转换开关的制作方法

转换开关的制作方法
【专利摘要】转换开关（104)将从第一电源转换为从第二电源向电负载（106)提供电力。转换开关（104)包括线圈排列，线圈排列对构件的移动进行控制以打开或关闭第一或第二电源的接触器。线圈排列可在两个电压电平下使用。
【专利说明】转换开关

【背景技术】
[0001] 本发明一般涉及电力系统，更具体地但并不排他地，涉及不同电源之间的转换。
[0002] 从例如公用设施的电网向商用和住宅用建筑物内的各种负载提供电力。在一些情 况下，如果来自设施的电力中断，可提供备用发电机或另一个公用设施向负载供电。转换开 关通常会检测来自电网的电力中断并启动发电机。为了向负载送电，转换开关会从电网切 换到发电机。
[0003] 不同国家的电网的工作电压可能会有所不同。对于每个不同的工作电压，转换开 关必须重新配置以适应特定的工作电压。对转换开关的部件的重新配置费时且昂贵。实际 上，持续地存在对该【技术领域】做出进一步贡献的要求。因此，仍存在对该【技术领域】做出进一 步贡献的需求。


【发明内容】

[0004] 本发明的一个实施方式是一个独特的转换开关。其他实施方式包括用于转换开关 的装置、系统、设备、硬件、方法、及组合。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。

【专利附图】

【附图说明】
[0005] 此处的描述参照附图，在多个图中，类似的附图标号指代类似的零件，附图中：
[0006] 图1是电力系统100的示意图。
[0007] 图2是转换开关104的示意图。
[0008] 图3是控制器120的示意图。
[0009] 图4是线圈162和164的一个实施方式的说明图。
[0010] 图5是线圈172和174的另一个实施方式的说明图。
[0011] 图6是线圈172和174的另一个实施方式的说明图。
[0012] 图7是技术300的示意流程图。

【具体实施方式】
[0013] 出于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，且使用特 定的语言来描述这些实施方式。然而应理解，并不旨在由此来限制本发明的范围。设想本 发明所涉及的领域中的技术人员正常地可以获知在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进一步的应用。
[0014] 图1是电力系统100的示意图。电力系统100包括电网102,例如公用设施。电 力系统100还包括转换开关104,转换开关104与电网102电耦合且从电网102接收电力。 转换开关104电f禹合于一个或更多的负载106以向负载106供电。转换开关104通常位于 或靠近建筑物、交通工具、或其他负载106所在的位置。
[0015] 电力系统100进一步包括另一个电源107,例如发电机组108,该另一电源107电 耦合于转换开关104以向负载106提供备用电力。可以预见的是，其他的电源107可以是 来自公用设施的电网。发电机组108包括由内燃机112驱动的发电机110。发电机110可 以是任意类型的发电机，包括但不限于交流发电机，例如交流永磁发电机。内燃机112可以 是任意类型的发动机，包括：柴油、汽油、天然气、燃气轮机、微型燃气轮机、或任意其他类型 的发动机或动力装置。可以预见的是，可使用其他发电系统与电网102和/或发电机组108 进行组合或取而代之，例如来自太阳能、地热能、风能、和/或潮汐能的动力。此外，可以预 见的是，可使用其他类型的能源，例如风能或潮汐能，与发动机112进行组合或取而代之， 以驱动发电机110。
[0016] 图2是转换开关104的示意图。尽管在图2中示出了盒内的开关104的多个部 件，但是可以预见的是，部件可以组合或与所示出的不同地进行设置，因此图2中示出的特 殊配置不被认为是一种限定。电网102经由常闭接触器114向转换开关104提供三相交流 电（示出为L1、L2、L3)。当发电机组108工作时，发电机组108经由常开接触器116向转换 开关104提供三相交流电（示出为LI、L2、L3)。在其他实施方式中，电网102和/或发电 机组108提供的电力是直流电。图2示出了电网102和发电机组108提供了中性线N。然 而，也可以预见其他配置，例如，不由接触器114、116来转换中性线N，或者在转换开关104 处提供中性线N。转换开关104包括输出117以向负载106供电。
[0017] 转换开关104包括用于处理信号的电路118,例如来自电网102和/或发电机组 108的一根或更多的线LI、L2、L3,或者来自和离开控制器120的信号。例如，电路118可以 为转换开关104的不同功能和/或信号处理提供逻辑。电路118可以是单独的部件，或者 可操作地耦合的部件集合，而且可以由数字电路、模拟电路、或这些类型电路的混合组合而 构成。
[0018] 控制器120对来自电网102的电力的中断进行监控。如果发生中断，控制器120 传输一个信号122来使用电池126启动的发电机组108。在一方面，发动机112包括由电池 126提供动力的启动器125以启动发动机。控制器120可以发送信号124以对电池126充 电。电池充电器128可电耦合于电网102的一根或更多根的线1^1、1^2、1^3、1被整流以向控 制器120所控制的电池126供电。
[0019] 在电路118执行其功能之后，信号经过一个或更多的整流器130、132、及134以将 交流电压变换为直流电压。然后来自整流器130、132、134的直流电压被提供到一个或更多 的电磁设备136、138、及140。电磁设备136、138、140中的每一个都响应于预定的交流电源 电压变化。
[0020] 电磁设备136可以是跳脱螺线管或本领域技术人员已知的任意其他合适的电磁 设备。电磁设备136包括线圈142和线圈144。选择器146与线圈142和线圈144都电耦 合。选择器146允许对用于转换开关104的工作电压进行选择。选择器146可以是任意类 型的允许选择工作电压的选择器，例如开关、线圈142和144的直接布线、接线板、跳线、电 开关、或自动电压检测和选择电路。
[0021] 在本申请的一个方面，选择器146可以是开关145,开关145包括电耦合于（未示 出）接触器114的输入极147,以接收代表来自电网102的电力的输入。可以预见的是，输 入极147也可以电耦合于接触器116以接收代表来自电源107,例如发电机组108,的电力 的输入。选择器146可进一步包括电稱合于（未不出）一个或更多的线圈142、150、156的 输出149,从而如果开关145处于使输入极147电连接于输出149的第一状态的话，为一个 或更多的线圈142、150、156提供工作电压。此外，选择器146可包括电稱合于（未不出） 一个或更多的线圈144、152、158的输出141，从而如果开关145处于使输入极147电连接于 输出141的第二状态的话，为一个或更多的线圈144、152、158提供工作电压。
[0022] 此外，可以预见的是，可以是一个选择器146连接于电磁设备136、138、140中的每 一个，或者使用三个选择器，从而电磁设备136、138、140中的每一个都包括各自对应的选 择器。
[0023] 如果选择一个交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈142的工作电压，如果选 择一个不同的交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈144的工作电压。如下所述，线圈 142和144可以是一个中心抽头式的线圈，也可以是串联或并联的两个线圈。提供可移动接 触器促动构件148,从而开关145响应于线圈142和/或线圈144所导致的磁场的变化以断 开电路，即打开常闭接触器114。在一个实施方式中，电磁设备136包括螺线管149,其中可 移动接触器促动构件148是螺线管149的电枢151，线圈142和线圈144是螺线管绕组，构 造成为当由第一交流电源电压电平和第二交流电源电压电平分别供电时产生近似磁场。
[0024] 电磁设备138可以是选择螺线管或本领域技术人员已知的任意其他合适的电磁 设备。电磁设备138包括线圈150和线圈152。选择器146与线圈150和线圈152都电耦 合。如果选择一个交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈150的工作电压，如果选择一 个不同的交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈152的工作电压。如下所述，线圈150 和152可以是一个中心抽头式的线圈，也可以是串联或并联的两个线圈。提供可移动接触 器促动构件154,从而开关145响应于线圈150和/或线圈152所导致的磁场的变化，以选择 一个或更多的发电机组108来启动和/或启动与控制器120相连的发电机组108。在一个 实施方式中，电磁设备138包括螺线管155,其中可移动接触器促动构件154是螺线管155 的电枢157,线圈150和线圈152是螺线管线圈，构造成为当由第一交流电源电压电平和第 二交流电源电压电平分别供电时产生近似磁场。
[0025] 电磁设备140可以是闭合螺线管或本领域技术人员已知的任意其他合适的电磁 设备。电磁设备140包括线圈156和线圈158。选择器146与线圈156和线圈158都电耦 合。如果选择一个交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈156的工作电压，如果选择一 个不同的交流电压电平，则选择器146提供穿过线圈158的工作电压。如下所述，线圈156 和158可以是一个中心抽头式的线圈，也可以是串联或并联的两个线圈。提供可移动构件 160,从而开关145响应于线圈156和/或线圈158所导致的磁场的变化以闭合电路，即关 闭常开接触器116。在一个实施方式中，电磁设备140包括螺线管161，其中可移动接触器 促动构件160是螺线管161的电枢163,线圈156和线圈158是螺线管线圈，构造成为当由 第一交流电源电压电平和第二交流电源电压电平分别供电时产生近似磁场。
[0026] 图3是控制器120的示意图。控制器120包括：处理设备202、输入/输出端口 204、存储器206、及运行逻辑208。此外，控制器120与一个或更多的外部设备通信。输入/ 输出端口 204可以是允许控制器120与外部设备通信的任意类型的端口。例如，输入/输 出端口 204可以由硬件、软件、和/或固件组成。
[0027] 外部设备可以是允许信号从控制器120输入或输出的任意类型的设备。例如，夕卜 部设备可以是：另一个控制器、电路118、来自线LI、L2、L3的电源、电池126、整流器130、 132、134、电磁设备136、138、140、选择器146、电池充电器128、发电机组108、计算机、打印 机、显示器、警报器、照明指示器、键盘、鼠标、和/或触摸屏。可进一步预见的是，控制器120 可与多于一个的外部设备进行通信。
[0028] 处理设备202可以是可编程型的、专用的、硬连线状态机、或者以上这些的组合， 而且可进一步包括：多个处理器、算术逻辑单元（ALU)、中央处理单元（CPU)等等。对于带有 多个处理单元的处理设备202的形式，可以酌情应用分布式、管线式、和/或并行处理。处 理设备202可专用于只执行在此所述的操作，或者也可应用于一个或更多的额外应用。在 所记载的形式中，处理设备202是按照由存储于存储器206的编程指令（例如软件或固件） 限定的运行逻辑208执行算法和处理数据的可编程类设备。作为替代或者附加地，用于处 理设备202的运行逻辑208至少部分由硬接线逻辑或其他硬件所限定。处理设备202可以 由适合处理从输入/输出端口 204或其他地方接收的信号且提供想要的输出信号的一个或 更多的任意类型部件构成。这种部件可包括：数字电路、模拟电路、或它们的组合。
[0029] 存储器206可以是一种类型或更多种类型的存储器，例如固态类存储器、电磁类 存储器、光存储器、或这些形式的存储器的组合。此外，存储器206可以是易失性的、非易 失性的、或者这些类型的组合，而且一些或全部的存储器206可以是便携式存储器，例如磁 盘、磁带、记忆棒、录音带盒等等。此外，存储器206可存储由处理设备202的运行逻辑208 所操作的数据，例如代表从输入/输出设备204接收或发送的信号，除此之外或作为对限定 了运行逻辑208的编程指令进行存储的替代，只为指出一个例子。如图3所示，存储器206 可包括于处理设备202和/或耦合于处理设备202。
[0030] 图4示出了线圈162和164的一个实施方式。线圈162是线圈164的子集，具有 一个位于端子168、170之间的端子166。当转换开关104的工作电压相对较低时，例如是 交流110伏时，选择器146会选择线圈162。相反的，当转换开关104的工作电压相对较高 时，例如是交流220伏时，选择器146会选择线圈164。作为一个例子，线圈162可用于线圈 142、150、156，线圈164可用于线圈144、152、158。线圈162、164内的圈数和端子166的位 置基于转换开关104的工作电压而改变。此外，可以预见的是，可以使用多于一个端子166， 从而应用多于两个的电压。可以进一步预见的是，线圈164包括多匝，线圈162是线圈164 的一部分，由线圈164的匝的一个子集所限定。在本申请的一个方面，当选择器146分别选 择第一交流电源电压电平或第二交流电源电压电平时，不管线圈162还是线圈164都不包 括在另一个线圈的电路中。
[0031] 图5和图6分别示出了一个实施方式，在实施方式中两个线圈172和174可串联或 并联。此外，端子175和177可用于施加穿过线圈的电流。在图5中，线圈172和线圈174 是由导体176串联连接的两个分开的线圈。当转换开关104的工作电压相对较高时，例如是 交流220伏时，如图5所示，选择器146会使线圈172和174串联。当转换开关104的工作 电压相对较低时，例如是交流110伏时，如图6所示，选择器146会使线圈172和174并联。 线圈172、174内的圈数和导体176的位置基于转换开关104的工作电压而改变。此外，可 以预见的是，可以将多于两个线圈配置为串联或并联，从而应用多于两个的电压。
[0032] 图7是示意流程图300,用于对提供给电负载的电力进行从一个电源向另一个电 源的转换。可以理解的是，所示出的操作仅仅是一个示例，操作可以组合或分解，可以添加 或移除，可以全部或者一部分更换顺序，除非明确表示相反的情况。在操作302中，使用选 择器146选择工作电压。根据是否是一个线圈或两个分开的线圈且基于电压电平，使用在 图4-6中示出的一种配置。电压电平可以通过硬件或软件的组合自动选择，或者使用机械 开关、线圈142U44的直接重接线、接线板、跳线、电气开关、或自动电压检测和选择电路来 设置。
[0033] 在操作304中，转换开关104从第一电源，例如电网102,向负载106供电。在操作 306中，转换开关104对来自第一电源的电力是否中断进行监控。如果没有中断，继续从电 网102通过转换开关104向负载106供电。如果发生中断，该技术前进至下一个操作308。
[0034] 在操作308,电磁设备136打开常闭接触器114。电磁设备138选择和/或启动与 控制器120相连的发电机组108。可以在常闭接触器114打开之前、同时、或者之后启动发 电机组108。在操作310中，电磁设备140关闭常开接触器116,以从第二电源，例如发电机 组108,向负载106供电。电路118和/或控制器120可以控制发电机110对负载的电连接 的时间设置，以允许发动机112达到想要的速度。
[0035] 尽管上述记载一般涉及用于转换开关104的操作的先断后合的方案，也可以预见 其他可操作的方案，例如先合后断的方案，其中在常闭接触器114打开之前就闭合常开接 触器116,从而在电网102从电路断开连接之前，发电机组108就向负载106供电。在某些 应用，例如医院，可能会想要先合后断的方案。
[0036] 此外，本申请，包括转换开关104,可以在电力从一个电源切换到另一个电源的任 何时候被使用，受限于涉及电力中断的情况或应急电源情况。
[0037] 本申请的一个方面包括一种装置，该装置包括：用于将从第一电源转换为从第二 电源向电负载提供交流电力的转换开关，该转换开关包括：输出，该输出向负载提供交流电 力；第一接触器，该第一接触器选择性地从第一电源向负载提供交流电力；第二接触器，该 第二接触器选择性地从第二电源向负载提供交流电力；电磁接触器促动排列，该排列响应 于来自第一电源的预定的电力变化，以改变第一接触器和第二接触器中的一个或更多的状 态，该排列包括：第一电线圈；第二电线圈；选择器，该选择器电耦合于第一电线圈和第二 电线圈，如果第一交流电源电压电平被选择就提供穿过第一线圈的工作电压，如果第二交 流电源电压电平被选择就提供穿过第二线圈的工作电压；以及可移动接触器促动构件，该 构件响应于磁场变化来闭合或断开接触器形成的电路，如果以第一交流电源电压电平向负 载提供交流电力，则第一线圈产生磁场变化，如果以第二交流电源电压电平向负载提供交 流电力，则第二线圈产生磁场变化。
[0038] 该方面的可选特征可包括：第二线圈包括多匝，第一线圈是第二线圈的一部分且 由第二线圈的匝的一个子集所限定；第一线圈包括第一数量的匝，第二线圈包括与第一数 量的匝数量不同的第二数量的匝，当选择器选择第一交流电源电压电平或第二交流电源电 压电平时，不管第一线圈还是第二线圈都不包括在另一个线圈的电路中；接触器促动排列 包括螺线管，可移动接触器促动构件是螺线管的电枢，第一线圈和第二线圈是螺线管绕组， 所述螺线管绕组构造成为当由第一交流电源电压电平和第二交流电源电压电平分别供电 时产生近似磁场；选择器包括电开关，该电开关包括：电稱合于第一接触器的输入极，以接 收代表来自第一电源的电力的输入；电耦合于第一线圈的第一输出，从而如果开关处于使 输入极电连接于第一输出的第一状态的话，为第一线圈提供工作电压；以及电耦合于第二 线圈的第二输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第二输出的第二状态的话，为第二 线圈提供工作电压；转换开关包括电耦合于接触器促动排列的整流器电路；公用设施电网 输入到第一接触器，该电网作为第一电源；由内燃机驱动的发电机作为第二电源，发动机包 括由电池供电的启动器；转换开关包括用于维持电池的充电的电池充电电路，转换开关构 造成为对交流电力的三相形式进行转换，转换开关进一步包括：用于如果从电网向发电机 的负载的转换开始，就引导发动机启动的单元；用于在负载和发电机电接触之前，断开负载 和电网的电连接的单元；对发电机与负载的电连接进行时间设置以允许发动机达到想要的 速度的单元，第一交流电源电压电平对应于交流110伏，第二交流电源电压电平对应于交 流220伏；接触器促动排列包括：构造成为改变第一接触器的状态的第一电磁促动器，该第 一电磁促动器包括可移动接触器促动构件、以及第一线圈和第二线圈；构造成为改变第二 接触器的状态的第二电磁促动器，该第二电磁促动器包括第三线圈和第四线圈以及磁响应 于第三线圈和第四线圈的另一个可移动促动构件，如果选择第一交流电源电压电平，选择 器被电连接以提供穿过第三线圈的第一交流电源电压电平，如果选择第二交流电源电压电 平，则为第四线圈提供第二交流电源电压电平；转换开关包括第三接触器，促动排列包括构 造成为改变第三接触器的状态的第三电磁促动器，该第三电磁促动器包括第五线圈和第六 线圈以及磁响应于第五线圈和第六线圈的另一个可移动促动构件，如果选择第一交流电源 电压电平，选择器被电连接以提供穿过第五线圈的第一交流电源电压电平，如果选择第二 交流电源电压电平，则为第六线圈提供第二交流电源电压电平。
[0039] 本申请的另一个方面包括一种装置，该装置包括：用于将从第一电源转换为从第 二电源向电负载提供交流电力的转换开关，该转换开关包括：选择器，该选择器在第一交流 电源电压和第二交流电源电压之间进行选择；以及电磁促动器，该电磁促动器响应于电压 降以闭合或断开通过转换开关向负载提供交流电力的电路，该电磁促动器包括：响应于流 过的电流提供磁场的线圈排列，该线圈排列电耦合于选择器，从而如果第一交流电源电压 被选择就提供穿过线圈排列的第一数量的匝的工作电压，如果第二交流电源电压被选择就 提供穿过线圈排列的第二数量的匝的工作电压，第一数量的匝不同于第二数量的匝；促动 构件，该促动构件响应于电压降所引起的磁场内的变化，以改变转换开关的位置且相应地 改变状态。
[0040] 该方面的可选特征可包括：线圈排列包括具有第一端子和第二端子的线圈，该线 圈限定了在第一端子和第二端子之间的第一数量的匝，该线圈包括在第一端子和第二端子 之间的第三端子，该线圈限定了在第三端子和第二端子之间的第二数量的匝，第二数量的 匝少于第一数量的匝，第一数量的匝包括了第二数量的匝；线圈排列包括第一线圈和独立 于该第一线圈的第二线圈，第一线圈限定了第一数量的匝，第二线圈限定了第二数量的匝， 第一数量的匝没有包括在第二数量的匝之内；转换开关包括接触器、线圈排列、以及限定了 螺线管设备的电磁促动器的促动构件，螺线管设备构造成为改变接触器的状态且相应地闭 合或断开电路以改变转换开关的状态；选择器包括电开关，该电开关包括：电耦合于第一 接触器的输入极，以接收代表来自第一电源的电力的输入；电耦合于第一线圈的第一输出， 从而如果开关处于使输入极电连接于第一输出的第一状态的话，则为第一线圈提供工作电 压；以及电耦合于第二线圈的第二输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第二输出的 第二状态的话，则为第二线圈提供工作电压；转换开关包括：对提供给线圈排列的电流进 行整流的单元；可操作为电连接于公用电力设施的第一输入接口，电网作为第一电源；可 操作为将转换开关电连接于备用电源的第二输入接口；连接于第二输入接口的发电机；对 发电机进行驱动的内燃机；转换开关包括两个或更多的其他的电磁促动器，其他促动器中 的第一个包括第三线圈和第四线圈，第一个其他促动构件磁响应于第三线圈和第四线圈； 其他促动器中的第二个包括第五线圈和第六线圈，第二个其他促动构件磁响应于第五线圈 和第六线圈；如果选择第一交流电源电压，选择器被电连接以提供穿过第三线圈和第五线 圈的第一交流电源电压，如果选择第二交流电源电压，则为第四线圈和第六线圈提供第二 交流电源电压。
[0041] 本申请的一个方面包括一种装置，该装置包括：用于将从第一电源转换为从第二 电源向电负载提供交流电力且能够在两个或更多的不同的电压电平下操作的转换开关，该 转换开关包括：输出，该输出向负载提供交流电力；第一交流电力输入，该第一交流电力输 入从第一电源向负载提供交流电力；第二交流电力输入，该第二交流电力输入从第二电源 向负载提供交流电力；电磁切换排列，该电磁切换排列响应于交流电力的电压变化，来闭合 或断开在输出和第一输入与第二输入中的至少一个之间的电气通路，该排列包括：促动构 件，该促动构件构造成为响应于预定的磁场内的变化进行移动且相应地闭合或断开电气通 路；第一电线圈，该第一电线圈构造成为如果交流电力响应于电压电平中的第一个就产生 预定的磁场；以及第二电线圈，该第二电线圈构造成为如果交流电力响应于电压电平中的 第二个就产生预定的磁场。
[0042] 该方面的可选特征可包括：第二线圈是第一线圈的一部分；在不同的电压电平之 间进行选择的选择器，该选择器电耦合于第一线圈和第二线圈，如果选择第一交流电源电 压电平，则提供穿过第一线圈的工作电压，如果选择第二交流电源电压电平，则提供穿过第 二线圈的工作电压；第一线圈和第二线圈相互独立，当电压电平中的第一个或第二个被选 择时，不管是第一线圈还是第二线圈都不被包括在另一个的电路之内；选择器包括电开关， 该电开关包括：电稱合于第一输入的输入极，以接收代表来自第一电源的电力的开关输入； 电耦合于第一线圈的第一开关输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第一开关输出的 第一状态的话，为第一线圈提供工作电压；以及电耦合于第二线圈的第二开关输出，从而如 果开关处于使输入极电连接于第二开关输出的第二状态的话，为第二线圈提供工作电压； 转换开关包括整流电路，电平中的第一个对应于交流110伏，电平中的第二个对应于交流 220伏；公用电网，该公用电网连接于第一输入，电网作为第一电源；连接于第二输入接口 的发电机；对发电机进行驱动的内燃机；转换开关包括：至少一个其他的电磁促动器，包括 第三线圈和第四线圈，以及一个磁响应于第三线圈和第四线圈的其他促动构件；以及在不 同的电压电平之间进行选择的选择器，当选择电压电平中的第一个时，选择器被电耦合以 提供穿过第一线圈和第三线圈的工作电压电平，而当选择电压电平中的第二个时，选择器 被电耦合以提供穿过第二线圈和第四线圈的工作电压电平。
[0043] 本申请的另一个方面包括一种方法，该方法包括以下步骤：提供转换开关以将从 第一交流电源转换为从第二交流电源向电负载提供交流电力，转换开关包括带有线圈排列 的开关促动器，线圈排列包括第一线圈、第二线圈、及促动构件，第一线圈和第二线圈被定 位成在促动构件内感应预定的磁场；为交流电力确定电压电平；如果电压电平对应于第一 电平，则通过第一线圈对开关促动构件的移动进行控制，如果电压电平对应于不同于第一 电平的第二电平，则通过第二线圈对开关促动构件的移动进行控制；以及响应于促动构件 的位置的变化，对负载和第一电源及第二电源中的至少一个之间的电路的电闭路和电开路 状态进行改变。
[0044] 该方面的可选特征包括：对提供给第一线圈和第二线圈的电流进行整流；从作为 第一电源的公用设施电网提供交流电力；响应于缺乏来自电网的电力而从第一电源切换到 第二电源；从第一电源切换之后，从作为第二电源的备用发电机提供交流电力；启动内燃 机为从第一电源切换做准备；驱动带发动机的发电机作为第二电源；由发动机驱动发电机 产生交流电力；第二线圈是第一线圈的一部分；第一线圈和第二线圈相互独立，不管是第 一线圈还是第二线圈都不被包括在另一个的电路支路之内；线圈排列包括带有第一端子、 第二端子、及第三端子的绕组；在第一端子和第二端子之间限定第一线圈，在第一端子和第 三端子之间限定第二线圈；如果电压电平对应于第一电平，则通过第三线圈对又一个开关 促动构件的移动进行控制，如果电压电平对应于不同于第一电平的第二电平，则通过第四 线圈对该又一个开关促动构件的移动进行控制；响应于该又一个促动构件的位置变化，对 负载和第一电源及第二电源中的至少一个之间的电路的电闭路和电开路状态进行改变；提 供带有两个或更多的其他开关促动器的转换开关，其他开关促动器中的第一个包括第三线 圈、第四线圈和该又一促动构件，其他开关促动器中的第二个包括第五线圈、第六线圈、及 磁响应于第五线圈和第六线圈的一个其他促动构件；提供带有受开关促动器影响的第一接 触器和受其他开关促动器中的至少一个的影响的第二接触器的转换开关；如果电压电平对 应于第一电平，则通过第五线圈对一个其他开关促动构件的移动进行控制，如果电压电平 对应于不同于第一电平的第二电平，则通过第六线圈对一个其他开关促动构件的移动进行 控制；响应于其他促动构件的位置的变化，对负载和第一电源及第二电源中的至少一个之 间的电路的电闭路和电开路状态进行改变；第一电平对应于交流110伏，第二电平对应于 交流220伏。
[0045] 在说明书的上述部分和附图详细示出和描述的发明应被认为是示例性的，而不是 对特征的限制，可以理解的是，虽然只示出和描述了某些示意性的实施方式，但是在本发明 的精神之内的所有改变和改动也被要求保护。可以理解的是，在说明书中"优选"那样的用 词如上所述表明了所描述的特征是更为优选的，然而并不是必须的，缺少该特征的实施方 式仍然被视为在本发明的范围之内，该范围由所附的权利要求所限定。在阅读权利要求时， 除非在权利要求中特别指出是相反的情况，否则例如"一个"、"至少一个"、或"至少一部分" 那样的用词并不是意味着要将权利要求限定为只有一个部件。除非特别指出是相反的情 况，否则"至少一部分"和/或"一部分"那样的用语意味着部件可包括一部分和/或整个 部件。
【权利要求】
1. 一种装置，其特征在于，包括： 用于将从第一电源转换为从第二电源向电负载提供交流电力的转换开关， 该转换开关包括： 输出，该输出向负载提供交流电力； 第一接触器，该第一接触器选择性地从第一电源向负载提供交流电力； 第二接触器，该第二接触器选择性地从第二电源向负载提供交流电力； 电磁接触器促动排列，该电磁接触器促动排列响应于来自第一电源的预定的电力变 化，以改变第一接触器和第二接触器中的一个或更多的状态， 该排列包括： 第一电线圈； 第二电线圈； 选择器，该选择器电耦合于第一电线圈和第二电线圈，如果第一交流电源电压电平被 选择就提供穿过第一线圈的工作电压，如果第二交流电源电压电平被选择就提供穿过第二 线圈的工作电压；以及 可移动接触器促动构件，该可移动接触器促动构件响应于磁场变化来闭合或断开接触 器形成的电路，如果以第一交流电源电压电平向负载提供交流电力，则第一线圈产生磁场 变化，如果以第二交流电源电压电平向负载提供交流电力，则第二线圈产生磁场变化。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 第二线圈包括多匝，第一线圈是第二线圈的一部分且由第二线圈的匝的一个子集所限 定。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 第一线圈包括第一数量的匝，第二线圈包括与第一数量的匝数量不同的第二数量的 匝，当选择器选择第一交流电源电压电平或第二交流电源电压电平时，不管第一线圈还是 第二线圈都不包括在另一个线圈的电路中。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于， 接触器促动排列包括螺线管，所述可移动接触器促动构件是螺线管的电枢，第一线圈 和第二线圈是螺线管绕组，所述螺线管绕组构造成为当由第一交流电源电压电平和第二交 流电源电压电平分别供电时产生近似磁场。
5. 根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其特征在于， 选择器包括电开关，该电开关包括： 电奉禹合于第一接触器的输入极，以接收代表来自第一电源的电力的输入； 电耦合于第一线圈的第一输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第一输出的第一 状态的话，为第一线圈提供工作电压；以及 电耦合于第二线圈的第二输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第二输出的第二 状态的话，为第二线圈提供工作电压。
6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的装置，其特征在于， 转换开关包括电耦合于接触器促动排列的整流器电路。
7. 根据权利要求1-6中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括： 公用设施电网，该公用设施电网输入到第一接触器，该电网作为第一电源； 发电机，该发电机由内燃机驱动且作为第二电源，发动机包括由电池供电的启动器； 转换开关包括用于维持电池的充电的电池充电电路，转换开关构造成为对交流电力的 三相形式进行转换， 转换开关进一步包括： 用于如果从电网向发电机的负载的转换开始，就引导发动机启动的单元； 用于在负载和发电机电接触之前，断开负载和电网的电接触的单元； 对发电机与负载的电连接进行时间设置以允许发动机达到想要的速度的单元， 第一交流电源电压电平对应于交流110伏，第二交流电源电压电平对应于交流220伏。
8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的装置，其特征在于， 接触器促动排列包括： 构造成为改变第一接触器的状态的第一电磁促动器，该第一电磁促动器包括可移动接 触器促动构件、以及第一线圈和第二线圈； 构造成为改变第二接触器的状态的第二电磁促动器，该第二电磁促动器包括第三线圈 和第四线圈以及磁响应于所述第三线圈和第四线圈的另一个可移动促动构件， 如果选择第一交流电源电压电平，选择器被电连接以提供穿过第三线圈的第一交流电 源电压电平，如果选择第二交流电源电压电平，则为第四线圈提供第二交流电源电压电平。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于， 转换开关包括第三接触器，促动排列包括构造成为改变第三接触器的状态的第三电磁 促动器，该第三电磁促动器包括第五线圈和第六线圈以及磁响应于所述第五线圈和第六线 圈的再另外一个可移动促动构件， 如果选择第一交流电源电压电平，选择器被电连接以提供穿过第五线圈的第一交流电 源电压电平，如果选择第二交流电源电压电平，则为第六线圈提供第二交流电源电压电平。
10. -种装置，其特征在于，包括： 用于将从第一电源转换为从第二电源向电负载提供交流电力的转换开关， 该转换开关包括： 选择器，该选择器在第一交流电源电压和第二交流电源电压之间进行选择；以及 电磁促动器，该电磁促动器响应于电压降以闭合或断开通过转换开关向负载提供交流 电力的电路， 该电磁促动器包括： 响应于流过的电流提供磁场的线圈排列，该线圈排列电耦合于选择器，从而如果第一 交流电源电压被选择就提供穿过线圈排列的第一数量的匝的工作电压，如果第二交流电源 电压被选择就提供穿过线圈排列的第二数量的匝的工作电压，第一数量的匝不同于第二数 量的匝；以及 促动构件，该促动构件响应于电压降所引起的磁场内的变化，以改变转换开关的位置 且相应地改变状态。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于， 线圈排列包括具有第一端子和第二端子的线圈，该线圈限定了在第一端子和第二端子 之间的第一数量的匝，该线圈包括在第一端子和第二端子之间的第三端子，该线圈限定了 在第三端子和第二端子之间的第二数量的匝，第二数量的匝少于第一数量的匝，第一数量 的匝包括了第二数量的匝。
12. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于， 线圈排列包括第一线圈和独立于该第一线圈的第二线圈，第一线圈限定了第一数量的 匝，第二线圈限定了第二数量的匝，第一数量的匝没有包括在第二数量的匝之内。
13. 根据权利要求10-12中任意一项所述的装置，其特征在于， 转换开关包括接触器、线圈排列、以及限定了螺线管设备的电磁促动器的促动构件，螺 线管设备构造成为改变接触器的状态且相应地闭合或断开电路以改变转换开关的状态。
14. 根据权利要求10-13中任意一项所述的装置，其特征在于， 选择器包括电开关，该电开关包括： 电奉禹合于第一接触器的输入极，以接收代表来自第一电源的电力的输入； 电耦合于第一线圈的第一输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第一输出的第一 状态的话，则为第一线圈提供工作电压；以及 电耦合于第二线圈的第二输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第二输出的第二 状态的话，则为第二线圈提供工作电压。
15. 根据权利要求10-14中任意一项所述的装置，其特征在于， 转换开关包括对提供给线圈排列的电流进行整流的单元。
16. 根据权利要求10-15中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括： 可操作为电连接于公用电力设施的第一输入接口，电网作为第一电源； 可操作为将转换开关电连接于备用电源的第二输入接口； 连接于第二输入接口的发电机； 对发电机进行驱动的内燃机。
17. 根据权利要求10-16中任意一项所述的装置，其特征在于， 转换开关包括两个或更多的其他的电磁促动器， 其他促动器中的第一个包括第三线圈、第四线圈、及磁响应于第三线圈和第四线圈的 第一个其他促动构件； 其他促动器中的第二个包括第五线圈、第六线圈、及磁响应于第五线圈和第六线圈的 第二个其他促动构件， 其中如果选择第一交流电源电压，选择器被电连接以提供穿过第三线圈和第五线圈的 第一交流电源电压，如果选择第二交流电源电压，则为第四线圈和第六线圈提供第二交流 电源电压。
18. -种装置，其特征在于，包括： 用于将从第一电源转换为从第二电源向电负载提供交流电力且能够在两个或更多的 不同的电压电平下操作的转换开关， 该转换开关包括： 输出，该输出向负载提供交流电力； 第一交流电力输入，该第一交流电力输入从第一电源向负载提供交流电力； 第二交流电力输入，该第二交流电力输入从第二电源向负载提供交流电力； 电磁切换排列，该电磁切换排列响应于交流电力的电压变化，来闭合或断开在输出和 第一输入与第二输入中的至少一个之间的电气通路， 该排列包括： 促动构件，该促动构件构造成为响应于预定的磁场内的变化进行移动且相应地闭合或 断开电气通路； 第一电线圈，该第一电线圈构造成为如果交流电力响应于电压电平中的第一个就产生 预定的磁场；以及 第二电线圈，该第二电线圈构造成为如果交流电力响应于电压电平中的第二个就产生 预定的磁场。
19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于， 第二线圈是第一线圈的一部分。
20. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于， 进一步包括选择器，该选择器在不同的电压电平之间进行选择，该选择器电耦合于第 一线圈和第二线圈，从而如果选择第一交流电源电压电平，则提供穿过第一线圈的工作电 压，如果选择第二交流电源电压电平，则提供穿过第二线圈的工作电压。
21. 根据权利要求20所述的装置，其特征在于， 第一线圈和第二线圈相互独立，当电压电平中的第一个或第二个被选择时，不管是第 一线圈还是第二线圈都不被包括在另一个的电路之内。
22. 根据权利要求20所述的装置，其特征在于， 选择器包括电开关，该电开关包括： 电奉禹合于第一输入的输入极，以接收代表来自第一电源的电力的开关输入； 电耦合于第一线圈的第一开关输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第一开关输 出的第一状态的话，为第一线圈提供工作电压；以及 电耦合于第二线圈的第二开关输出，从而如果开关处于使输入极电连接于第二开关输 出的第二状态的话，为第二线圈提供工作电压。
23. 根据权利要求18-22中任意一项所述的装置，其特征在于， 转换开关包括整流电路，电平中的第一个对应于交流110伏，电平中的第二个对应于 交流220伏。
24. 根据权利要求18-22中任意一项所述的装置，其特征在于，进一步包括： 公用电网，该公用电网连接于第一输入，电网作为第一电源； 连接于第二输入接口的发电机；以及 对发电机进行驱动的内燃机。
25. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于， 转换开关包括： 至少一个其他的电磁促动器，包括第三线圈和第四线圈，以及一个磁响应于第三线圈 和第四线圈的其他促动构件；以及 在不同的电压电平之间进行选择的选择器，当选择电压电平中的第一个时，选择器被 电耦合以提供穿过第一线圈和第三线圈的工作电压电平，而当选择电压电平中的第二个 时，选择器被电耦合以提供穿过第二线圈和第四线圈的工作电压电平。
26. -种方法，其特征在于，该方法包括： 提供转换开关以将从第一交流电源转换为从第二交流电源向电负载提供交流电力，转 换开关包括带有线圈排列的开关促动器，线圈排列包括第一线圈、第二线圈、及促动构件， 第一线圈和第二线圈被定位成在促动构件内感应预定的磁场； 为交流电力确定电压电平； 如果电压电平对应于第一电平，则通过第一线圈对开关促动构件的移动进行控制，如 果电压电平对应于不同于第一电平的第二电平，则通过第二线圈对开关促动构件的移动进 行控制；以及 响应于促动构件的位置的变化，对负载和第一电源及第二电源中的至少一个之间的电 路的电闭路和电开路状态进行改变。
27. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于， 对提供给第一线圈和第二线圈的电流进行整流。
28. 根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，还包括： 从作为第一电源的公用设施电网提供交流电力； 响应于缺乏来自电网的电力而从第一电源切换到第二电源； 从第一电源切换之后，从作为第二电源的备用发电机提供交流电力。
29. 根据权利要求28所述的方法，其特征在于，包括： 启动内燃机为从第一电源切换做准备； 驱动带发动机的发电机作为第二电源；以及 由发动机驱动发电机产生交流电力。
30. 根据权利要求26-29中任意一项所述的方法，其特征在于， 第二线圈是第一线圈的一部分。
31. 根据权利要求26-29中任意一项所述的方法，其特征在于， 第一线圈和第二线圈相互独立，不管是第一线圈还是第二线圈都不被包括在另一个的 电路支路之内。
32. 根据权利要求26-29中任意一项所述的方法，其特征在于， 线圈排列包括带有第一端子、第二端子、及第三端子的绕组， 在第一端子和第二端子之间限定第一线圈，在第一端子和第三端子之间限定第二线 圈。
33. 根据权利要求26-29中任意一项所述的方法，其特征在于，包括： 如果电压电平对应于第一电平，则通过第三线圈对又一个开关促动构件的移动进行控 制，如果电压电平对应于不同于第一电平的第二电平，则通过第四线圈对又一个开关促动 构件的移动进行控制；以及 响应于所述又一个促动构件的位置变化，对负载和第一电源及第二电源中的至少一个 之间的电路的电闭路和电开路状态进行改变。
34. 根据权利要求33所述的方法，其特征在于，包括： 提供带有两个或更多的其他开关促动器的转换开关，其他开关促动器中的第一个包括 第三线圈、第四线圈和所述又一个促动构件，其他开关促动器中的第二个包括第五线圈、第 六线圈、及磁响应于第五线圈和第六线圈的一个其他促动构件； 提供带有受开关促动器影响的第一接触器和受其他开关促动器中的至少一个的影响 的第二接触器的转换开关； 如果电压电平对应于第一电平，则通过第五线圈对一个其他开关促动构件的移动进行 控制，如果电压电平对应于不同于第一电平的第二电平，则通过第六线圈对一个其他开关 促动构件的移动进行控制；以及 响应于其他促动构件的位置的变化，对负载和第一电源及第二电源中的至少一个之间 的电路的电闭路和电开路状态进行改变。
35.根据权利要求26-34中任意一项所述的方法，其特征在于， 第一电平对应于交流110伏，第二电平对应于交流220伏。
【文档编号】H02J9/04GK104221249SQ201280067257
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年1月18日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】王勇, 郑方伟, 季雪峰, 程德军, 魏宇翔, 褚栋炎 申请人:康明斯发电Ip公司