CN203027127U - 一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 - Google Patents
一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203027127U CN203027127U CN 201320012091 CN201320012091U CN203027127U CN 203027127 U CN203027127 U CN 203027127U CN 201320012091 CN201320012091 CN 201320012091 CN 201320012091 U CN201320012091 U CN 201320012091U CN 203027127 U CN203027127 U CN 203027127U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- converter
- bridge
- full
- direct current
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备，该保护设备的输入与输出端是通过高频变压器隔离的，输出端通过直流压差电子开关与变频器的直流母线端相连；该保护设备包括全桥DC/DC变换器、单片机控制电路和直流压差电子开关；所述单片机控制电路的控制端与全桥DC/DC变换器的驱动端相连；所述全桥DC/DC变换器的输出端通过直流压差电子开关与变频器的直流母线端相连。本实用新型隔离型电压暂降保护设备能有效保证变频器正常、稳定工作，结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种工业现场的变频器控制系统，具体涉及一种抗电压暂降的保护设备。
背景技术
目前，多数工业现场的变频器控制系统面临的最大问题就是抗电压暂降的能力差，主要表现在以下方面：1)控制电路抗电压暂降电能力差，当工业现场出现电压暂降时，控制电路失电，变频器就会保护。2)变频器本身抗电压暂降能力差，当工业现场交流电出现电压暂降时，变频器会欠压保护，当电压恢复时，变频器会重新启动。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种抗电压暂降的保护设备。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备，
该保护设备包括全桥DC/DC变换器、单片机控制电路和直流压差电子开关；所述单片机控制电路的控制端与全桥DC/DC变换器中IGBT的驱动端相连；所述全桥DC/DC 变换器的输出端通过直流压差电子开关与变频器的直流母线端相连。
全桥DC/DC变换器设有高频隔离变压器。
保护设备还包括RS-485通讯接口和人机交互界面，二者分别与单片机控制电路相连；所述的RS-485通讯接口还与外部的触摸屏相连。
全桥DC/DC变换器的IGBT模块的型号为FF300R12KE4。
保护设备为多个，并联后输出端通过（各自的）直流压差电子开关与所述变频器的直流母线端相连。
单片机控制电路包括单片机、晶振、电流互感器、电阻R1、R2、R3、R4、R5。
单片机的型号为dsPIC30F2023。
本实用新型隔离型电压暂降保护设备与现有技术相比具有以下优点：
现有普通的非隔离的电压暂降保护设备是通过Boost DC/DC变换器来实现升压的，它的输入与输出是共地的，一旦输入或输出端有故障出现，就会对另一端以及连接的设备产生影响；一旦输入与输出端连接的设备出现故障，也会对电压暂降保护设备造成影响；而隔离型的电压暂降保护设备是利用全桥DC/DC变换器来实现升压的，变换器的内部有一个高频变压器，通过它实现了输入与输出的电气隔离，无论是输入或输出端，还是与他们相连的设备出现故障，都不会影响到另一端，即使是输出发生短路故障，也不会影响输入端，模块自身会主动保护。
本实用新型通过全桥DC/DC变换器来实现升压，采用数字控制技术，能够在交流和直流两种供电模式下工作，输出稳定的高压直流电，为变频器提供稳定的工作电压，确保系统安全平稳工作。同时在交流电网出现电压暂降或短时停电时，能自动投入工作，在电网恢复正常后，能自动退出支撑，由电网为变频器供电。在负载功率较小时，可以由单个保护设备独立工作；当负载功率较大时，可以采用多个保护设备并联工作，且不会出现环流。且可通过人机交互界面和RS-485通讯接口进行相关数据的监测与控制。
附图说明
图1为本实用新型隔离型电压暂降保护设备的结构示意图；
图2为图1中全桥DC/DC变换器的电路图；
图3为系统整体接线框图；
图4为单片机控制电路图。
图5为单片机控制的软件流程图；
图6为两个保护设备并联示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型应用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备进行详细说明。
实施例一：
参见图1，本实用新型隔离型电压暂降保护设备(以下简称RTM)的输入端能量来源可分为：三相交流电(380V)和直流电源(蓄电池)两种，输出端与变频器的直流母线端相连。当采用三相交流输入作为能量来源时，RTM可以将输入的交流电压变换成稳定的高压直流电，提供给变频器。该保护设备包括全桥 DC/DC变换器、单片机控制电路、RS-485通讯接口和人机交互界面。采用数字控制技术，通过单片机控制电路实现对全桥DC/DC变换器的控制，RTM的支撑工作时间可以根据不同的工作条件来设定。
