CN114567185A - 一种电压转换装置、转换方法及电源驱动系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电压转换装置，包括：变频器，其输入端与供电源连接，用于将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压；变压器，包括：第一子变压器及第二子变压器；其中，第一子变压器的第一输入端与变频器的第一输出端连接；第二子变压器的第一输入端与变频器的第二输出端连接，其第二输入端与变频器的第三输出端连接，第三输入端与第一子变压器的第二输入端连接，第一子变压器及第二子变压器用于将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，两相电压的相位差为90°。本公开还提供了一种电压转换方法及电源驱动系统。

Description

一种电压转换装置、转换方法及电源驱动系统

技术领域

本公开涉及电压转换技术领域，具体涉及一种电压转换装置、转换方法及电源驱动系统。

背景技术

我国标准电压一般为单相或者是三相电，然而在有些控制系统中需要用到具有一定相位差的两相电压作为驱动电压，例如在驱动制冷机或泵的过程中会用到两相电压作为驱动电压。现有技术中两相电压装置一般需要在制冷机或泵在工作时，还需要搭配其它设备，使得驱动系统结构复杂且使用不便捷，尤其是在一些制冷机需要搭配压缩机时，这些设备出现异常情况下也无法及时监测并维护。

发明内容

为了解决现有技术中上述问题，本公开提供了一种电压转换装置、电压转换方法及电源驱动系统，旨在解决对三相电压进行电压转换为两相电压，以及对装置进行实时异常监控等问题。

本公开的第一个方面提供了一种电压转换装置，包括：变频器，其输入端与供电源连接，用于将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压；变压器，包括：第一子变压器及第二子变压器；其中，第一子变压器的第一输入端与变频器的第一输出端连接；第二子变压器的第一输入端与变频器的第二输出端连接，其第二输入端与变频器的第三输出端连接，第三输入端与第一子变压器的第二输入端连接，第一子变压器及第二子变压器用于将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，两相电压的相位差为90°。

进一步地，该装置还包括：隔离变压器，其输入端与供电源连接，输出端与变频器的输入端连接，用于将供电源的输出电压进行隔离处理并输出。

进一步地，该装置还包括：电源滤波器，其输入端与变压器的输出端连接，用于将两相电压进行滤波处理并输出。

进一步地，第一子变压器包括：耦合连接的第一初级线圈及第一次级线圈，第二子变压器包括：耦合连接的第二初级线圈及第二次级线圈；其中，第一初级线圈的第一接头与变频器的第一输出端连接；第二初级线圈的第一接头与变频器的第二输出端连接，第二接头与变频器的第三输出端连接，第三接头与第一初级线圈的第二接头连接。

进一步地，第一初级线圈与第一次级线圈的线圈匝数不同；第二初级线圈与第二次级线圈的线圈匝数相同。

进一步地，该装置还包括：控制器，其与变频器连接，用于根据两相电压的状态对变频器进行使能控制。

进一步地，两相电压的工作频率为50Hz～100Hz。

进一步地，供电源的输出电压为单相电压或初始三相电压，其中，初始三相电压与变压器输出的三相电压大小不同。

本公开的第二个方面提供了一种电压转换方法，包括：采用变频器将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压；利用变压器将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，变压器包括：第一子变压器及第二子变压器；第一子变压器的第一输入端与变频器的第一输出端连接；第二子变压器的第一输入端与变频器的第二输出端连接，其第二输入端与变频器的第三输出端连接，第三输入端与第一子变压器的第二输入端连接，第一子变压器及第二子变压器用于将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，两相电压的相位差为90°。

本公开的第三个方面提供了一种电源驱动系统，包括：本公开第一个方面提供的电压转换装置，该电压转换装置用于驱动至少一个制冷机或泵工作。

本公开提供的一种电压转换装置、转换方法及电源驱动系统，通过隔离变压器将隔离后的电压输出至变频器，由变频器产生三相电压并输出给第一子变压器和第二子变压器，然后通过第一子变压器和第二子变压器将该三相电压转换成相位差为90°的两相电压，用于为制冷机或泵等设备进行供电。另外，该装置还可以通过控制器对变频器进行启动或停止操作，同时实现其他配套设备和传感器状态监控，根据不同状态实现本装置内模块的不同控制。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了根据本公开一实施例的电压转换装置的结构示意图；

