CN111786577A - 电源系统及织机 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种电源系统及织机，所述电源系统包括整流单元、第一直流变压单元和第二直流变压单元，且所述电源系统通过所述整流单元连接外部交流电源；所述第一直流变压单元的输入端连接到所述整流单元的直流输出端，并将所述整流单元的输出电压转换为预设直流电压后输出；所述第二直流变压单元包括用于连接所述储纬器电机的第一电压输出端，且所述第二直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第一电压后，通过所述第一电压输出端输出。本发明实施例可减小整个电源系统的体积、减少电路接口、降低成本，并且无需改线即可适应不同电压的电网。
Description
技术领域
本发明实施例涉及纺织机械设备领域，更具体地说，涉及一种电源系统及织机。
背景技术
喷水织机是采用喷射水柱牵引纬纱穿越梭口的无梭织机。喷水引纬对纬纱的摩擦牵引力比喷气引纬大，扩散性小，适应表面光滑的合成纤维、玻璃纤维等长丝引纬的需要。同时，喷水引纬可以增加合成纤维的导电性能，有效地克服织造中的静电。此外喷水引纬还具有消耗的能量较少、噪音较低的优点。
随着喷水织机市场的膨胀，对高性能小型化的需求越来越高。因此，实现高性能的一体化电控系统势在必行，更精简的控制器不仅可以有效优化终端客户工厂内机器布局，还可以引导设备制造商减小电控柜体积，降低成本。
喷水织机一体化电控系统一般由以下组成部分：探纬模块、花样模块、变频模块、电源模块、伺服模块、接口等。其中电源模块承担了为整个系统提供可靠电源来源的责任。为了适应不同电网的供电需求，上述供电模块一般采用380～480V交流电供电，常采用工频变压器的实现方式，如图1所示。由于考虑电网波动后，电网变化范围较快，工频变压器的输入需要预留不同电网电压的输入端子，通过更改接线来适应不同电压的电网。
由于整个一体化电控系统的供电种类多，分布广，需要多个输出端子，配合多个整流电路11和直流转换电路来实现，从而分别为控制电路12、刹车盘13、储纬器电机14、夹纱器15、转向阀16、风机过热报警单元17、主电机过热报警单元18、显示屏19等供电。
上述电源模块不仅占据了整个一体化电控系统较大的体积和重量，同时也引入了错综复杂的电路连接线路，需要耗费大量的人工来实现负载的电路连接，维修成本高。
发明内容
本发明实施例针对上述喷水织机一体化电控系统中供电模块体积和重量大、电路接线复杂的问题，提供一种电源系统及织机。
本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电源系统，用于为织机的内部用电装置供电，且所述织机的内部用电装置包括第一设备，所述电源系统包括整流单元、第一直流变压单元和第二直流变压单元，且所述电源系统通过所述整流单元的交流侧连接外部交流电源；
所述第一直流变压单元的输入端连接到所述整流单元的直流输出端，并将所述整流单元的输出电压转换为预设直流电压后输出；所述第二直流变压单元包括用于连接所述第一设备的第一电压输出端，且所述第二直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第一电压后，通过所述第一电压输出端输出。
优选地，所述织机的内部用电装置包括第二设备，所述第二直流变压单元包括用于连接所述第二设备的第二电压输出端，且所述第二直流变压单元将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第二电压后，通过所述第二电压输出端输出。
优选地，所述织机的内部用电装置包括第三设备，所述第二直流变压单元包括用于连接所述第三设备的第三电压输出端，所述第二直流变压单元将来自所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为所述第三电压后，通过所述第三电压输出端输出。
优选地，所述第一直流变压单元包括非隔离直流降压电路，所述第二直流变压单元包括具有多路输出的隔离直流变压电路。
优选地，所述第一设备包括储纬器电机，所述第二设备包括夹纱器和转向阀；
所述第三设备包括以下任意一个或多个：风机过热报警单元、主电机过热报警单元以及显示屏。
优选地，所述织机的内部用电装置包括控制电路，所述电源系统包括第三直流变压单元，且所述第三直流变压单元包括用于连接所述控制电路的第四电压输出端；
所述第三直流变压单元的输入端与所述整流单元的直流输出端连接，并将所述整流单元的输出电压转换为第四电压后，通过所述第四电压输出端输出。
优选地，所述织机的内部用电装置包括控制电路，所述电源系统包括第三直流变压单元，且所述第三直流变压单元包括用于连接所述控制电路的第四电压输出端；所述第三直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第四电压后，通过所述第四电压输出端输出。
优选地，所述电源系统包括第四直流变压单元和第一单向导通电路，且所述第四直流变压单元的输出端经由所述第一单向导通电路连接到所述第三设备；
所述第四直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压后，通过所述第一单向导通电路输出；或者，所述第四直流变压单元的输入端与所述整流单元的直流输出端连接，并将所述整流单元的输出电压转换为所述第五电压后，通过所述第一单向导通电路输出。
优选地，所述第三直流变压单元包括第二单向导通电路，且所述第三直流变压单元经由所述第二单向导通电路连接到所述第三设备；所述第三直流变压单元将所述整流单元的输出电压转换为所述第五电压后，通过所述第二单向导通电路输出。
本发明实施例还提供一种织机，包括如上所述的电源系统，且所述电源系统与所述织机的内部用电装置连接。
本发明实施例的电源系统及织机，通过第一直流变压单元提供一个固定电压的母线，并与第二直流变压单元一起组成两级式直流电压变换为织机的内部用电装置供电，从而减小了整个电源系统的体积、减少了电路接口、降低了成本，并且无需改线即可适应不同电压的电网。本发明实施例还通过增加备份供电电路，保证在故障情况下仍能提示故障信息。
附图说明
图1是现有喷水织机一体化电控系统中供电模块的示意图；
图2是本发明第一实施例提供的电源系统的结构示意图；
图3是本发明第二实施例提供的电源系统的结构示意图；
图4是本发明第三实施例提供的电源系统的结构示意图；
图5是本发明第四实施例提供的电源系统的结构示意图；
图6是本发明第五实施例提供的电源系统的结构示意图；
图7是本发明第六实施例提供的电源系统的结构示意图；
图8是本发明第七实施例提供的电源系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，是本发明实施例提供的电源系统的示意图，该电源系统可应用于织机(例如喷水织机的控制装置)，并为织机的内部用电装置供电。上述织机的内部用电装置包括第一设备(例如该第一设备可以为储纬器电机41)，本实施例的电源系统包括整流单元21、第一直流变压单元31和第二直流变压单元32，且该电源系统通过整流单元21的交流侧(具体可包括接线端子、电抗器、接触器等，该部分电路属于本领域常规技术，在此不再赘述)连接外部交流电源(例如三相交流电源)。
整流单元21可将外部输入的交流电转换为直流电，根据整流单元21的交流侧的输入电压的不同，整流单元21的输出电压Vbus1存在波动，例如整流单元21的输出电压Vbus1为300-820V。具体地，上述整流单元21可以与变频器中的整流电路复用。
第一直流变压单元31的输入端连接到整流单元21的直流输出端，并将整流单元21的输出电压Vbus1转换为预设直流电压Vbus2(例如300V)后输出。由于整流单元21的输出电压Vbus1的电压变化范围较宽，为使第一直流变压单元31的输出电压Vbus2保持稳定，该第一直流变压单元31采用非隔离的直流电压变换电路，将整流单元21的变化的输出电压Vbus1转化为一个电压相对较低且固定的预设直流电压Vbus2，具体地，第一直流变压单元31可通过高频开关变换器实现直流电压转换，例如该第一直流变压单元31可包括BUCK电路(即降压电路)等。
第二直流变压单元32包括用于连接第一设备的第一电压输出端，且第二直流变压单元32的输入端与第一直流变压单元31的输出端连接，并将第一直流变压单元31输出的预设直流电压Vbus2转换为第一电压V1(例如储纬器电机41所需的75V直流电压)后，通过第一电压输出端(该第一电压输出端可由一个插接头构成)输出，从而完成对第一设备的供电。由于第一直流变压单元31输出的预设直流电压Vbus2是一个具有固定电压值的电压，第二直流变压单元32可以采用开环的形式，简化控制电路。
具体地，该第二直流变压单元32可包括原边开关电路、变压器、以及副边整流电路，并通过原边开关电路将输入的预设直流电压Vbus2调制成矩形波，通过调整变压器的原副边线圈的匝数比实现电压幅值变换，再经由副边整流电路得到直流电。
上述电源系统通过第一直流变压单元31提供一个固定电压的母线，并与第二直流变压单元32一起组成两级式直流电压变换为织机的内部用电装置供电，从而减小了整个电源系统的体积、减少了电路接口，降低了成本。并且无需改线即可适应不同电压的电网。此外，两级式直流电压变换还有利后面的负载功能扩容。
结合图3所示，在本发明的另一实施例中，织机的内部用电装置包括第二设备，该第二设备具体可以为夹纱器43、转向阀44，相应地，第二直流变压单元32包括用于连接夹纱器43和转向阀44的第二电压输出端(即第二直流变压单元32包括两路直流输出，具体地，该第二电压输出端可由一个插接头构成)，且第二直流变压单元32将第一直流变压单元31输出的预设直流电压Vbus2转换为第二电压V2(例如夹纱器43、转向阀44所需的35V直流电压)后，通过第二电压输出端输出，从而完成对第二设备的供电。
由于第一设备(例如储纬器电机41)、第二设备(例如夹纱器43、转向阀44)在织机的安装位置相近，因此可通过第二直流变压单元32的两路输出分别为第一设备和第二设备供电，从而进一步减小电源系统的体积。当然，在实际应用中，上述电源系统也可为夹纱器43、转向阀44设置独立的直流变压单元，但这无疑将增加整机体积和成本。
在本发明的又一实施例中，织机的内部用电装置包括第三设备(例如该第三设备可以为故障提示装置，具体地，该故障提示装置可包括风机过热报警单元45、主电机过热报警单元46以及显示屏47中的一个或多个的组合)。相应地，第二直流变压单元32包括用于连接第三设备的第三电压输出端(该第三电压输出端可由一个插接头构成)，第二直流变压单元32可将来自第一直流变压单元输出的预设直流电压Vbus2转换为第三电压V3(例如故障提示装置所需的18V直流电压)后，通过第三电压输出端输出，从而实现对第三设备的供电。
由于当第三设备为故障提示装置，第一设备为储纬器电机41，第二设备为夹纱器43、转向阀44时，由于它们在织机的安装位置相近，因此可通过在第二直流变压单元32上增加一路输出为第三设备供电，进一步减小电源系统的体积。当然，在实际应用中，上述电源系统也可为第三设备设置独立的直流变压单元，但这无疑将增加整机体积和成本。
如图4所示，在本发明的另一实施例中，上述织机的内部用电装置还包括控制电路42，相应地，电源系统包括第三直流变压单元33，且该第三直流变压单元包括用于连接控制电路42的第四电压输出端(该第四电压输出端可由一个插接头构成)。第三直流变压单元33的输入端与整流单元21的直流输出端连接，并将整流单元21的输出电压Vbus1转换为第四电压V4(例如控制电路42所需的18V直流电压)后，通过第四电压输出端输出，从而完成对控制电路42的供电。上述第三直流变压单元33可采用与第二直流变压单元32类似的结构，在此不再赘述。
由于在织机中，控制电路42与储纬器电机41的供电电压相差较大，且两者的安装位置相隔一定距离，因此分别通过第三直流变压单元33和第二直流变压单元32为两者供电，不仅可减小干扰，而且可避免线缆在织机中穿行距离过长。
此外，结合图5所示，上述第三直流变压单元33除了直接从整流单元21取电，该第三直流变压单元33还可从第一直流变压单元31的输出端取电，即第三直流变压单元33的输入端与第一直流变压单元31的输出端连接，并将第一直流变压单元31输出的预设直流电压Vbus2转换为第四电压V4后，通过第四电压输出端输出。
结合图6所示，上述电源系统还可包括第四直流变压单元34以及第一单向导通电路，且第四直流变压单元34的输出端经由第一单向导通电路连接到第三设备(特别是显示屏47)，并为第三设备提供工作电压。该第四直流变压单元34的输入端与第一直流变压单元31的输出端连接，并将第一直流变压单元31输出的预设直流电压转换Vbus2为第五电压V5(故障提示装置所需的电压)后，通过第一单向导通电路输出。具体地，上述第一单向导通电路可以为二极管。
上述第四直流变压单元34的输出的第五电压V5可略小于或等于第二直流变压单元32的第三电压V3，从而在第二直流变压单元32正常工作时，第四直流变压单元34不输出功率。一旦第二直流变压单元32的多路输出中出现短路等故障，导致整个第二直流变压单元32停止输出，无法为显示屏47供电时，第四直流变压单元34即可向显示屏47输出供电电压，并通知用户故障信息。
结合图7所示，上述第四直流变压单元34除了从第一直流变压单元31的直流输出端取电外，该第四直流变压单元34还可从整流单元21的直流输出端取电，即第四直流变压单元34的输入端连接到整流单元21的直流输出端，并将整流单元21的输出电压Vbu1转换为第五电压V5后，通过第一单向导通电路输出。该方案同样可以在第二直流变压单元32停止输出时为显示屏47供电，从而完成故障提示功能。
此外，结合图8所示，还可直接在第三直流变压单元33增加一个直流输出端，即第三直流变压单元33包括第二单向导通电路及第五电压输出端，且第三直流变压单元33经由第二单向导通电路(例如二极管)及第五电压输出端连接到第三设备，即第三直流变压单元33还将整流单元21的输出电压转换为第五电压V5后，通过第二单向导通电路及第五电压输出端输出。该方案同样可以在第二直流变压单元32停止输出时为第三设备供电，从而完成故障提示功能。
本发明实施例还提供一种织机，包括如上所述的电源系统，并通过上述电源系统与织机的内部用电装置连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电源系统，用于为织机的内部用电装置供电，且所述织机的内部用电装置包括第一设备，其特征在于，所述电源系统包括整流单元、第一直流变压单元和第二直流变压单元，且所述电源系统通过所述整流单元的交流侧连接外部交流电源；
所述第一直流变压单元的输入端连接到所述整流单元的直流输出端，并将所述整流单元的输出电压转换为预设直流电压后输出；所述第二直流变压单元包括用于连接所述第一设备的第一电压输出端，且所述第二直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第一电压后，通过所述第一电压输出端输出。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征在于，所述织机的内部用电装置包括第二设备，所述第二直流变压单元包括用于连接所述第二设备的第二电压输出端，且所述第二直流变压单元将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第二电压后，通过所述第二电压输出端输出。
3.根据权利要求2所述的电源系统，其特征在于，所述织机的内部用电装置包括第三设备，所述第二直流变压单元包括用于连接所述第三设备的第三电压输出端，所述第二直流变压单元将来自所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为所述第三电压后，通过所述第三电压输出端输出。
4.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述第一直流变压单元包括非隔离直流降压电路，所述第二直流变压单元包括具有多路输出的隔离直流变压电路。
5.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述第一设备包括储纬器电机，所述第二设备包括夹纱器和转向阀；
所述第三设备包括以下任意一个或多个：风机过热报警单元、主电机过热报警单元以及显示屏。
6.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述织机的内部用电装置包括控制电路，所述电源系统包括第三直流变压单元，且所述第三直流变压单元包括用于连接所述控制电路的第四电压输出端；
所述第三直流变压单元的输入端与所述整流单元的直流输出端连接，并将所述整流单元的输出电压转换为第四电压后，通过所述第四电压输出端输出。
7.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述织机的内部用电装置包括控制电路，所述电源系统包括第三直流变压单元，且所述第三直流变压单元包括用于连接所述控制电路的第四电压输出端；所述第三直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压转换为第四电压后，通过所述第四电压输出端输出。
8.根据权利要求3所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括第四直流变压单元和第一单向导通电路，且所述第四直流变压单元的输出端经由所述第一单向导通电路连接到所述第三设备；
所述第四直流变压单元的输入端与所述第一直流变压单元的输出端连接，并将所述第一直流变压单元输出的预设直流电压后，通过所述第一单向导通电路输出；或者，所述第四直流变压单元的输入端与所述整流单元的直流输出端连接，并将所述整流单元的输出电压转换为所述第五电压后，通过所述第一单向导通电路输出。
9.根据权利要求6或7所述的电源系统，其特征在于，所述第三直流变压单元包括第二单向导通电路，且所述第三直流变压单元经由所述第二单向导通电路连接到所述第三设备；所述第三直流变压单元将所述整流单元的输出电压转换为所述第五电压后，通过所述第二单向导通电路输出。
10.一种织机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电源系统，且所述电源系统与所述织机的内部用电装置连接。
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