结合图2，全桥DC/DC变换器采用单片机控制电路作为其控制器，U in 为输入电压，U o 为输出电压，L1为电感，T为高频变压器，C1、C2为滤波电容，功率管Q1、Q2、Q3、Q4选用IGBT模块，PWM1、PWM2、PWM3、PWM4由单片机控制电路给出4个IGBT的驱动控制信号，整流二极管D1、D2、D3、D4选用快恢复二极管。
参见图4，单片机控制电路图，PIC单片机型号dsPIC30F2023，Ui为输入电压采样，Uo为输出电压采样，Io为输出电流，CT表示电流互感器，Y表示晶振，R1、R2、R3、R4、R5为电压采样电阻。单片机的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4信号用来控制全桥变换器的四个IGBT，单片机的AD采样端口AN0、AN1、AN2分别采集全桥DC/DC变换器的输入电压、输出电压以及输出电流；单片机的U1TX和U1RX端口即为RS-485通讯接口，单片机通过其SPI通讯接口（SDI、SCK、SDO）与人机交互界面实现通讯。
如图6所示，本实用新型的隔离型电压暂降保护设备为多个，该图为两个，并联后输出端通过直流压差电子开关与变频器的直流母线端相连。
实施例二：
结合图3、图4和图5可知，系统的工作过程如下：
1)如果本实用新型隔离型电压暂降保护设备(以下简称RTM)采用三相交流电供电时，单片机控制电路通过自身的AD单元来采集输入电压，当交流电压正常时，单片机控制电路禁止输出开关管的驱动信号，RTM不工作，即全桥DC/DC变换器的IGBT处于截止状态，RTM的直流压差控制电子开关不导通，相当于RTM模块的输出与变频器的直流母线断开，而此时变频器由三相交流电网正常供电；
当交流电出现电压暂降时，交流电压会下降，单片机控制电路通过电压传感器获得电压信号，利用单片机的AD单元来采集电压信号，然后RTM中的单片机开始执行程序，进行相关的逻辑和数据运算，由单片机输出全桥DC/DC变换器的IGBT的驱动信号，全桥DC/DC变换器开始工作，输出稳定的高压直流电，而此时由于交流电压下降，变频器的直流母线电压就会随之下降，直流压差控制电子开关就会导通，因此全桥DC/DC变换器输出的高压直流电就会送到变频器的直流母线端，为其提供电压支撑，保证了变频器不会因交流电压的下降而停机，RTM起到了交流电压出现电压暂降时对变频器的支撑作用，此时单片机开始计时。
当交流电压恢复正常后，单片机控制电路采样输入电压，通过单片机进行相关数据和逻辑运算，单片机输出全桥DC/DC变换器IGBT的驱动禁止信号，全桥DC/DC变换器停止工作，变频器的直流母线电压恢复正常，直流压差电子开关断开，RTM自动退出支撑，计时结束，支撑时间大于电压暂降的时间，RTM处于待机状态，为下次电网出现电压暂降做好准备，此时变频器恢复为三相交流供电。
2)如果采用直流电源(蓄电池)供电时，去掉图3中的三相整流单元，蓄电池组提供的直流电直接与RTM中全桥DC/DC变换器的输入端相连，RTM的输入电压的大小由串联的电池数量决定。在直流电源供电模式下，通常要求直流电源的输入电压要低于全桥DC/DC变换器的输出电压，通过单片机控制电路来 采样输入电压信号，然后单片机通过程序运算给出全桥DC/DC变换器IGBT的驱动信号，全桥DC/DC变换器开始工作，实现升压作用，其输出为稳定的高压直流电。当变频器的交流输入电压正常时，直流压差控制电子开关不会动作，RTM处于待机状态。
当交流电出现电压暂降或短时间停电时，变频器的直流母线电压就会下降，此时直流压差控制电子开关开通，全桥DC/DC变换器输出的高压直流电就会送到变频器的直流母线端，为其提供电压支撑，保证了变频器不会因交流电压的下降而停机，RTM模块起到了对变频器的支撑作用；同时利用电流传感器来检测输出电流，通过单片机控制电路来采集电流送到单片机内部来处理，RTM设备检测到有输出电流，单片机开始支撑计时。
当交流电压恢复正常后，直流压差控制电子开关断开，输出电流为零，单片机停止计时，RTM自动退出支撑，支撑时间大于电压暂降的时间，RTM处于待机工作，为下次电网出现电压暂降或停电做好准备。
Claims (7)
1.一种用直流负载的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：该保护设备包括全桥DC/DC变换器、单片机控制电路和直流压差电子开关；所述单片机控制电路的控制端与全桥DC/DC变换器的驱动端相连；所述全桥DC/DC 变换器的输出端通过直流压差电子开关与变频器的直流母线端相连。
2.根据权利要求1所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述全桥DC/DC变换器设有高频隔离变压器。
3.根据权利要求1所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述保护设备还包括RS-485通讯接口和人机交互界面，二者分别与单片机控制电路相连；所述的RS-485通讯接口还与外部的触摸屏相连。
4.根据权利要求1所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述全桥DC/DC变换器的IGBT模块的型号为FF300R12KE4。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述保护设备为多个，并联后输出端通过直流压差电子开关与所述变频器的直流母线端相连。
6.根据权利要求5所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述单片机控制电路包括单片机、晶振、电流互感器、电阻R1、R2、R3、R4、R5。
