BRPI0902593A2 - unidade de nivelamento de barramento elétrico - Google Patents

Abstract

UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELéTRICO. Trata-se de uma unidade de nivelamento de barramento elétrico (100). A unidade inclui uma primeira fonte de alimentação configurada para gerar energia elétrica dotada de um primeiro conjunto de parâmetros elétricos e de um conversor de energia (110) eletricamente acop lado à fonte de alimentação, sendo o conversor de energia configurado para converter a energia elétrica dotada do primeiro conjunto de parâmetros elétricos em uma energia elétrica dotada de um segundo conjunto de parâmetros elétricos. O conversor de energia é configurado adicionalmente para ser acoplado a um barramento elétrico (130) acoplável a uma segunda fonte de alimentação, sendo que a segunda fonte de alimentação é configurada para operar com o segundo conjunto de parâmetros elétricos e sendo o barramento elétrico submetido a experimentar transientes de energia por períodos relativamente curtos em decorrência da operação do equipamento acoplado ao barramento elétrico. A unidade inclui adicionalmente um controlador (104), que inclui um processador (131), acoplado comunicativamente à fonte de alimentação e ao conversor de energia, o controlador é configurado para receber informações concernentes à operação do barramento elétrico provenientes de uma pluralidade de sensores e para controlar uma produção ao menos da fonte de alimentação ou do conversor de energia para transferir energia elétrica ao barramento elétrico, quando o segundo conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico estiver fora da faixa pré-determinada.

Description

"UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, de modo geral, aos sistemas de energia e, mais particularmente, a um método e aparelho para a supressão de transientes elétricos em barramentos elétricos.

Antecedentes da Invenção Ao menos alguns sistemas de energia conhecidos incluem equipamentos que, quando energizados, induzem um pico transitório dos parâmetros elétricos nos barramentos elétricos ou nos barramentos do sistema de energia. Nos sistemas de Aeronaves Mais Elétricas (More Electric Aircraft -MEA), os transientes de energia decorrentes da operação regular dos atuadores alimentados eletricamente fazem com que a voltagem do barramento elétrico principal ultrapasse os limites especificados nos padrões de desenho aplicáveis. Tais desvios de voltagem do barramento principal podem ocasionar distúrbios em outros equipamentos elétricos que recebem energia do barramento, por exemplo, aviônicos.

Algumas soluções conhecidas para o controle dos desvios de voltagem do barramento elétrico de aeronaves exigem o uso de grandes bancos de baterias ou de grandes bancos de capacitores. Tais soluções possuem limitações práticas em função do peso que poderia exceder 181,44 kg, das limitações de execução, das questões de manutenção e dos modos de falha indesejáveis.

Descrição Da Invenção Em uma realização, uma unidade de nivelamento de barramento elétrico inclui uma primeira fonte de alimentação configurada para gerar energia elétrica, sendo dotada de um primeiro conjunto de parâmetros elétricos e de um conversor de energia eletricamente acoplado à fonte de alimentação. O conversor de energia é configurado para converter a energia elétrica, a qualpossui o primeiro conjunto de parâmetros elétricos, em uma energia elétrica que possui um segundo conjunto de parâmetros elétricos. O conversor de energia é configurado para ser acoplado a um barramento elétrico acoplável a uma segunda fonte de alimentação. A segunda fonte de alimentação é configurada para operar com o segundo conjunto de parâmetros elétricos, e o barramento elétrico é submetido a experimentar transientes de energia de curto espaço de tempo devido à operação do equipamento acoplado ao barramento elétrico. A unidade de nivelamento de barramento elétrico também inclui um controlador dotado de um processador, acoplado comunicativamente à fonte de alimentação e ao conversor de energia. O controlador é configurado para receber informações pertinentes à operação do barramento elétrico provenientes de uma pluralidade de sensores e controlar a produção ao menos da fonte de alimentação ou do conversor de energia para transferir energia elétrica ao barramento elétrico, quando o segundo conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico está fora de uma faixa pré-determinada.

Em outra realização, um método de controle de um barramento elétrico inclui o fornecimento de energia elétrica proveniente de uma primeira fonte de energia elétrica para o barramento elétrico durante as operações regulares, em que um primeiro conjunto de parâmetros elétricos, incluindo uma voltagem, no barramento elétrico é mantido dentro de uma faixa de operação regular pré-determinada pela primeira fonte de energia elétrica, durante a operação regular. O método inclui ainda determinar um evento transitório no barramento elétrico em que o evento transitório é definido por um pico ao menos em um dentre o primeiro conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico. O método inclui adicionalmente a transferência de energia ao barramento elétrico a partir da segunda fonte de energia elétrica, se o transiente tiver reduzido a quantidade de energia no barramento elétrico, de modo que o primeiro conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico éreposicionado dentro da faixa regular de operação pré-determinada pela segunda fonte de energia elétrica durante o evento transitório. O método também inclui a transferência de energia do barramento elétrico para um sumidouro de energia, se o transiente tiver aumentado a quantidade de energia no barramento elétrico, de modo que o primeiro conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico é recolocado dentro da faixa regular de operação pré-determinado pelo sumidouro de energia durante o evento transitório.

Ainda em outra realização, uma unidade de nivelamento de barramento elétrico, que é acoplável a um barramento elétrico para suprimir transientes elétricos no barramento elétrico, inclui um gerador de turbina configurado para gerar energia elétrica, o qual possui um primeiro conjunto de parâmetros elétricos durante a operação regular do barramento elétrico, sendo que o gerador de turbina é configurado para converter a energia cinética armazenada em um rotor giratório do gerador de turbina para fornecer energia elétrica ao barramento elétrico durante a operação transiente do barramento elétrico. A unidade de nivelamento de barramento elétrico também inclui um controlador dotado de um processador, acoplado comunicativamente ao gerador de turbina, sendo o controlador configurado para controlar a saída elétrica do gerador de turbina, de modo que o gerador de turbina forneça uma energia líquida próxima de zero ao barramento elétrico durante a operação regular.

Breve descrição das figuras

As Figuras 1 e 2 mostram realizações exemplificativas do método e aparelho aqui descritos.

A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma unidade de nivelamento de barramento elétrico (EBLU), de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção; eA Figura 2 é um diagrama de bloco esquemático de um modo de absorção de energia opcional para o EBLU mostrado na Figura 1.

Descrição Detalhada da Invenção A descrição detalhada adiante ilustra realizações da invenção a título de exemplificação, e não de forma restritiva. É contemplado o fato de que a invenção possui aplicação geral na estabilização da voltagem do barramento elétrico, durante condições transientes nas aplicações industriais, comerciais, e residenciais.

Conforme usado no presente, um elemento ou etapa citado no singular e precedido da palavra "um" ou "uma" deve ser entendida de modo a não excluir etapas e elementos no plural, a menos que alguma exclusão seja mencionada de modo explícito. Ademais, as referências a "uma realização" da presente invenção não pretendem ser entendida como excluindo a existências de realizações adicionais que também incorporam as características mencionadas.

A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma unidade de nivelamento de barramento elétrico (EBLU) 100, de acordo com uma realização exemplificativa da presente invenção. Na realização exemplificativa, EBLU 100 inclui um a turbo gerador levitado magneticamente (T-G) 102, um sistema/controlador de rolamento magnético (S/MBC) 104, uma válvula de fechamento reguladora de pressão (PRSOV) 106, um trocador de calor regenerativo 108, um conversor de energia 110, por exemplo, porém, não limitado a um conversor de energia bidirecional ou a um conversor AC para DC, um contator de linha 112. O T-G 102 inclui uma turbina de ar comprimido 116 acoplada a um gerador de imã permanente (PMG) 118 através da haste 119. T-G 102 inclui um sistema de haste levitado magneticamente 103, incluindo rolamentos magnéticos 105 controlados pelo S/MBC 104. As perdas por atrito são relativamente baixas em comparação com os outros sistemas derolamento. O uso de rolamentos magnéticos aumenta a eficiência e tempo de resposta da extração de energia elétrica da inércia giratória de T-G 102.

A turbina 116 é acoplada em comunicação de fluxo com uma fonte de ar comprimido 120, por exemplo, porém não limitada a sangrar o ar de um compressor do motor da turbina a gás 121. Na realização exemplificativa, um fluxo de ar comprimido é direcionado à fonte de ar comprimido através de PRSOV 106 e de um primeiro trajeto de fluxo 122 do trocador de calor regenerativo 108 para uma entrada 123 da turbina 116. O PRSOV 106 é configurado para modular o fluxo de ar comprimido para controlar uma velocidade de giro da turbina 116. O trocador de calor regenerativo 108 é configurado para transferir calor de modo regenerativo do ar comprimido relativamente mais quente do PRSOV 106 no primeiro trajeto de fluxo 122 para um fluxo relativamente mais frio do ar expandido em um segundo trajeto de fluxo 124 do trocador de calor regenerativo 108 que foi expandido na turbina 116 e descarregado a partir da saída de exaustão da turbina 126. O fluxo do ar expandido é canalizado para o ambiente ou para outro processo.

Na realização exemplificativa, o PMG 118 é eletricamente acoplado a um barramento elétrico principal 130 com corrente contínua (VDC) de 270 volts de uma aeronave, através do conversor de energia bidirecional 110 e do contator de linha 112. PMG 118 é configurado para gerar a energia elétrica que possui um primeiro conjunto de parâmetros elétricos, tais como, sem limitações, uma energia elétrica de 115 Volt AC, durante a operação regular do barramento elétrico 130. Também durante a operação regular do barramento elétrico 130, um segundo conjunto de parâmetros elétricos do barramento elétrico 130 é mantido dentro de uma faixa pré-determinada por uma fonte de energia elétrica isolada do PMG 118. Em uma realização alternativa, o PMG 118 é acoplado a qualquer barramento compatibilizado com as capacidades energéticas do PMG 118. Conforme descrito em mais detalheabaixo, o gerador de turbina 102 é configurado para converter a energia cinética armazenada em um rotor giratório do gerador de turbina 102 para fornecer energia elétrica ao barramento elétrico durante a operação transiente do barramento elétrico.

Na realização exemplificativa, o S/MBC 104 inclui um processador 131 programado para executar as funções aqui descritas. O S/MBC 104 é acoplado comunicativamente a um barramento de dados de aeronave 132 com o uso de uma interface de barramento de dados 134. Em uma realização alternativa, o S/MBC 104 é acoplado comunicativamente a outros barramentos de dados que permitem ao EBLU 100 e ao S/MBC 104 funcionar como aqui descrito. O S/MBC 104 é também acoplado comunicativamente ao PRSOV 106 através de uma transmissão de válvula 136, um sensor de velocidade da haste 138 através de um circuito sensor da velocidade 140, conversor de energia 110 através de um circuito de controle do conversor de energia 142, e para o contator de linha 112 através de um circuito de controle do contator de linha 144. Uma fonte de alimentação integral 146 é acoplada comunicativamente aos Rolamentos Magnéticos de PMG 118 e ao conversor de energia 110. A fonte de alimentação integral 146 é acoplada a um barramento de energia transiente 148 através de um primeiro diodo 150 entre oconversor de energia 110 e o contator de linha 112 e através de um segundo diodo 152 entre o contator de linha 112 e o barramento elétrico principal 130.

Durante a operação, o EBLU 100 opera tanto no modo de espera (carga) quanto no modo de gerador. No modo de espera EBLU 100 é "carregado" pela aplicação de uma pequena quantidade de "gotejamento" de temperatura elevada, pressão elevada, sangria do ar para a entrada de PRSOV 106. O PRSOV 106 reduz e retém a pressão atmosférica de corrente descendente para um ponto de ajuste pré-determinado. O ar quente da sangria passa em seguida através do trocador de calor regenerativo 108, onde é pré-resfriado pelo ar de exaustão comprimido que sai da saída de exaustão da turbina 126. O ar pré-resfriado da sangria é aplicado à entrada da turbina 123, e a energia é removida pela expansão dela através da turbina 116. Sendo a energia removida pela sangria do ar, o ar que sai da turbina 116 é resfriado e em uma pressão mais baixa que na entrada da turbina 123. O ar resfriado passa através de um segundo trajeto de fluxo 124 do trocador de calor regenerativo 108, pré-resfriando o ar da sangria que entra na entrada da turbina 123 proveniente de PRSOV 106, antes de ser liberado no ambiente. A energia que é removida da sangria do ar é convertida na energia rotacional da haste T-G 119. Na realização exemplificativa, a produção elétrica de T-G 102 é de aproximadamente 115 Volts RMS, energia elétrica de alta freqüência. Para manter o equilíbrio de energia do EBLU 100, o S/MBC 104 capta a velocidade da haste 119 e ordena que o Conversor de energia 110, converta o valor de 115 Volt RMS, energia elétrica de alta freqüência para 270 VDC. A maior parte desta energia é usada pela fonte de alimentação integral 146 para fornecer energia condicionada aos componentes do EBLU 100 e qualquer energia em excesso será colocada no barramento elétrico principal 130. Em uma realização alternativa, o S/MBC 104 é configurado para controlar a produção do gerador de turbina 102, de modo que o gerador de turbina fornece uma energialíquida próxima de zero ao barramento elétrico durante a operação regular.

Durante um primeiro transiente de carga, quando o S/MBC 104 capta que um segundo conjunto de parâmetros elétricos do barramento130 está fora de uma faixa pré-determinada, o EBLU 100 comuta do modo de espera (carga) para o modo de gerador. Um exemplo do segundo conjunto de parâmetros elétricos do barramento130 que está fora da faixa pré-determinada inclui, por exemplo, sem fins restritivos, quando uma corrente no barramento elétrico principal 130 se eleva acima de um limiar máximo de corrente predeterminado, e/ou a voltagem do barramento diminui abaixo de um limiar pré-determinado. Conforme aqui usado, um conjunto de parâmetros elétricos inclui parâmetros mensuráveis de tipo, quantidade, e/ou qualidade da energia elétrica no barramento elétrico. Parâmetros exemplificativos incluem, sem fins restritivos, freqüência, corrente, voltagem, direção do fluxo da corrente, e/ou uma mudança temporal de qualquer parâmetro elétrico. No modo de gerador, o S/MBC 104 desabilita o circuito de controle de velocidade 154, e a energia cinética armazenada na rotação de T-G 102 é convertida em energia elétrica, condicionada pelo conversor de energia 110, e em seguida canalizada no barramento elétrico principal 130. Como resultado da conversão de energia, a velocidade rotacional de T-G 102 é reduzida. Quando o S/MBC 104 capta uma corrente no barramento elétrico principal 130 abaixo de um limiar de corrente máximo, indicando do final de um transiente de carga, o S/MBC 104 comuta de volta para o modo de espera, e a sangria do ar devolve a velocidade de T-G 102 à velocidade de desenho do conjunto.

Durante um segundo transiente de carga ou durante a recuperação do primeiro transiente de carga, pode ser necessário absorver um montante do excesso de energia do barramento130. Pelo fato de o conversor de energia 110 ser bidirecional, o excedente de energia no barramento130 é convertido da energia DC no barramento130 para a energia AC devolvida ao PMG 118. Ao menos parte da energia AC devolvida ao PMG 118 será dissipada como perdas I2R nos enrolamentos do PMG 118. Parte da energia AC devolvida ao PMG 118 pode tender a motorizar o PMG 118, onde a energia excedente é dissipada quando tende a acelerar o rotor de PMG 118.

A Figura 2 é um diagrama de bloco esquemático de um modo de absorção de energia opcional para EBLU 100 (mostrado na Figura 1). Na realização exemplificativa, um modo de absorção de energia pode ser adicionado ao EBLU 100 para adicionar as condições onde a voltagem do barramento130 ultrapassa um limite de voltagem máxima pré-determinado.Quando o S/MBC 104 capta que a voltagem do barramento130 é mais elevada que o limiar máximo pré-determinado, o EBLU 100 comuta para o modo de absorção de energia. No modo de absorção de energia, o S/MBC 104 conecta um dispositivo dissipador ou um sumidouro de energia 202, tal como, sem fins restritivos, a um resistor de absorção de energia ou a um capacitor para o barramento principal da aeronave 130, a corrente que flui do barramento130 através, por exemplo, do resistor de absorção de energia 202, dissipa o excedente de energia no barramento130 convertendo o excedente de energia para aquecimento, que é então dissipada para um ciclo de resfriamento 204.