图2示意性示出了根据本公开另一实施例的电压转换装置的结构示意图；

图3示意性示出了根据本公开一实施例的电压转换方法的流程图；

图4示意性示出了根据本公开一实施例的异常监控方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

图1示意性示出了根据本公开一实施例的电压转换装置的结构示意图。

如图1所示，该电压转换装置至少包括：变频器1及变压器2。

变频器1，其输入端与供电源连接，用于将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压。

本公开的实施例中，该供电源可以为工业三相电或市电供电。具体地，供电源的输出电压可以为220VAC的单相电压或380VAC的初始三相电压。其中，初始三相电压与变压器1输出的三相电压大小可以相同或不同。

变压器2，包括：第一子变压器21及第二子变压器22。其中，第一子变压器21的第一输入端与变频器1的第一输出端U连接；第二子变压器22的第一输入端与变频器1的第二输出端V连接，其第二输入端与变频器的第三输出端W连接，第三输入端与第一子变压器21的第二输入端连接，第一子变压器21及第二子变压器22用于将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压。其中，该两相电压分别可以表示为Vab和Vcb，两者的相位差为90°。

本公开的实施例中，如图1所示，第一子变压器21包括耦合连接的第一初级线圈211及第一次级线圈212，第二子变压器22包括耦合连接的第二初级线圈221及第二次级线圈222。其中，第一初级线圈211的第一接头I与变频器1的第一输出端U连接；第二初级线圈221的第一接头I与变频器1的第二输出端V连接，第二接头II与变频器1的第三输出端W连接，第三接头O与第一初级线圈的第二接头连接，第一次级线圈212的第二接头II与第二次级线圈222的第一接头I连接。

具体地，第一初级线圈211与第一次级线圈212的线圈匝数不同，其中，第一初级线圈211与第一次级线圈212的线圈匝数比可以为

第二初级线圈221与第二次级线圈222的线圈匝数相同，即第二初级线圈221与第二次级线圈222的线圈匝数比为1∶1。另外，第一次级线圈212与第二次级线圈222的线圈匝数比也可以为1∶1。

需说明的是，本公开的实施例中，通过改变第一子变压器21及第二子变压器22中的线圈绕组，以实现输出两相电压的相位转换，本公开的实施例对此不做限定。

根据本公开的实施例，如图2所示，该电压转换装置还可以包括：隔离变压器3及电源滤波器4。

隔离变压器3，其输入端与供电源连接，输出端与变频器1的输入端连接，用于将供电源的输出电压进行隔离处理后输出至变频器1。

电源滤波器4，其输入端与变压器2的输出端连接，用于将两相电压进行滤波处理并输出，经过滤波处理后的输出电压Vab’和Vcb’可以作为制冷机或泵的供电电源。

具体地，电源滤波器4的三个输入端L1、L2、L3分别与第一子变压器21及第二子变压器22中次级线圈的接头连接。如图2所示，电源滤波器4的第一输入端L1与第一次级线圈212的第一接头I连接；其第二输入端L2与第一次级线圈212的第二接头II及第二次级线圈222的第一接头I连接，且第一次级线圈212的第二接头II及第二次级线圈222的第一接头I连接；第三输入端L3与第二次级线圈222的第二接头II连接。

本公开的实施例中，经过电源滤波器4输出的两相电压为相位差为90°的Vab’和Vcb’，Vab’和Vcb’的电压有效值可以为制冷机或泵的额定电压的±10％，工作频率可以为50Hz～100Hz，优选50Hz、60Hz或70Hz等等，以满足制冷机或泵的供电需求。

需说明的是，电源滤波器4输出的两相电压的具体数值大小可根据制冷机或泵的工作电压进行设定，本公开的实施例对此不做限定。另外，可通过设置变压器的变压参数进行输出两相电压的具体数值大小调控。

进一步地，为了实时监控输出两相电压的大小及本装置的异常状态，本公开的实施例提供的电压转换装置还包括：控制器5，其与变频器1电连接，用于根据输出两相电压的大小的状态对变频器1进行使能控制。优选地，控制器5可与变频器1的启动/停止管脚连接，对变频器1进行使能控制。举例而言，当监测到的输出两相电压的大小小于或大于预设电压时，可以通过控制器5对变频器1进行关闭操作，进而实现异常排查工作；当监测到的输出两相电压的大小等于预设电压时，持续对变频器1保持工作状态。另外，在本装置开启工作或停止工作时，也可以通过控制器5对变频器1进行使能操作，实现实时对该电压转换装置的智能控制。

根据本公开的实施例，该控制器5还可以包括：多个压力传感器、加速度计以及其他配套设备控制模块。

其中，多个压力传感器可以分别设置于输出两相电压的供给对象制冷机或泵上，分别用于实时监控制冷机或泵上的水管/气管的压力状态。具体地，可以通过4～20mA、RS232等接口与压力传感器分别电连接，具体的连接接口根据传感器的接口类型进行设定，本公开的实施例对此不做限定。加速度计电设置于供给对象制冷机或泵上，用于实时监控制冷机或泵在工作时的振动情况，以保证能够实时发现异常情况，并及时采取措施进行维护。

进一步地，该控制器5通过与制冷机或泵电连接，以及制冷系统中的压缩机电连接，还可以用于对制冷机或泵进行使能控制，根据具体实际情况对制冷机或泵进行启动或关闭控制。优选地，控制器5与制冷机、泵、压缩机的控制接口连接，例如可以通过RS232通信或24V电连接，具体连接方式与其支持的接口相关，本公开的实施例对此不做限定。

举例而言，当检测到制冷系统中的压缩机启动、供气或回气正常时，开启制冷机或泵的制冷机进行工作；当检测到制冷系统中的压缩机启动、供气或回气异常时，先开启压缩机再进行压缩机工作状态检测，再次检测正常的情况下再开启制冷机进行工作；以及，在制冷机进行工作的过程中，实时对压缩机的工作状态进行检测，一旦检测到异常，则关闭制冷机，以便于进行异常排查。

本公开的实施例中，该制冷系统可以为射电天文接收机制冷系统等，即本装置输出的两相电源可以用于驱动射电天文接收机制冷系统中的制冷机进行工作。

本公开的实施例提供的电压转换装置，其通过变压器组实现了三相电压向两相电压的转换，以满足实际应该过程中对制冷机或泵的供电需求，且本装置结构简单，提高了使用便捷度。同时，通过控制器的设置，实现了对本装置的输出结果实时监控及对变频器的工作状态实时控制。

图3示意性示出了根据本公开一实施例的电压转换方法的流程图，该转换方法基于如图1或图2所示的装置实现。

如图3所示，该电压转换方法包括：步骤S301～步骤S302。

步骤S301，采用变频器1将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压；

步骤S302，利用变压器2将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压。其中，变压器2包括第一子变压器21及第二子变压器22；第一子变压器21的第一输入端与变频器1的第一输出端连接；第二子变压器22的第一输入端与变频器1的第二输出端连接，其第二输入端与变频器1的第三输出端连接，第三输入端与第一子变压器21的第二输入端连接，第一子变压器21及第二子变压器22用于将三相电压进行电压转换处理，输出两相电压。其中，两相电压的相位差为90°。

本公开的实施例中，该电压转换方法基于如图1或图2所示的装置实现，其具体的电压转换结构及原理如上述实施例所示，此处不再详细赘述。

图4示意性示出了根据本公开一实施例的异常监控方法的流程图。

如图4所示，该异常监控方法至少可以包括：将本装置输出的两相电压输出至制冷机或泵后，开启制冷机或泵。此时对制冷系统中的压缩机的启动状态进行检查，同时也对供气压力和回气压力进行检查，若压缩机为启动状态，且供气压力和回气压力也正常，则启动制冷机；若压缩机为停止状态，且供气压力和回气压力处于平衡状态，平衡压力假设可以为200PSI～250PSI，具体情况根据压缩机的指标参数有关，此时启动压缩机，同时检测供气压力和回气压力是否正常，然后再启动制冷机，或者是同时启动压缩机和制冷机。在启动压缩机或制冷机后，实时再检测压缩机的供气压力和回气压力，若供气压力和回气压力正常则一直处于检测压缩机工作状态以及供气压力和回气压力，如果检测发现压缩机处理关闭状态，且供气压力和回气压力处于平衡状态，则关闭制冷电源。

需说明的是，该异常监控方法仅为示例性的说明，并不代表其可以为其他步骤的替代，其并不构成本公开实施例的限定。

本公开的实施例另一方面还提供了一种电源驱动系统，该系统包括：如上述实施例所示的电压转换装置。其中，该电压转换装置用于驱动至少一个制冷机或泵工作。

本公开的实施例中，该制冷机可以为射电天文接收机制冷系统中的制冷机，或其他类型制冷系统中的制冷机，本公开的实施例对此不做限定。

本公开的实施例提供的一种电压转换装置、转换方法及电源系统，通过隔离变压器将隔离后的电压输出至变频器，由变频器产生三相电压并输出给第一子变压器和第二子变压器，然后通过第一子变压器和第二子变压器将该三相电压转换成相位差为90°的两相电压，用于为制冷机或泵等设备进行供电。另外，该装置还可以通过控制器对变频器进行启动或停止操作，同时实现其他配套设备和传感器状态监控，根据不同状态实现本装置内模块的不同控制。

尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本公开，但是这样的图示和描述应认为是说明性的或示例性的而非限制性的。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种范围组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (10)

1.一种电压转换装置，其特征在于，包括：

变频器，其输入端与供电源连接，用于将所述供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压；

变压器，包括：第一子变压器及第二子变压器；其中，所述第一子变压器的第一输入端与所述变频器的第一输出端连接；所述第二子变压器的第一输入端与所述变频器的第二输出端连接，其第二输入端与所述变频器的第三输出端连接，第三输入端与所述第一子变压器的第二输入端连接，所述第一子变压器及所述第二子变压器用于将所述三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，所述两相电压的相位差为90°。

2.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，该装置还包括：

隔离变压器，其输入端与所述供电源连接，输出端与所述变频器的输入端连接，用于将所述供电源的输出电压进行隔离处理并输出。

3.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，该装置还包括：

电源滤波器，其输入端与所述变压器的输出端连接，用于将所述两相电压进行滤波处理并输出。

4.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述第一子变压器包括：耦合连接的第一初级线圈及第一次级线圈，所述第二子变压器包括：耦合连接的第二初级线圈及第二次级线圈；其中，

第一初级线圈的第一接头与所述变频器的第一输出端连接；

所述第二初级线圈的第一接头与所述变频器的第二输出端连接，第二接头与变频器的第三输出端连接，第三接头与所述第一初级线圈的第二接头连接。

5.根据权利要求4所述的电压转换装置，其特征在于，所述第一初级线圈与所述第一次级线圈的线圈匝数不同；所述第二初级线圈与所述第二次级线圈的线圈匝数相同。

6.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，该装置还包括：

控制器，其与所述变频器连接，用于根据所述两相电压的状态对所述变频器进行使能控制。

7.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述两相电压的工作频率为50Hz～100Hz。

8.根据权利要求1所述的电压转换装置，其特征在于，所述供电源的输出电压为单相电压或初始三相电压，其中，所述初始三相电压与所述变压器输出的三相电压大小不同。

9.一种电压转换方法，其特征在于，包括：

采用变频器将供电源的输出电压进行电压转换处理，输出三相电压：

利用变压器将所述三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，所述变压器包括：第一子变压器及第二子变压器；所述第一子变压器的第一输入端与所述变频器的第一输出端连接；所述第二子变压器的第一输入端与所述变频器的第二输出端连接，其第二输入端与所述变频器的第三输出端连接，第三输入端与所述第一子变压器的第二输入端连接，所述第一子变压器及所述第二子变压器用于将所述三相电压进行电压转换处理，输出两相电压；其中，所述两相电压的相位差为90°。

10.一种电源驱动系统，其特征在于，包括：

如权利要求1～8中任一项所述的电压转换装置；其中，该电压转换装置用于驱动至少一个制冷机或泵工作。

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