CN102629777B - 直流电源备电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流电源备电系统，涉及变频技术领域，实现了对中高压变频器的主控电路及其外围电路的可靠供电。本发明实施例提供的直流电源备电系统，应用于中高压变频器，包括至少一个电源供电装置PSU和一直流电池组，所述至少一个PSU和所述直流电池组的电压输出端均接入控制电的输入端。本发明实施例提供的直流电源系统及其备电方法可以应用在中高压变频器控制电备电中。

Description

直流电源备电系统
技术领域
本发明涉及变频技术领域，尤其涉及一种直流电源备电系统。
背景技术
直流电源系统用于给中高压变频器的主控电路及其外围电路提供控制电，如图1(a)所示，直流电源系统包括AC/DC电源供电装置(Power Supply Unit，以下简称为PSU)，AC/DC PSU将交流的输入电转换为直流的控制电，如，输入电可以是电网提供的220VAC，AC/DC PSU可以将220VAC转换为48VDC，48VDC为控制电。
由于直流电源系统用于给中高压变频器的主控电路及其外围电路提供控制电，对于中高压变频器的主控电路及其外围电路的工作起到决定性作用，需要直流电源系统对中高压变频器的主控电路及其外围电路不间断供电，为了防止由于电网故障导致无法对AC/DC PSU提供输入电的情况发生，如图1(b)所示，会在输入电与PSU之间接入不间断电源(Uninterruptable Power Supply，以下简称为UPS)，在电网终止对AC/DC PSU提供输入电时，UPS可以代替电网，对AC/DC PSU提供输入电。然而，UPS需要通过其内部的逆变器将其内部的蓄电池输出的直流转换为交流电，再将交流电作为输入电提供给AC/DC PSU，在逆变器逆变过程中如果出现问题，UPS无法对AC/DC PSU提供输入电压，备电面临失败；
此外，如图1(c)所示，还可以在AC/DC PSU的输出端接入超级电容，当电网正常工作时，对超级电容充电，当电网停电时，超级电容发电备电，备电时间短，通常只有几分钟，并且超级电容体积庞大，对于整个系统来说布局不理想。
发明内容
本发明实施例提供一种直流电源备电系统，实现了对中高压变频器的主控电路及其外围电路的可靠供电。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一种直流电源备电系统，其特征在于，应用于中高压变频器，包括至少一个电源供电装置PSU和一直流电池组，所述至少一个PSU和所述直流电池组的电压输出端均接入控制电的输入端。
本发明实施例提供的直流电源备电系统，由于采用直流电池组作为最终备电结构，当至少一个PSU发生故障，由直流电池组给控制电的输入端供电，其结构简单且不需要进行逆变换，直接供电，避免了使用UPS备电，在UPS内的逆变器逆变过程出现问题导致UPS无法对PSU提供输入电压，进而备电失败的问题，此外，采用直流电池组作为最终备电结构，结构简单，时间可长达1小时甚至更长，避免了使用超级电容备电，备电时间短且超级电容体积庞大，对整个系统来说布局不理想的问题。
附图说明
图1(a)为现有技术中直流电源系统的结构示意图一；
图1(b)为现有技术中直流电源系统的结构示意图二；
图1(c)为现有技术中直流电源系统的结构示意图三；
图2(a)为本发明实施例提供的直流电源备电系统的结构示意图一；
图2(b)为本发明实施例提供的直流电源备电系统的结构示意图二；
图3(a)为本发明又一实施例提供的直流电源备电系统的结构示意图一；
图3(b)为本发明又一实施例提供的直流电源备电系统的结构示意图二；
图4为本发明再一实施例提供的直流电源备电系统的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定装置结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明实施例提供一种直流电源备电系统，实现了对中高压变频器的主控电路及其外围电路的可靠供电。
如图2(a)所示，本发明实施例提供的一种直流电源备电系统，应用于中高压变频器，包括至少一个电源供电装置PSU21和一直流电池组22，所述至少一个PSU21和所述直流电池组22的电压输出端均接入控制电的输入端。
具体的，所述直流电池组22可以是可充放电的直流电池组，所述PSU可以是AC/DC PSU，也可以是DC/DC PSU。在所述至少一个PSU21正常工作的时候，若直流电池组中电压不足，所述至少一个PSU21可以给所述直流电池组充电，以备所述至少一个PSU21发生故障后，直流电池组可以给控制电输入端提供必要的电压。
值得说明的是，所述至少一个PSU21可以共同接入一个电网，也可以分别接入不同的电网，此处不做限定。
进一步的，如图2(b)所示，为了防止直流电池组受损，所述直流电源备电系统，还可以包括监控装置23和断路器24，所述断路器24设置在所述直流电池组22与控制电的输入端之间，所述监控装置23与所述控制电的输入端通信连接。
所述监控装置23对所述控制电的输入端进行电压采样，当控制电的输入端电压小于预先设置的电压阈值时，说明直流电池组22处于超负荷工作状态，所述监控装置23发送断电信号给所述断路器24，打开断路器24，以使得直流电池组22停止对所述控制的电输入端供电，从而避免了直流电池组22在供电过程中受损。
本发明实施例提供的直流电源备电系统，由于采用直流电池组作为最终备电结构，当至少一个PSU发生故障，由直流电池组给控制电的输入端供电，其结构简单且不需要进行逆变换，直接供电，避免了使用UPS备电，在UPS内的逆变器逆变过程出现问题导致UPS无法对PSU提供输入电压，进而备电失败的问题，此外，采用直流电池组作为最终备电结构，结构简单，时间可长达1小时甚至更长，避免了使用超级电容备电，备电时间短且超级电容体积庞大，对整个系统来说布局不理想的问题。
如图3(a)所示，本发明又一实施例提供的直流电源备电系统，应用于中高压变频器，包括：一主PSU31、一备用PSU32以及一直流电池组33，主PSU31、备用PSU32以及直流电池组33的电压输出端均接入控制电的输入端。
其中，主PSU31与备用PSU32之间通信连接，所述主PSU31周期性的给所述备用PSU32发送工作信号，若所述备用PSU32在预先设置的时间内未收到主PSU31发送的工作信号，说明主PSU31发生故障，所述备用PSU32会由休眠状态进入工作状态，在所述主PSU31发生故障而备用PSU32仍处于休眠状态时，由直流电池组33给控制电的输入端供电。
当然，若所述主PSU31与备用PSU均发生故障，则由直流电池组33暂时给控制电的输入端供电。
值得说明的是，PSU的状态包括工作状态、休眠状态以及掉电状态，所述工作状态是指电网能够给PSU供电，且PSU能够给控制电的输入端供电；所述休眠状态是指电网能够给所述PSU供电且PSU各项指标正常，但是PSU的电压输出端为零；所述掉电状态是指由于电网故障或者PSU故障导致PSU的输出端输出电压小于直流电池组的输出电压或者输出电压为零。
进一步的，如图3(b)所示，为了防止直流电池组受损，所述直流电源备电系统，还可以包括监控装置34和断路器35，所述断路器34设置在所述直流电池组33与控制电的输入端之间，所述监控装置34与所述控制电的输入端通信连接。
所述监控装置34对所述控制电的输入端进行电压采样，当控制电的输入端电压小于预先设置的电压阈值时，说明直流电池组33处于超负荷工作状态，所述监控装置34发送断电信号给所述断路器35，打开断路器35，以使得直流电池组33停止对所述控制的电输入端供电，从而避免了直流电池组33在供电过程中受损。
本发明实施例提供的直流电源备电系统，由于采用直流电池组作为最终备电结构，当至少一个PSU发生故障，由直流电池组给控制电的输入端供电，其结构简单且不需要进行逆变换，直接供电，避免了使用UPS备电，在UPS内的逆变器逆变过程出现问题导致UPS无法对PSU提供输入电压，进而备电失败的问题，此外，采用直流电池组作为最终备电结构，结构简单，时间可长达1小时甚至更长，避免了使用超级电容备电，备电时间短且超级电容体积庞大，对整个系统来说布局不理想的问题。
如图4所示，本发明再一实施例提供的直流电源备电系统，应用于中高压变频器，包括至少一个电源供电装置PSU41、一直流电池组42、监控装置43以及断路器44，所述至少一个PSU41和所述直流电池组42的电压输出端均接入控制电的输入端，所述监控装置43分别与至少一个PSU41通信连接，且所述监控装置43还与所述控制电的输入端通信连接，所述断路器44设置在所述直流电池组42和所述控制电的输入端之间。
其中，所述监控装置43实时监控所述至少一个PSU41的当前状态，并根据所述PSU的当前状态控制所述PSU，所述至少一个PSU41的当前状态包括工作状态、休眠状态以及掉电状态。
具体的，所述根据所述PSU的当前状态控制所述PSU，包括：
在监控装置43监控到工作状态的PSU处于掉电状态时，控制处于休眠状态的PSU中的任一PSU进入工作状态，给控制电的输入端提供电压。
若所述至少一个PSU41均处于掉电状态，所述直流电池组42则会为控制电的输入端提供电压，为了保证直流电池组42的安全，所述监控装置43对所述控制电的输入端进行电压采样，当控制电的输入端电压小于预先设置的电压阈值时，说明直流电池组42处于超负荷工作状态，所述监控装置43发送断电信号给所述断路器44，打开断路器44，以使得直流电池组42停止对所述控制的电输入端供电，从而避免了直流电池组42在供电过程中受损。
在本实施例中，所述监控装置可以是与变频器的主控电路连接的监控装置，所述监控装置可以包括监控器和人机界面，以便于操作人员的管理操作。
本发明实施例提供的直流电源备电系统，由于采用直流电池组作为最终备电结构，当至少一个PSU发生故障，由直流电池组给控制电的输入端供电，其结构简单且不需要进行逆变换，直接供电，避免了使用UPS备电，在UPS内的逆变器逆变过程出现问题导致UPS无法对PSU提供输入电压，进而备电失败的问题，此外，采用直流电池组作为最终备电结构，结构简单，时间可长达1小时甚至更长，避免了使用超级电容备电，备电时间短且超级电容体积庞大，对整个系统来说布局不理想的问题。
本发明实施例提供的直流电源备电系统可以应用在中高压变频器控制电备电中。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种直流电源备电系统，其特征在于，应用于中高压变频器，包括至少一个电源供电装置PSU和一直流电池组，所述至少一个PSU和所述直流电池组的电压输出端均接入控制电的输入端；
还包括监控装置和断路器，所述断路器设置在所述直流电池组和所述控制电的输入端之间，所述监控装置与所述控制电的输入端通信连接，在所述监控装置监控到所述控制电输入端的输入电压由所述直流电池组提供且输入电压小于预先设置的电压阈值时，所述监控装置发送断电信号给所述断路器，打开断路器以使得直流电池组停止对所述控制电输入端供电；
所述监控装置还分别与所述至少一个PSU通信连接，所述监控装置实时监控所述至少一个PSU的当前状态，并根据所述PSU的当前状态控制所述PSU，所述至少一个PSU的当前状态包括工作状态、休眠状态以及掉电状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池组为可充放电池组。
3.根据权利要求1-2任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个PSU包括一主PSU，一备用PSU，所述主PSU与备用PSU之间通信连接，若所述备用PSU在预先设置的时间内未接收到所述主PSU的工作信号，所述备用PSU由休眠状态进入工作状态。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控装置为与变频器的主控电路连接的监控装置。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监控装置包括监控器和人机界面。
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