Em uma realização alternativa, o dispositivo dissipador compreende Um capacitor ou outro dispositivo de armazenamento que absorve energia do barramento130 e devolve a energia ao barramento130 durante a recuperação do transiente ou dissipa a energia através, por exemplo, do resistor. Na realização exemplificativa, o ciclo de resfriamento 204 inclui um tanque deresistor 206 em que o resistor 202 é posicionado. O tanque do resistor 206 é acoplado na comunicação de fluxo para uma sucção 208 de uma bomba de circulação 210 através de um conduíte 212. Uma descarga 214 da bomba 210 é acoplada em comunicação de fluxo com uma entrada 216 de um trocador de calor ou jaqueta de resfriamento 218 no entorno do PMG 118, tal como, sem fins restritivos, uma placa fria. Na realização exemplificativa, a placa fria 218 resfria o T-G 102 e o conversor de energia 110. Nesta realização exemplificativa, devido ao excesso de energia no barramento130 ser dissipada através do resistor 202, o conversor de energia 100 pode ser apenas um conversor de energia unidirecional, a saber, que converte a produção de energia AC do PMG 118 para a energia DC fornecida ao barramento130. Uma saída da placa fria 218 é acoplada em comunicação de fluxo com uma entrada 220 até um primeiro trajeto de fluxo 222 através de um trocador de calor 223. Uma saída 224 do primeiro trajeto de fluxo 222 é acoplada em comunicação defluxo a uma entrada 226 do tanque do resistor 206, completando o circuito do ciclo de resfriamento 204. Uma válvula de derivação do trocador de calor 228 é acoplada em comunicação de fluxo entre a entrada 220 e a saída 224, permitindo que a temperatura do fluxo do liquido refrigerante através ciclo de resfriamento 204 seja controlada, na realização exemplificativa, o ciclo de resfriamento 204 usa um líquido refrigerante de polialfaolefina (PAO). Em várias outras realizações, o fluido de refrigeração compreende outros compostos.

Válvula de derivação 228 é eletricamente acoplado a um módulo de controle da válvula de derivação 230 do S/MBC 104. O módulo de controle da válvula de derivação 230 gera uma produção para uma válvula de derivação do trocador de calor 228 para modular uma posição da válvula da válvula de derivação do trocador de calor 228 para controlar a quantidade do fluxo do fluido de refrigeração que passa através do primeiro trajeto de fluxo 222 e é subseqüentemente resfriado pelo fluxo do exaustor da turbina. A bomba 210 é eletricamente acoplada a um módulo de controle da bomba 232 de S/MBC 104. A bomba 210 é acoplada giratoriamente a um motor 234. Em uma realização, o motor 234 é um motor de velocidade única que é energizado pelo módulo de controle da bomba 232. Em uma realização alternativa, o motor 234 é um motor de múltiplas velocidades em que cada velocidade do motor é controlada seletivamente pelo módulo de controle da bomba 232. Em outra realização alternativa, o motor 234 é um motor de velocidade variável, e o módulo de controle da bomba 232 compreende uma transmissão de velocidade variável configurada para modular uma velocidade do motor 234. Consequentemente, a bomba 210 pode ser usada para controlar uma temperatura do fluxo do fluido de refrigeração através do ciclo de resfriamento 204. O S/MBC 104 também inclui a módulo de captação de voltagem 236 que é eletricamente acoplado ao barramento130. O módulo de captação de voltagem 236 é configurado paragerar sinais de controle relacionados à voltagem presente no barramento 130. O S/MBC 104 também inclui um módulo de captação de voltagem 236 que é eletricamente acoplado ao barramento130. O módulo de captação de voltagem 236 é configurado para gerar sinais de controle relacionados à voltagem presente no barramento 130. O S/MBC 104 também inclui um módulo de captação de corrente de EBLU 238 que é acoplado comunicativamente ao barramento de energia transiente 148. O módulo de captação de corrente de EBLU 238 é configurado para gerar sinais de controle relacionados à corrente que flui através do barramento 148. O S/MBC 104 também inclui um módulo sensor de corrente do gerador AC 240 que é acoplado comunicativamente ao barramento de energia 130. O módulo sensor de corrente do gerador AC principal 240 é configurado para gerar sinais de controle relacionados à corrente que flui através do barramento 130. O módulo de controle do resistor de dissipação do excedente de energia 242 é acoplado comunicativamente a um dispositivo de comutação 244, tal como, sem fins restritivos, um relê e estado sólido que é configurado para acoplar o resistor dissipador de energia 202 ao barramento 130.

O termo processador, conforme usado no presente, se refere às unidades de processamento central, microprocessadores, microcontroladores, circuitos com um conjunto reduzido de instruções (RISC), circuito integrado de aplicação específica (ASIC), circuitos lógicos, e demais circuitos ou processador capaz de executar as funções descritas neste documento.

Conforme usado no presente, os termos "software" e "firmware" são intercambiáveis, e incluem qualquer programa de computador armazenado na memória para execução pelo processador, inclusive a memória RAM, a memória ROM, a memória EPROM, a memória EEPROM, e a memória não volátil RAM (NVRAM). Os tipos de memória acima são apenas exemplificativos, e não se limitam aos tipos de memória passíveis de serem usados para oarmazenamento de um programa de computador.

Conforme será apreciado com base na especificação precedente, as realizações supra-descritas da descrição podem ser implantadas com uma programação de computador ou com técnicas de engenharia que incluem software de computador, firmware, hardware ou qualquer combinação ou subconjunto deles, em que o efeito técnico é que, durante um transiente de carga, a energia cinética armazenada na rotação de T-G 102 e da haste 119 é convertida em energia elétrica e canalizada para o barramento elétrico principal 130. Como resultado da conversão de energia, a velocidade rotacional de T-G 102 e da haste 119 é reduzida. Após finalizar o transiente de carga, o fornecimento da sangria do ar devolve a velocidade rotacional de T-G 102 e haste 119 à sua velocidade de desenho do conjunto. Se a voltagem do barramento exceder o máximo, o EBLU 100 conecta o resistor de absorção de energia 202 ao barramento principal da aeronave 130, resultando em excesso de energia no barramento elétrico principal 130 que é convertido em calor e dissipado no Ciclo de resfriamento Líquido PAO 204. Qualquer programa resultante, dotado de meios de código legíveis por computador, pode ser incorporado ou fornecido em um ou mais meios legíveis por computador, produzindo desta maneira um produto de programa para computador, isto é, um artigo de manufatura, de acordo com as realizações discutidas da descrição. O meio legível por computador pode ser, por exemplo, entre outros, uma unidade fixa (rígida), disquete, disco óptico, fita magnética, memória semicondutora, tal como, memória somente para leitura (ROM), e/ou qualquer meio para transmissão/recepção, como a Internet ou outro enlace ou rede decomunicação. O artigo de manufatura contendo o código de computador pode ser produzido e/ou usado pela execução do código diretamente de um meio, copiando o código de um meio para outro, ou transmitindo o código ao longo de uma rede.As realizações descritas acima de um método e aparelho para operação de uma unidade de nivelamento de barramento elétrico fornece meios confiáveis e econômicos par estabilizar a voltagem do barramento elétrico durante condições transientes. Mais especificamente, os métodos e aparelho descritos no presente facilitam o armazenamento de energia durante os períodos de operação estável do barramento e em seguida liberando ou absorvendo energia por períodos de tempo durante uma condição transiente resultante da voltagem estável contínua do barramento. Além disso, os métodos e o aparelho descritos acima facilitam a redução da carga elétrica do barramento elétrico principal não exigindo energia elétrica do barramento elétrico principal para a operação de armazenamento de energia no estado estável. Como resultado, os métodos e o aparelho descritos no presente facilitam a operação do sistema energético de forma confiável e econômica.

Um método e aparelho exemplificativos para conversão de energia cinética armazenada na rotação da haste de um gerador de turbina em energia elétrica e colocada no barramento elétrico principal ou da energia de queda proveniente do barramento elétrico durante um transiente de carga são descritos acima em detalhe. O aparelho ilustrado não se limita às realizações específicas aqui descritas, e, em lugar disso, os componentes de cada um deles podem ser utilizados independentemente e separadamente dos outros componentes aqui descritos. Cada componente do sistema pode também ser usado em combinação com outros componentes do sistema.