7.根据权利要求6所述的隔离型电压暂降保护设备，其特征在于：所述单片机的型号为dsPIC30F2023。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320012091 CN203027127U (zh) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | 一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320012091 CN203027127U (zh) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | 一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203027127U true CN203027127U (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=48651071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201320012091 Expired - Lifetime CN203027127U (zh) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | 一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203027127U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105006884A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-10-28 | 南京国臣信息自动化技术有限公司 | 一种本质安全化直流系统 |
| CN109980652A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 南京国臣信息自动化技术有限公司 | 一种基于交直流混合供电技术的电压暂降治理设备 |
-
2013
- 2013-01-10 CN CN 201320012091 patent/CN203027127U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105006884A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-10-28 | 南京国臣信息自动化技术有限公司 | 一种本质安全化直流系统 |
| CN109980652A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 南京国臣信息自动化技术有限公司 | 一种基于交直流混合供电技术的电压暂降治理设备 |
| CN109980652B (zh) * | 2019-03-28 | 2024-04-16 | 山西国臣直流配电工程技术有限公司 | 一种基于交直流混合供电技术的电压暂降治理设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203707871U (zh) | 变频器低电压穿越装置 | |
| CN107834836A (zh) | 一种光伏逆变器启动方法 | |
| CN104124750A (zh) | 一种智能型正弦波输出不间断电源及自动控制方法 | |
| CN102621408A (zh) | 一种通用变流器产品的试验系统及方法 | |
| CN205193510U (zh) | 一种新型飞机电源系统实验平台装置 | |
| CN203617778U (zh) | 多功能应急电源系统 | |
| CN104600831A (zh) | 一种逆变器辅助电源供电系统及方法 | |
| CN103326385A (zh) | 具有低电压穿越电源装置的给粉机变频器控制系统 | |
| CN203027127U (zh) | 一种用于直流负载的隔离型电压暂降保护设备 | |
| CN203482141U (zh) | 一种抽油机井集控专用逆变控制装置 | |
| CN202550614U (zh) | 一种蓄电池组离线放电装置 | |
| CN102364807A (zh) | 蓄电池活化放电的电能回收装置 | |
| CN102545646B (zh) | 变频器异常电压穿越电源 | |
| CN205901306U (zh) | 一种具有无缝切换功能的单相电压补偿装置 | |
| CN104345217A (zh) | 一种电容容值的检测方法及装置 | |
| CN203219171U (zh) | 矿用高压变频器瞬时掉电保护装置 | |
| CN104484004B (zh) | 一种在线式ups的控制装置及在线式ups | |
| CN207746524U (zh) | 储能焊机控制系统 | |
| CN116404679A (zh) | 微电网补偿装置及微电网补偿方法 | |
| CN102810902A (zh) | 一种家庭用混合型供电管理系统及供电管理方法 | |
| CN205725557U (zh) | 一种给煤机抗电压扰动电源系统 | |
| CN103427478B (zh) | 一种电源交叉供电系统 | |
| CN203151134U (zh) | 高效能量回收式充电器老化设备 | |
| CN202282618U (zh) | 蓄电池活化放电的电能回收装置 | |
| CN105518965A (zh) | 一种光伏并网控制方法及光伏并网系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20130626 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |