娱乐设备、 一个或多个空调、和/或本领域 技术人员将获知的此类不同设备。客车22承载给装置27选择性地提供电 力的移动发电系统28。相应地，装置27电力地装载系统28。在一种形式 中，系统28的不同组件分布在整个车辆20中一安装在不同隔室和/或其它 专用空间中。
系统28包括两个主电源来自发电机组30的交流(AC)功率和来自 电能存储设备70的直流(DC)功率。发电机组30包括由引擎控制器34 进行调节的专用发电机引擎32，引擎控制器34有时被标示为引擎控制模块 (ECM)。引擎控制器34响应于来自下文中进一步描述的功率控制和转换 电路40的控制信号。在一个配置中，引擎32是往复式活塞类型。发电机 组30包括旋转驱动构件36和两个发电机38a和38b，每个发电机都具有三相输出。每个发电机38a和38b都由构件36驱动。在一种形式中，发电机 38a和38b由永久磁铁交流发电机(PMA)配置的定子的两个不同的电绝缘 三相绕组提供。对于该形式而言，发电机38a和38b共用公共电枢以同此 一起同时地进行旋转，该电枢是固定到构件36的驱动轴形式的转子39的 形式。可选地，发电机38a和38b可由分离的定子/电枢/转子等提供，和/ 或可以是不同于PMA的类型。作为直接轴安装的可选方案，发电机38a和 38b可通过提供期望转数比的机械连杆机构、变扭器、传动装置、皮带、链、 齿轮和/或本领域技术人员将获知的不同形式的旋转联接机构来机械地耦合 到引擎32。
引擎32的旋转运行速度和相应地发电机38a和38b的旋转速度响应于 系统28的电力负载的变化在选定的操作范围内变化。在该范围内，发电机 组旋转速度增加以满足随系统28上增加的电力负载而产生的较大的功率要 求。发电机组30具有在对应于低功率输出的该速度范围的下极值处的稳态 最低速度以及在对应于高功率输出的该速度范围的上极值处的稳态最高速 度。当发电机组30的速度变化时，其三相电力输出的AC频率和电压变化。
发电机组30电耦合到功率控制和转换电路40。电路40包括耦合以从 发电机38a接收可变AC电输入功率的变换/逆变器电路40a，以及耦合以从 发电机38b接收可变AC电输入功率的变换/逆变器电路40b。电路40a还标 示为主控制/逆变器'41a，而电路40b还标示为次级控制/逆变器41b。发电 机38a和电路42a共同地标志为发电子系统30a，而发电机38b和电路42b 共同地标示为发电子系统30b。
子系统30a和30b每个都包括三相整流器42、可变电压DC功率母 线44、 DC-AC功率逆变器46、充电和升压电路50以及控制器(CNTL) 100。整流器42将相应的三相输入变换到母线44上的可变DC电压。由控 制器100进行调节，使用逆变器46对DC母线44上的电功率进行变换，以 在目标AC频率处提供受控电力输出以及每个相应的子系统30a和30b的电 压。在下文中结合图2和3进一步描述子系统30a和30b的这些特征的特 定方面。
子系统30a和30b都耦合到电能存储设备70以选择性地以特定操作模 式给其充电，并通过下文进一步描述的电路50在其它操作模式中从其提供
13电能(或"升压(boost)")。电路40a和40b经由相应的DC母线44通过 相应的电路50将DC电功率选择性地提供给存储设备70。可从设备70和/ 或电路40给多个DC负载供电(未示出)。可以以一种或多种可再充电的电 化学电池或电池组的形式或本领域技术人员将获知的形式来提供设备70。
电路40a和40b的两个逆变器46耦合在一起以限定对应于中性线的公 共电节点"n"。电路40a的逆变器46进一步限定对应于功率母线80a的功 率线/输出的电节点Ll，且电路40a的逆变器46进一步限定对应于功率母 线80b的另一功率线/输出的电节点L2。由于逆变器46之间的连接，母线 80a和80b共用公共中性线n。系统28还包括耦合到AC功率转换开关82 的输出的母线80。逆变器46的母线80a和80b向开关82提供一组输入； 以及外部AC电源90 (岸电)经由外部功率接口 92向开关82提供另一组 输入。应认识到，当车辆20在运动中时通常不能使用岸电，岸电在一些地 方可能是不可利用的；且即使可用，岸电一般被断路器或保险丝限制。当 应用来自源90的功率时，发电机组30通常不活动。转换开关82在通过逆 变器46的功率(车辆20内部的电源)和来自"岸电"的功率(外部源90) 之间进行选择，以在母线80上服务于装置27的各种AC电负载。使用来自 源90的外部AC功率供应，组件40选择性地用作这些负载之一，将AC岸 电变换成适合于给存储设备70充电的形式。在下面的描述中，除非明确地 对相反的情况进行说明，应将AC岸电理解为不存在。
装置27包括通过开关82经由AC母线80提供的多个AC电负载。这 些负载中包括两个120伏AC (VAC)负载83a和83b，每个负载都在多个 线路(节点)Ll和L2中不同的一个线路两端分别电耦合到(节点)n的中 性线。还包括电耦合在线Ll和L2两者两端的240VAC负载84。应认识到， 可以经由逆变器46来控制线Ll和L2上的AC波形输出相位，使得通过中 性线的电流不大于通过线L1或L2的最大电流(g卩，线L1和L2相位差为 180度)。从而，对该配置而言，用于L1、 L2和n的任何导体的尺寸可以 是相同的。而且，应认识到，该配置通过逆变器46有效地合并电压输出， 以提供负载83a和83b到负载84两端电压的和。在此特定的情况下，负载 84的240 VAC标称为大约两倍于负载83a和83b的120 VAC。
每个子系统30a和30b的控制器100执行操作逻辑，该操作逻辑限定各种控制、管理和/或调节功能。该操作逻辑可以是专用硬件的形式，诸如 硬线状态机、编程指令和/或本领域技术人员将获知的不同形式。可以将处 理器100提供为单个组件或操作性耦合的组件集合；并可由数字电路、模 拟电路或这两种类型的混合组合来组成。当处理器是多组件形式时，处理 器100可具有相对于其它组件位于远处的一个或多个组件。处理器100可 包括多个处理单元，其配置为在管道处理配置中、在并行处理配置中和/或 本领域技术人员将获知的此类不同配置中独立地进行操作。在一个实施方 式中，处理器100是固态集成电路类型的可编程微处理设备，其包括一个
或多个处理单元和存储器。处理器100可包括一个或多个信号调节器、调 制器、解调器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、限制器、 振荡器、控制时钟、放大器、信号调节器、滤波器、格式转换器、通信端 口、钳位电路、延迟设备、存储器设备和/或本领域技术人员将获知的执行 期望通信的不同电路或功能组件。子系统30a和30b的控制器100都耦合 到通信总线94。在一种形式中，总线94是标准控制器局域网(CAN)类型。
此外参考图2的电路示意图和图3的控制流程图，进一步示出子系统 30a的选定方面；其中，相同的附图标记指代前面描述的相同组件。应认识 到，除了子系统30b接收来自发电机38b而不是发电机38a的可变AC输入 功率，并在母线80b而不是80a上提供其输出之外，对子系统30b相同地 进行配置。此外，虽然每个子系统30a和30b的控制器100都耦合到通信 总线94，它们在系统28的特定功能方面一包括在下文中更充分地进行描述 的经由引擎控制器34对引擎32进行的控制一中以主/从关系中操作。
在图3中，用较重的线加重形成的方框对应于硬件实现的功能，而用 较轻的线加重形成的方框对应于通过对处理器100进行编程所提供的软件 实现的功能。子系统30a包括耦合到三相整流器42的电磁干扰(EMI)滤 波器38。在一种形式中，使用适用于三相AC到DC变换的标准六二极管 配置来实现整流器42。当发电机组30运行时，整流器42从发电机组30接 收EMI过滤的三相AC电功率输出。滤波器38从发电机组输出移除可导 致不希望有的干扰的特定时变特征，且整流器42将来自发电机组30的过 滤的三相AC电功率变换成母线44上的相应的DC电压。
至少一个电容器45耦合在DC母线44两端，以减小残余的"纹波"和/或其它时变分量。响应于处理器100的逆变器控制逻辑104，通过逆变器 46将母线44上的DC电压变换成AC电压。在一种形式中，逆变器46是 具有4个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的标准H桥配置，该绝缘栅双极型 晶体管由来自处理器100的脉冲宽度调制(PWM)信号进行控制。在其它 形式中，逆变器46可由一个或多个其它开关类型(诸如场效应晶体管 (FET)、栅控晶闸管、可控硅整流器(SCR)等)组成。来自逻辑104的 PWM控制信号选择性地和各自地驱动逆变器46的栅极/开关。这些控制信 号通常输入到与逆变器栅极相耦合的介入功率驱动电路，且控制信号被光 隔离器、隔离变压器等隔离。逆变器控制逻辑104包括综合近似的正弦AC 波形的比例积分(PI)控制器。感测装置45包括AC电压传感器46a和AC 电流传感器46b。逆变器控制逻辑104接收对应于从逆变器46输送到母线 80a的功率的来自电压传感器46a的AC电压(VAC)和来自电流传感器46b 的AC电流(IAC)。到逻辑104的VAC和IAC输入用作反馈，以使用PI 控制器产生输出功率的正弦波形。此外，这些输入用于通过PI控制器计算 控制整个系统的共享功能所需的功率特性，并确定正弦电压和电流输出的 功率因数以便于功率因数校正。控制逻辑110从逆变器控制逻辑104接收 AC功率输出信息。该信息可用于确定系统功率，并用于与发电机组30和 设备70的功率输送容量进行比较，以调节在下文中描述的特定操作。而且， 逻辑IIO使用该AC输出信息来确定是否存在保证在这样的操作中的考虑因 素的瞬态功率条件。
电感器47a和电容器47b将逆变器46输出进一步的过滤和转换为受控 AC功率波形。EMI滤波器48对因而形成的AC功率波形进行干扰过滤， 以在母线80上提供调节的单相AC功率输出。在一个非限制性的实例中， 在母线80上提供标称为120VAC、 60赫兹(Hz)输出，到整流器42的发 电机组三相输出在150-250伏AC (VAC)的电压范围和200-400赫兹(Hz) 的频率范围内变化，且在DC母线44上的可变电压在200和300伏DC( Vdc) 之间。
除了逆变器控制逻辑104以外，处理器100包括发电机组功率请求控 制逻辑102，用于通过经由总线94与引擎控制器34的通信来相对于系统 28的操作对发电机组30的旋转速度进行调节。逻辑102向发电机组30提供输入信号，其表示由发电机组30对所请求的目标电负载进行供电。由引擎控制器34限定的发电机组调速器103响应于逻辑102来调节引擎旋转速度，引擎反过来调节发电机34的旋转速度。提供逻辑102进行的控制，使得根据一个或多个条件(如瞬态)来引起不同的引擎速度变化率(加速/减速)，这一点将在下文中结合图4和5进行更充分的解释。
在一个特定的形式中，调速器103在发电机组30包含的引擎控制器34中实现。可选地或此外，调速器103的至少一部分可包括在组件40中。控制逻辑102响应于包括在处理器100的操作逻辑中的系统控制逻辑110、以及引擎速度传感器112所提供和/或通过监控发电机38a的可变输出的AC频率所提供的引擎速度反馈信号。可以伴随电力负载的变化和/或设备70的充电或升压操作而引起使用逻辑102进行的速度调节，这将在下文中进一步描述。反过来，逻辑102给充电和功率升压控制逻辑106提供控制输入。
可控DC-DC变换器60电耦合到DC母线44和电能存储设备70。在图2中，更具体地以电化学电池设备75的形式示出设备70。使用电流传感器76来监控在设备70和变换器60之间的电流，以及在节点78处监控设备70的DC电压。在一个实施方式中，可使用多于一个的电流传感器和/或多于一种的电流传感器类型(未示出)。例如，在一个配置中，可用于功率管理目的使用一个传感器(例如霍尔效应传感器类型)监控设备70的电流，并且可以使用另一传感器(例如分流器类型)监控各种充电状态。在其它实施方式中，可利用或多或少的传感器和/或传感器类型。变换器60在DC母线44和设备70之间提供电功率的双向转换。变换器60用于使用来自DC母线44的功率给设备70充电，并对母线80 (见图1)上的工作功率要求来补充(升压)可用于DC母线44的功率。变换器60包括在充电和功率升压控制逻辑106的控制下的DC母线接口电路54和存储接口电路64。母线接口电路54包括充电逆变器54a和功率升压整流器54b。存储接口电路64包括充电整流器64a和功率升压逆变器64b。变压器58耦合在电路54和电路64之间。充电逆变器54a和升压逆变器64b可以是基于IGBT、 FET (包括MOSFET类型)、栅控晶闸管、SCR或本领域技术人员将获知的此类其它适当的栅极/开关设备的H桥类型。此外，虽然将整流器54b和64a每个都表示为不同于相应的逆变器54a或64b，但是，在其它实施方式中，可提供以全波类型的形式的一个或多个整流器54b和64a，该全波类型由电耦合在相应的逆变器54a或64b组件的输出两端的保护型"续流"二极管组成。对于该配置的整流器操作，相应的逆变器组件保持不起作用而变为不导电。
充电比例积分(PI)控制电路52电耦合到充电逆变器54a，且功率升压PI控制电路62电耦合到功率升压逆变器64b。电路52和62每个都接收相应的充电和升压电流参考值106a和106b作为输入。通过充电和功率升压控制逻辑106使用处理器100计算电流参考值106a和106b。这些参考值被确定为功率要求、可用系统功率和任何瞬态功率条件的存在的函数。总系统功率又被提供为由逆变器46提供到母线80的功率(逆变器功率)、发电机组30的发电容量和设备70的功率输出容量的函数。逆变器功率对应于母线80的电力负载产生的、由VAC电压、IAC电流和相应功率因数所指示的AC电负载"功率要求"。由逻辑102参考所要求的发电机组功率/负载来确定发电机组发电容量。当母线80上的功率要求可由具有剩余容量的发电机组30提供并具有剩余容量时，然后，通过使用PI控制电路52调节变换器60可以将剩余量用于给设备70充电；并且当功率要求超过发电机组30的容量时，可以通过使用PI控制电路62调节变换器60来将补充功率从设备70提供给母线80。在下文中结合图4和图5进一步描述系统28的动态"功率共享"操作的多个方面；然而，下文首先描述变换器60的其它方面及其操作。
使用系统控制逻辑110来控制变换器60，以启用/禁止充电和升压操作。在逻辑110的控制下，充电操作模式和升压操作模式相互排斥一即，它们不能被同时启用。然而，应认识到，系统28中，在这些方面，子系统30a和30b独立于彼此地进行操作，以便两者都可在充电模式、升压模式中操作或在一个在一种模式中进行操作。从设备70的角度来说，其根据子系统30a和30b所执行的升压或充电量的和来提供电功率(升压)或接收电功率(充电)。当多个电池并联使用时，可以将子系统30a和30b耦合在并联配置的不同端，以确保贯穿电池的更均匀的电流。
当启用充电模式时，根据几种不同模式之一依赖于其充电级给电化学电池形式的设备70进行充电。当充电时，电路52输出以标准方式驱动充电逆变器54a的栅极的PWM控制信号。PWM控制信号通常输入到与每个栅极输入相耦合的标准功率驱动电路(未示出)，并且可以通过光隔离器、隔离变压器等将PWM控制信号与标准功率驱动电路隔离。响应于PWM输入控制信号，逆变器54a将来自DC母线44的DC功率变换到AC形式，其经由变压器58提供给电路64的整流器64a。整流器64a将来自变压器58的AC功率变换成适当的DC形式，以给电池设备75充电。在涉及电池设备75的标称12 Vdc输出的一种形式中，变压器58将逆变器54a所输出的AC电压输出逐步降低到适合于给存储设备70充电的较低电平。对于非电池类型的设备70而言，视情况对"充电模式"中的再充电/能量存储进行相应的修改。
当启用功率升压模式时，升压PI控制电路62向升压逆变器64b提供PWM控制信号，以控制从设备70输送的功率。电路62的输出是PWM控制信号的形式，该信号以变压器升压配置的标准方式驱动升压逆变器64b的栅极。典型地，按需要或要求，将这些控制信号输入到具有适当隔离的功率驱动电路(未示出)。当补充由发电机32所提供的功率时，使用电路62来实现电流控制的功率升压技术。响应于(1)升压电流参考值106b和(2)使用电流传感器76检测的存储设备70的电流这两个输入之间的差异，电路62提供比例积分输出调节。在响应中，逆变器64b将来自设备70的DC功率变换成AC形式，其经由变压器58提供给电路54的整流器54b。整流器64b将来自变压器58的AC功率变换成用于DC母线44的适当的DC形式。在涉及设备70的标称12 Vdc输出的一种形式中，变压器58逐步升高从逆变器64b输出的AC电压，AC电压被变换回用于母线44的DC功率。
图4示出根据处理器100所执行的用于子系统30a和30b的操作逻辑来执行的系统28的功率管理过程120。同时参考图l-图3，过程120以条件122开始，条件122测试是否应用了来自外部源90的岸电。如果条件122的测试为真(是)，则执行岸电操作124。在操作124中，使用逆变器46的"续流"二极管对从AC到DC的功率进行整流，从母线80应用岸电以给装置70充电。在操作124期间，也经由开关82将岸电提供给负载83和84。
19如果条件122的测试为假(否)，则过程120进行条件126。条件126测试系统28是否在无噪声模式中操作。如果条件126的测试为真(是)，则执行只有存储器/电池的操作128。当从发电机组30的运行产生的噪声水平是不被允许的或是不希望有的情况下，以及当岸电不可用或否则不被提供的情况下， 一般利用无噪声模式。相应地，在操作128中，发电机组30是不起作用的，且仅从存储设备70提供功率。对于在该无噪声模式中的操作，存储设备70所输送的功率是电压控制的，而不是电流控制的，将大致恒定的电压提供给DC母线44，以便于在母线80上输送大致恒定的AC电压。子系统30a和30b同时执行条件/算子122-128。
操作员输入控制和显示输入/输出(I/O)设备115操作性地耦合到处理器IOO，以向系统28提供各种操作员输入并输出状态信息。在一个非限制性的形式中，设备115安装在客车22的车舱内，并经由总线94与电路40中的处理器100通信。
如果条件126的测试为假(否)，则进行条件130。条件130测试岸电共享模式是否有效。响应于系统28的电力负载的变化，功率共享模式部分地根据与子系统30b的控制器100的通信、在子系统30a的控制器100的控制下动态地调节发电机组30的速度。由子系统30a和30b独立地控制升压/充电。应认识到，该调节基于每个子系统30a和30b的总功率，其含有(a)从逆变器46输出的由逆变器电压和电流测量的AC功率，(b)在存储设备处测量的DC功率，以及(c)电路40a和40b固有的功率损耗。损耗计算便于目标发电机组速度和稳态操作的升压速率的确定，这一点结合操作138进一步进行讨论。
如果条件130的测试为真(是)，则执行条件132。条件132测试是否检测到功率水平变化或瞬态。如果条件132的测试为真(是)，则执行瞬态处理例程150，这一点结合图5进一步进行描述。可以使用不同的标准或"测试"来检测符合条件132的不同类型的瞬态，这一点将在下文中进一步描述。如果条件132的测试为假(否)，则功率处于功率共享模式中的稳态。视稳态电力负载大小而定，稳态功率输送以两种方式之一进行，这一点由条件134进行实现，条件134测试电力负载是否低于与发电机组30的可用功率有关的选定阈值(稳态发电机组额定值)。该测试包括增加DC和AC功率水平，计算损耗，并比较总功率与发电机组功率额定值，以确定是否
可执行设备70的同时充电。如果是这样，条件134的测试为真(是)，并 执行操作136。
在操作136中，按需要(充电启用/升压禁止)支持"发电机组加充电" 功率共享模式，其使用额外的发电机组容量用于给设备70充电。操作136 的发电机组加充电功率共享模式一般从瞬态条件到达稳态，这将结合例程 150进一步描述。发电机组加充电模式中的总发电机组功率被确定为所测量 的AC功率输出加上所测量的DC充电功率减去所估计的充电器损耗。在一 种形式中，通过参考包含充电器电路的损耗的一个或多个表来将充电器损 耗估计为电池电压和充电电流的函数。然后，基于标准化负载来确定目标 发电机组速度。发电机组速度设置成支持DC和AC负载。当发电机组到达 额定充电电平时，其速度可减小。当AC功率要求接近发电机组额定值时， 充电速率可减小，以便使用发电机组30维持负载支持。
如果条件134的测试为假(否)，则引起操作138。在操作138中，发 电机组30和设备70都用于在"发电机组加升压"功率共享模式中在稳态 时向电力负载提供功率。根据总AC和DC功率要求减去损耗来计算期望升 压速率。该速率控制升压电流，以达到发电机组和存储设备之间的期望功 率共享。通过确定对系统负载的期望存储功率贡献并参考一个或多个表来 计算升压速率，这些表将升压电路的损耗表示为电池电压和电流的函数。 每个子系统30a和30b也独立地执行条件134以及操作136和138。
对于该稳态条件，发电机组30通常以速度上限运行，附加的功率在升 压启用模式中从设备70提供。应理解，该发电机组加升压功率共享操作通 常也从瞬态条件到达稳态，这将结合例程150进一步进行描述。在一种形 式中，负载计算归一化为到百分比系统额定值、百分比升压容量和百分比 发电机组负载，以便于对不同的发电机组和升压规模的系统定标。在下文 中结合图5进一步描述子系统30a和30b对操作150的实现。
首先继续参照图4，操作124、 128、 136和138进行到条件140。条件 140测试是否继续过程120的操作。如果条件140为真(是)，则过程120 返回到条件122以再次执行剩余的逻辑。如果条件140为假，则过程120 停止。在操作150中，可能识别有多种类型的瞬态条件。对于较小程度的瞬 态，最初它们可由独立于彼此的子系统30a和30b来处理。相反地，对于 施加于子系统30a和30b中的一个子系统上的特定大瞬态条件，无论子系 统30a和30b中的另一个子系统的瞬态条件如何，大瞬态条件的存在可以 指示响应。例如，在子系统30a和30b中的一个子系统上电力负载的大量 增加可导致需要以最大加速度来增加发电机组30的速度，而不管另一子系 统30a或30b的电力负载如何。
图5示出用于针对瞬态条件来调节子系统30a的主逆变器41a和子系统 30b的次级逆变器41b的操作的控制逻辑120，其包括对其间负载失衡的调 节；其中，相同的附图标记指代相同的组件。将逻辑120示出为用于主逆 变器41a的主运算逻辑100a和用于次级逆变器41b的次级运算逻辑100b。 分别使用每个逆变器41a和41b的相应的控制器100来实现逻辑100a和 100b中的每一个。对于所述配置而言，逆变器41b相对于逆变器41b以从/ 主关系进行操作，并且通过总线94进行通信。同样地，连接器44a与引擎 控制器34和总线94通信。
然后，结合图6所示的相应逻辑元件来描述逻辑100a和100b的功能。 逻辑100a包括用于确定主逆变器目标容量(标示为P)的瞬态响应(TR) 逻辑102a，而逻辑100b包括用于确定次级逆变器目标容量(标示为S)的 TR逻辑102b。将目标容量S发送到逆变器41a的逻辑100a，其使用加法 器142a将目标容量S和P合计在一起。加法器142a输出的经平衡的目标 功率单位容量被标示为BT (其中BT=S+P)。已经发现，当逆变器41a和 41b上的负载变得不平衡时，有时希望有额外的功率容量将不平衡的负载可 能有的效应考虑在内。该增加的容量允许在足够的电平产生DC母线电压， 使得最低限度对每个逆变器41a和41b保持AC 120V电压输出的畸变。因 此，由逻辑100a的加法器142b将标示为UT的可变不平衡目标功率单位容 量相加到平衡目标功率单位容量BT。根据主目标容量P和次级目标容量S 的输入从不平衡负载查找表(LUT) 144中来确定不平衡目标功率单位容量 UT。
对给定的配置/应用而言，经验地(根据实验地)确定LUT144的特定 输出。在一般应用中，当两个逆变器41a和41b中的一个具有零或可忽略的负载大小而另一逆变器具有对应于最大引擎速度的一半或更大(即，50% 目标负载容量或更大)时，由LUT 144输出的不平衡目标容量UT最大， 并且在两个逆变器负载大小中的较小的一个低于特定阈值(在一个应用中 该阈值为最大目标功率单位容量的大约22%)时，由LUT144输出的不平 衡目标容量UT可忽略(零)。如果两个逆变器负载大小大约或接近相同的 大小(即，平衡负载)，由LUT144输出的不平衡目标容量UT也可以可忽 略的。应理解，可以以其它方式来提供UT值，诸如从多个LUT、 一个 或多个数学表达式、调度表或其组合中或者以本领域技术人员将获知的此 类不同的方式。
加法器142b的输出是总目标功率单位容量T (其中T=BT+UT)。将总 目标容量T发送到引擎控制器34。在响应中，弓l擎控制器34根据引擎速度 逻辑(ECMSP) 34a的指示适当地对引擎32的旋转引擎速度进行调节。引 擎控制器34还确定引擎32的功率单元容量(标示为C)，并向主逆变器41a 发送功率单位C。在逻辑100a内，通过输出负形式的UT的负乘法器150 和将C和负UT (-UT)总计在一起的加法器142c的操作将功率单位容量C 减小不平衡目标容量UT的量。换句话说，加法器142c的输出是C和UT 之间的差值(C-UT)。
每个逆变器41a和41b最初使用其相应的TR逻辑102a和102b来处理 瞬态响应。如前所述，该逻辑基于相应逆变器46的单独的功率单位容量。 为了分别对TR逻辑102a和102b提供适当的主逆变器功率单位容量和次级 逆变器功率单位容量(PC和SC)，逻辑100a考虑每个主逆变器目标功率单 位容量和次级逆变器目标功率单位容量(S和P)与总平衡目标功率单位容 量(BT)的比值，并以另外方式提供UT的偏移。更具体地，逻辑100a使 用除法器146a确定比值BT/P，其输出为主功率容量比值PR。将除法器146a 的输出(BT/P)提供为除法器148a的分母，而将C-UT提供为其分子，以 提供以比值形式的主逆变器功率单位容量PC， UT的任何非零值被移除。 逻辑100a还确定比值BT/S，其作为次级功率容量比值SR由除法器146b 进行输出。SR输入为除法器148a的分母，而将C-UT输入为分子，以提供 以比值形式的次级逆变器功率单位容量SC， UT的任何非零值被移除。将 次级逆变器功率单位容量SC提供给次级逆变器41b的TR逻辑102b以执行瞬态响应处理。应理解，如果P等于零，则PC被设置为零，而不使用除 法器146a和148a执行除法。类似地，如果S等于零，则SC被设置为零， 而不使用除法器146a和148a执行除法。
逻辑102a和102b每个输出相应的二进制大瞬态信号PLT和SLT，其 指示是否大瞬态状态应用于相应的逆变器41a或41b。这些信号提供为二进 制OR算子140a的输入，OR算子140a输出结果作为二进制大瞬态信号LT。 该逻辑确保当两个逆变器负载大小中的至少一个设置大瞬态条件时，信 号LT被设置为真。信号LT输入到引擎控制器34，以响应于LT信号的状 态来提供最大速度增加，LT信号指示任一逆变器41a和/或41b的大瞬时状 态。实际上，有效(真)的大瞬态信号LT根据从子系统30a和30b确定的 目标功率单位容量T而忽视引擎速度的任何确定。相反，当大瞬态LT为无 效的(假)时，目标功率单位容量T起决定影响，其可能不涉及引擎32的 最大加速度。替代地，引擎32的加速或减速可被限制到小于可用最大变化 率的固定变化率，如在2006年11月16日提交的美国专利申请No.11/600，937 中进一步进行描述的(以前通过参考而被并入)。在一个实现中，该速率选 择为将人类对指示速度变化的引擎噪声的感知降低。可选地或另外，由TR 逻辑102a和/或102b进行的升压或充电的调节可以影响来自于主逆变器41a 和次级逆变器41b的相应目标功率容量信号P和S—影响输出到引擎32的 变量T。
逻辑102a和102b每个还包括输出二进制通风和冷却液泵命令的逻辑 算子104a和104b，以调节操作的热状态。具体而言，算子104a选择性地 输出主通风扇命令PVF和主冷却液泵命令PCP，而算子104b选择性地输出 次级通风扇命令SVF和次级冷却液泵命令SCP。命令PVF和SVF作为输 入提供给二进制OR算子140b，其输出作为PVF和SVF的逻辑"或"函数 的双逆变器通风扇命令VF并且该输出发送到引擎控制器34。将命令PCP 和SCP提供为二进制OR算子140c的输入，其输出为PCP和SCP的逻辑 "或"函数的双逆变器冷却液泵命令CP，并且将所述输出发送到引擎控制 器34。将命令CP和VF提供给适当地调节泵操作的ECM泵控制(ECM PC) 模块34c。
为了维持逆变器41a和41b之间的同步，主逆变器41a计数其产生的由零交叉所描述的每三个AC周期。通过每个三个周期的使用，主逆变器41a 将同步信号传递到次级逆变器41b，以便于其输出波形与主逆变器41a的同 步。在一种形式中，可以将该同步信号视为用信号传送三个AC周期产生的 开始的中断。次级逆变器41b也在其3个AC周期结束时发送同步信号，以 指示它正执行逆变功能。
在其它实施方式中，需要将逆变器41a和41b的启动进行同步，以便 以最小的畸变提供初始的全240V输出。对于该实施方式而言，可执行初始 同步序列以确保两个逆变器41a和41b在彼此的可忽略的延迟内开始逆变 器操作。在一种形式中，该序列包括(a)当主逆变器41a准备开始进行逆 变(即，产生120VAC电压信号)并接着等待从次级逆变器41b接收同步 信号(作为确认)时，主逆变器41a向次级逆变器41b发送同步信号；(b) 当次级逆变器41b准备开始逆变时，次级逆变器41b等待从主逆变器41a 接收同步信号;(c)当次级逆变器41b从主逆变器41a接收第一同步信号时， 次级逆变器41b向主逆变器41a发送同步信号(作为确认)并且在其下一 中断周期中开始迸行逆变；(d)主逆变器41a等待来自于次级逆变器41b 的确认同步信号，在从次级逆变器41b接收到确认同步信号之后开始逆变。 仅在逆变器41a和41b都开始逆变时执行该初始同步。如果主逆变器41a 向次级逆变器41b发送其第一同步信号之后在预定量的时间(在一个实现 中为3秒)内没有得到确认，则主逆变器41a关闭，这又使次级逆变器41b 关闭。 一旦同步最初是成功的，则通过从主逆变器41a到次级逆变器41b 发送周期性信号来维持同步(在一种形式中，如上所述每三个AC周期)。 在执行了成功的初始同步之后，没有接收到预定数量的连续同步信号使没 有接收该同步信号的逆变器41a或41b关闭，这又使另一逆变器41a或41b 关闭。在一个实例中，预定的数量为6。在逆变器41a或41b中的一个关闭 的情况下，而不管原因如何，另一个也关闭，这一点可以通过使用从一个 逆变器41a或41b发送到另一逆变器41a或41b的外部(故障)关闭信号来 实现。在另一变形中，存在公共引擎驱动的、有两个发明人的、对系统28 示出的两个发电机，但只有一个有升压/充电能力。在这种情况下，升压可 包括按需要可发送到任一逆变器的两个隔离的输出。
存在本申请的很多其它实施方式。例如， 一个或多个燃料电池设备、基于电容的存储设备和/或不同形式的可再充电电能存储装置可用作电化学
电池或电池组类型的存储设备70的可选或附加形式。此外， 一个或多个燃 料电池(包括但不限于氢/氧反应物类型)可用于提供来自发电机组30禾口/ 或能量存储设备70的一些或全部功率。引擎32可为汽油、柴油、气体或 混合供燃料的；或以本领域技术人员将获知的不同方式被供以燃料。进一 步地，应认识到，引擎32可以不同于往复式活塞、断续燃烧类型，和/或可 使用客车引擎26来代替引擎32，以给发电机34提供机械功率或补充引擎 32所提供的机械功率。在另一个实施方式中，车辆承载系统28是船舶。在 该实施方式的一个变形中，在有或没有引擎32的情况下，发电机34的旋 转机械功率从推进轴(例如传动轴)提供。可选地或此外，发电机34可按 需要具有不同的类型，其适合于适应不同发电机类型的电路/控制。在又一 些其它实施方式中，可以利用更多或更少的控制器，并且可以或可以不以 主/从关系进行配置。
本申请的其它实施方式包括内燃机引擎；由引擎驱动的第一变速发 电机；由引擎驱动的第二变速发电机；第一逆变器，用于对来自第一变速 发电机的可变电功率进行变换以在第一电输出节点提供第一受控AC电压； 以及，第二逆变器，用于将来自第二变速发电机的可变电功率进行变换以 在第二电输出节点提供第二受控AC电压。第一逆变器和第二逆变器通过公 共电节点电耦合在一起，以在第一输出节点和第二输出节点两端提供大于 第一受控AC电压和第二受控AC电压中的每个的第三受控AC电压。
在另一实施方式中， 一种装置包括包括内燃机引擎的电动客车、拖 车、野营挂车、卡车、公共汽车或船舶；由引擎驱动的第一变速发电机； 由引擎驱动的第二变速发电机；第一逆变器，用于将来自第一变速发电机 的可变电功率进行变换以提供第一受控AC电压；以及，第二逆变器，用于 将来自第二变速发电机的可变电功率进行变换以提供第二受控AC电压。
另一个实施方式包括第一变速发电机；第二变速发电机；连接到第 一变速发电机的第一整流器；连接到第一整流器的第一DC母线、连接到第 一 DC母线的第一逆变器、连接到第二变速发电机的第二整流器、连接到第 二整流器的第二DC母线、连接到第二DC母线的第二逆变器、以及电耦合 到第一DC母线和第二 DC母线中的至少一个的至少一个能量存储设备。另一个实施方式包括使用车辆承载第一变速发电机、第二变速发电 机、耦合到第一发电机的第一逆变器和耦合到第二发电机的第二逆变器； 驱动第一变速发电机和第二变速发电机，并控制第一逆变器和第二逆变器 以提供具有在第一逆变器和第二逆变器中的一个两端的第一受控AC电压 的第一电功率输出、以及具有在第一逆变器和第二逆变器两者两端的第二 受控AC电压的第二电功率输出，第二 AC电压大于第一 AC电压。
另一个实施方式包括使用车辆承载发电系统，该系统包括具有驱 动轴的内燃机引擎、第一变速发电机、第二变速发电机；使用驱动轴旋转 第一发电机和第二发电机，以提供来自系统的具有第一受控AC电压的第一 功率输出和来自系统的在大于第一受控AC电压的第二受控AC电压的第二 功率输出；并且使用另一个引擎推动车辆。
本申请的另一个实施方式包括操作车辆发电系统，其包括变速内
燃机引擎、第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到第一发电机的第一
逆变器和耦合到第二发电机的第二逆变器；使用以第一速度运行的内燃机 引擎来驱动第一发电机和第二发电机，以通过第一逆变器和第二逆变器提 供电功率；确定第一逆变器和第二逆变器之间的电力负载不平衡的程度； 并将内燃机引擎的运行速度控制为电力负载不平衡的函数。
本发明的另一个实施方式包括车辆发电系统，其具有变速内燃机引 擎、第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到第一发电机的第一逆变器 和耦合到第二发电机的第二逆变器。还包括的是用于使用以第一速度运行 的内燃机引擎来驱动第一发电机和第二发电机以通过第一逆变器和第二逆 变器提供电功率的模块，用于确定第一逆变器和第二逆变器之间的电力负 载不平衡的程度的模块，以及，用于将内燃机引擎的运行速度控制为电力 负载不平衡的函数的模块。
另一个实施方式包括操作车辆发电系统，其包括变速内燃机引擎、 第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到第一发电机的第一逆变器和耦 合到第二发电机的第二逆变器；使用以第一速度运行的内燃机引擎来驱动 第一发电机和第二发电机，以通过第一逆变器和第二逆变器提供电力；确 定第一逆变器和第二逆变器的电力负载的变化；并响应于负载变化而调节 内燃机弓I擎以在不同于第一速度的第二速度上运行。
27本申请的另一个实施方式包括车辆发电系统，其具有变速内燃机 引擎、第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到第一发电机的第一逆变 器和耦合到第二发电机的第二逆变器。还包括用于使用以第一速度运行 的内燃机引擎来驱动第一发电机和第二发电机以通过第一逆变器和第二逆 变器提供电力的模块，用于确定第一逆变器和第二逆变器的电力负载的变 化的模块，以及，用于响应于电力负载的变化而调节内燃机引擎以在不同 于第一速度的第二速度上运行的模块。
本文所陈述的任何理论、操作机制、论证或发现旨在进一步增强对本 发明的理解，且不旨在使本发明以任何方式依赖于这些理论、操作机制、 论证或发现。应理解，虽然在上面的描述中对词语"优选的"、"优选地" 或"优选"的使用指示所描述的特征可能是期望的，但是它可以不是必需 的，且将缺少这些特征的实施方式可被设想为在本发明的范围内，该范围 由所附的权利要求限定。在阅读权利要求中，除非在权利要求中明确地指 出相反的情况，当使用诸如"一"、"一个"、"至少一个"、"至少一部分" 的词语时，并不旨在将权利要求仅限制到一个项目。此外，除非明确地指 出相反的情况，当使用语言"至少一部分"和域"一部分"时，项目可包 括一部分和/或整个项目。虽然在附图和前述说明中详细示出和描述了本发 明，相称地，将附图和前述说明作为例证性而不是限制性的，应理解，仅 示出和描述了选定的实施方式，而且在本文或由任何一项所附权利要求所 限定的本发明精神内进行的所有变化、更改和等价物都要求保护。
权利要求
1、一种装置，包括内燃机引擎；由所述引擎驱动的第一变速发电机；由所述引擎驱动的第二变速发电机；第一逆变器，用于对来自于所述第一变速发电机的可变电功率进行变换以在第一电输出节点上提供第一受控AC电压；以及第二逆变器，用于对来自于所述第二变速发电机的可变电功率进行变换以在第二电输出节点上提供第二受控AC电压，所述第一逆变器和所述第二逆变器通过公共电节点电连接在一起，以在所述第一输出节点和所述第二输出节点两端提供大于所述第一受控AC电压和所述第二受控AC电压中的每一个的第三受控AC电压。
2、 如权利要求1所述的装置，还包括 耦合到所述第一逆变器的第一整流器； 耦合到所述第二逆变器的第二整流器；耦合在所述第一整流器和所述第一逆变器之间的第一 DC母线； 耦合在所述第二整流器和所述第二逆变器之间的第二 DC母线；以及 耦合到所述第一 DC母线和所述第二 DC母线的至少一个电能存储设备。
3、 如权利要求l所述的装置，其中，使用车辆来承载所述内燃机引擎、所述第一变速发电机、所述第二变 速发电机、所述第一逆变器和所述第二逆变器。
4、 如权利要求l所述的装置，其中， 所述车辆是电动客车、拖车、野营挂车和船舶中的一个。
5、 如权利要求4所述的装置，还包括为所述车辆提供推进力的另一引擎。
6、 如权利要求l所述的装置，其中，所述第一发电机和所述第二发电机共用公共电枢，所述公共电枢在公 共定子上限定两个隔离的绕组的，每个绕组被构造为提供两个独立的三相 AC输出。
7、 如权利要求1所述的装置，还包括用于控制所述第一逆变器和所述第二逆变器以在所述第一电输出节点 上提供第一功率输出波形和在所述第二电输出节点上提供第二功率输出波 形的模块，所述第一功率输出波形和所述第二功率输出波形的相位差大约 为180度，且所述公共节点对应于中性线。
8、 一种装置，包括电动客车、拖车、野营挂车、卡车、公共汽车或船舶，其包括内燃机引擎；由所述引擎驱动的第一变速发电机； 由所述引擎驱动的第二变速发电机；第一逆变器，用于对来自于所述第一变速发电机的可变电功率进行变 换以提供第一受控AC电压；以及第二逆变器，用于对来自于所述第二变速发电机的可变电功率进行变 换以提供第二受控AC电压。
9、 如权利要求8所述的装置，其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器一起耦合到中性线，以将所述第一 受控AC电压和所述第二受控AC电压进行合并，以提供大于所述第一受控 AC电压和所述第二受控AC电压中的每一个的第三受控AC电压。
10、 如权利要求7所述的装置，还包括用于使用所述第一变速发电机和所述第二变速发电机中的一个或多个给电能存储设备充电的模块，以及，用于使用所述电能存储设备通过所述第一逆变器和所述第二逆变器中 的一个或多个对功率输出进行升压的模块。
11、如权利要求7所述的装置，还包括用于为所述电动客车、拖车、野营挂车或船舶提供推进力的另一个引
12、 如权利要求7所述的装置，其中，所述第一发电机包括第一电枢，所述第二发电机包括第二电枢，所述 第一电枢和所述第二电枢每个都固定到由所述内燃机引擎驱动的公共轴，并被提供为交流发电机绕组的不同的三相AC输出。
13、 一种装置，包括第一变速发电机； 第二变速发电机；连接到所述第一变速发电机的第一整流器、连接到所述第一整流器的 第一 DC母线和连接到所述第一 DC母线的第一逆变器；连接到所述第二变速发电机的第二整流器、连接到所述第二整流器的 第二DC母线和连接到所述第二DC母线的第二逆变器；以及电耦合到所述第一DC母线和所述第二DC母线中的至少一个的至少一个能量存储设备。
14、 如权利要求13所述的装置，还包括车辆，其具有用于推进的第一引擎和用于驱动所述第一发电机和所述 第二发电机的第二引擎。
15、 如权利要求14所述的装置，其中，所述车辆是电动客车、拖车、 野营挂车和船舶中的一个。
16、 如权利要求13所述的装置，其中，所述第一发电机包括第一电枢， 所述第二发电机包括第二电枢，所述第一电枢和所述第二电枢每个都固定 到由所述内燃机弓I擎驱动的公共轴。
17、 如权利要求13所述的装置，还包括用于控制所述第一逆变器和所述第二逆变器以在所述第一电输出节点 上提供第一功率输出波形和在所述第二电输出节点上提供第二功率输出波 形的模块，所述 第一功率输出波形和所述第二功率输出波形的相位差大约 为180度，且所述公共节点对应于中性线。
18、 一种方法，包括利用车辆来承载第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到所述第一发电机的第一逆变器和耦合到所述第二发电机的第二逆变器；驱动所述第一变速发电机和第二变速发电机；以及控制所述第一逆变器和所述第二逆变器以在所述第一逆变器和所述第 二逆变器中的一个的两端上提供具有第一受控AC电压的第一电功率输出 以及在所述第一逆变器和所述第二逆变器两者的两端上提供具有第二受控 AC电压的第二电功率输出，所述第二 AC电压大于所述第一 AC电压。
19、 如权利要求18所述的方法，其包括对来自于电能存储设备的所述第一电功率输出和所述第二电功率输出 中的至少一个进行升压；以及使用所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个给所述电能存储 设备充电。
20、 如权利要求18所述的方法，其中，所述车辆是电动客车、船舶、 拖车和野营挂车中的一个。
21、 如权利要求18所述的方法，其中，所述第二电压大约是所述第一 电压的两倍。
22、 如权利要求18所述的方法，其中，所述第一逆变器和所述第二逆 变器一起与公共中性线相耦合，在所述第一逆变器的第一输出节点上提供 所述第一 AC电压，所述第二逆变器在第二输出节点上提供第三AC电压， 所述第三AC电压和所述第一 AC电压的相位差大约是180度，并且在所述 第一输出节点和所述第二输出节点两端上提供所述第二 AC电压。
23、 如权利要求18所述的方法，其中，所述驱动步骤包括从第一引擎 向所述第一发电机和第二发电机两者提供功率，并且还包括使用第二引擎 来推动所述车辆。
24、 如权利要求18所述的方法，其中，所述驱动步骤包括使用变速 内燃机引擎为所述第一发电机和第二发电机两者提供机械功率，并且所述 控制步骤包括计算所述第一逆变器和所述第二逆变器之间的负载不平衡 以及通过调节所述引擎的速度来响应电力负载变化。
25、 一种方法，包括利用车辆来承载发电系统，所述系统包括具有驱动轴的内燃机引擎、第一变速发电机和第二变速发电机；使用所述驱动轴来驱动所述第一发电机和所述第二发电机，以从所述系统提供第一受控AC电压的第一功率输出和从所述系统提供大于所述第 一受控AC电压的第二受控AC电压的第二功率输出；以及使用另 一个引擎来推动所述车辆。
26、 一种方法，包括操作车辆发电系统，所述发电系统包括变速内燃机引擎、第一变速发电机、第二变速发电机、耦合到所述第一发电机的第一逆变器和耦合到所述第二发电机的第二逆变器；使用以第一速度运行的所述内燃机引擎来驱动所述第一发电机和所述第二发电机，以通过所述第一逆变器和所述第二逆变器提供电功率；确定所述第一逆变器和所述第二逆变器之间的电力负载不平衡的程度；以及将所述内燃机引擎的运行速度控制为所述电力负载不平衡的程度的函数。
27、 如权利要求26所述的方法，其包括响应于所述第一逆变器和所述第二逆变器的电力负载的变化而改变所 述内燃机弓I擎的所述运行速度。
28、 如权利要求26所述的方法，其中，第一 DC母线耦合在所述第一 发电机和所述第一逆变器之间，第二 DC母线耦合在所述第二发电机和所述 第二逆变器之间。
29、 如权利要求28所述的方法，其包括从耦合到所述第一 DC母线和所述第二 DC母线中的至少一个的电能存 储设备向所述第一逆变器和所述第二逆变器中的至少一个提供电功率；以 及使用所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个给所述电能存储 设备充电。
30、 如权利要求29所述的方法，其中，在包括第一控制器的第一组件 中提供所述第一逆变器和第一 DC母线，在包括第二控制器的第二组件中提 供所述第二逆变器和所述第二DC母线，并且控制所述运行速度包括使用 主/从关系的所述第一控制器和第二控制器来控制所述引擎对电力负载瞬态 的响应。
31、 如权利要求26所述的方法，其包括在船舶、电动客车、拖车、卡车、公共汽车和野营挂车中的一个中承 载所述车辆发电系统。
32、 如权利要求26所述的方法，其包括使用另 一个引擎来推动承载所述车辆发电系统的车辆。
33、 一种方法，包括操作车辆发电系统，所述车辆发电系统包括变速内燃机引擎、第一 变速发电机、第二变速发电机、耦合到所述第一发电机的第一逆变器和耦 合到所述第二发电机的第二逆变器；使用以第一速度运行的所述内燃机引擎来驱动所述第一发电机和所述第二发电机，以通过所述第一逆变器和所述第二逆变器来提供电力； 确定所述第一逆变器和所述第二逆变器的电力负载的变化；以及 响应于所述电力负载的变化而调节所述内燃机引擎，使所述内燃机引擎以不同于所述第一速度的第二速度运行。
34、 如权利要求33所述的方法，其包括计算所述第一逆变器和所述第二逆变器之间的电力负载不平衡的程度。
35、 如权利要求33所述的方法，其中，第一 DC母线耦合在所述第一 发电机和所述第一逆变器之间，第二 DC母线耦合在所述第二发电机和所述 第二逆变器之间。
36、 如权利要求35所述的方法，其包括从耦合到所述第一 DC母线和所述第二 DC母线中的至少一个的电能存 储设备向所述第一逆变器和所述第二逆变器中的至少一个提供电功率；以及 —使用所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个给所述电能存储设备充电。
37、 如权利要求36所述的方法，其中，在包括第一控制器的第一组件 中提供所述第一逆变器和第一 DC母线,在包括第二控制器的第二组件中提供所述第二逆变器和第二DC母线，并且确定所述电力负载的变化包括使 用主/从关系的所述第一控制器和第二控制器来控制所述引擎对电力负载瞬 态的响应。
38、 如权利要求33所述的方法，其包括在船舶、电动客车、拖车、卡车、公共汽车和野营挂车中的一个中承 载所述车辆发电系统。
39、 如权利要求33所述的方法，其包括使用另 一个引擎来推动承载所述车辆发电系统的车辆。
40、 一种装置，包括车辆发电系统，其包括 变速内燃机引擎；由所述引擎驱动的第一变速发电机； 由所述引擎驱动的第二变速发电机；第一逆变器，用于从所述第一发电机接收电功率并提供第一受控电力 输出；第二逆变器，用于从所述第二发电机接收电功率并提供第二受控电力 输出；控制器，其耦合到所述引擎，所述控制器响应于所述第一逆变器和所 述第二逆变器的电力负载的变化以及所述第一逆变器和所述第二逆变器之 间的电力负载不平衡的程度，来提供引擎控制信号；以及所述引擎响应于所述控制信号来改变旋转运行速度，从而针对电力负 载的所述变化和电力负载不平衡的程度进行调节。
41、 如权利要求40所述的装置，还包括安装有所述车辆发电系统的车辆和用于推动所述车辆的另一个引擎。
42、 如权利要求40所述的装置，其中，所述引擎包括轴，所述第一发 电机包括固定到所述轴的第一转子，所述第二发电机包括固定到所述轴的第二转子。
43、 如权利要求40所述的装置，还包括连接在所述第一发电机和所述第一逆变器之间的第一 DC母线、连接在 所述第二发电机和所述第二逆变器之间的第二 DC母线、以及耦合到所述第 一 DC母线和所述第二 DC母线中的至少一个的电能存储设备。
44、 如权利要求43所述的装置，其中，所述第一逆变器和所述第一 DC母线包括在第一组件中，所述第二逆变器和所述第二 DC母线包括在第 二组件中，并且所述控制器包括在所述第一组件和所述第二组件中的至少 一个中。
45、 如权利要求18所述的装置，还包括用于使用主/从关系的所述第一组件和所述第二组件来控制引擎对功率 瞬态的响应的模块。
46、 如权利要求18所述的装置，还包括 用于使用所述电能存储设备对功率输出进行升压的模块，以及， 用于给所述电能存储设备充电的模块。
全文摘要
一种装置包括车辆发电系统，该车辆发电系统包括变速内燃机引擎、由引擎驱动的第一变速发电机、由引擎驱动的第二变速发电机、用于从第一发电机接收电功率以提供第一受控电力输出的第一逆变器、用于从第二发电机接收电功率以提供第二受控电力输出的第二逆变器、以及耦合到引擎的控制器。控制器响应于第一逆变器和第二逆变器的电力负载的变化以及第一逆变器和第二逆变器之间的电力负载不平衡的程度，以提供一个或多个引擎控制信号。引擎响应于所述一个或多个引擎控制信号来改变旋转运行速度以针对电力负载的变化和电力负载不平衡的程度进行调节。
文档编号H02P27/04GK101636901SQ200780049922
公开日2010年1月27日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者M·E·彼得森, S·G·法塔勒, S·库宁 申请人:康明斯发电Ip公司