Embora a descrição tenha sido realizada em termos de várias realizações específicas, será inequívoco que a descrição pode ser praticada no âmbito do espírito e do escopo das reivindicações.

Claims (10)

1. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), que compreende:uma primeira fonte de alimentação configurada para gerar energia elétrica dotada de um primeiro conjunto de parâmetros elétricos;um conversor de energia (110) eletricamente acoplado à dita fonte de alimentação, em que o dito conversor de energia é configurado para converter a energia elétrica dotada do primeiro conjunto de parâmetros elétricos em uma energia elétrica dotada de um segundo conjunto de parâmetros elétricos, o dito conversor de energia é configurado para ser acoplado a um barramento elétrico (130) acoplável a uma segunda fonte de alimentação, sendo a segunda fonte de alimentação configurada para operar com o segundo conjunto de parâmetros elétricos e sendo o barramento elétrico submetido a experimentar transientes de energia de período relativamente curto em decorrência da operação do equipamento acoplado a um barramento elétrico; eum controlador (104), que compreende um processador (131), acoplado comunicativamente à dita fonte de alimentação e ao dito conversor de energia, sendo o dito controlador configurado para receber informações pertinentes à operação do barramento elétrico provenientes de uma pluralidade de sensores;controlar ao menos a produção da fonte de alimentação ou do conversor de energia para transferir energia elétrica ao barramento elétrico, quando o segundo conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico estiver fora de uma faixa pré-determinada.

2. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente um sumidouro de energia eletricamente acoplável ao barramento elétrico (130) que usa um dispositivo de comutação (244), em queo dito controlador (104) é configurado para controlar a operação do sumidouro de energia usando o dispositivo de comutação.

3. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 2, em que o dito sumidourode energia é um dispositivo de dissipação (202).

4. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 3, em que compreende adicionalmente um circuito do fluido de refrigeração (204) configurado para transferir calor do dito dispositivo de dissipação (202).

5. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 2, em que o dito sumidouro de energia compreende um dispositivo de armazenamento.

6. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 1, em que a dita fonte dealimentação compreende um gerador de turbina (102) e em que o dito gerador de turbina converte uma energia cinética do dito gerador de turbina em energia elétrica, quando o segundo conjunto de parâmetros elétricos no barramento elétrico (130) estiver fora de uma faixa pré-determinada.

7. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 1, em que a dita fonte dealimentação compreende uma turbina (116) acoplada em comunicação de fluxo a uma fonte de ar comprimido (120).

8. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 7, em que compreende aindaum sumidouro de energia eletricamente acoplável ao barramento elétrico (130), e um circuito do fluido de refrigeração (204) configurado para transferir calor do dito sumidouro de energia para um exaustor (126) da dita turbina (116) através do circuito do fluido de refrigeração.

9. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100) acoplável a um barramento elétrico (130) para suprimir transientes elétricos no barramento elétrico, a dita unidade de nivelamento de barramento elétrico, compreende:um gerador de turbina (102) configurado para gerar energia elétrica dotada de um primeiro conjunto de parâmetros elétricos durante a operação regular do barramento elétrico, em que o gerador de turbina é configurado para converter energia cinética armazenada em um rotor giratório do gerador de turbina para fornecer energia elétrica ao barramento elétrico durante a operação transiente do barramento elétrico; eum controlador (104) que compreende um processador (131), acoplado comunicativamente ao dito gerador de turbina, em que o dito controlador é configurado para controlar a produção elétrica do gerador de turbina, de modo que o gerador de turbina fornece uma energia líquida próxima de zero ao barramento elétrico durante a operação regular.

10. UNIDADE DE NIVELAMENTO DE BARRAMENTO ELÉTRICO (100), de acordo com a reivindicação 9, em que compreende adicionalmente um dispositivo de dissipação (202) eletricamente acoplável ao barramento elétrico (130) com o uso de um dispositivo de comutação (244), em que o dito controlador (104) é configurado para controlar a operação do dispositivo de dissipação usando o dispositivo de comutação..