CN208986680U - 一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置 - Google Patents

一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置 Download PDF

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高洪良
吴子睿
黄宇
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张光良
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Abstract

本实用新型公开了一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,包括交流供电电路、充电电路、直流供电电路、电压检测单元及电池组;所述交流供电电路包括:第一开关、整流器、逆变器、隔离变压器、第一二极管及切换接触器;所述充电电路包括:第二开关及充电机;所述交流供电电路包括:直流接触器、第二二极管及熔断器;本实用新型可以检测进线端的晃电程度并发出信号,当发生晃电时,可以不间断的提供直流与交流电,防止因晃电现象而造成的经济损失与安全事故。

Description

一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置
技术领域
本实用新型属于电源技术领域,特别是涉及一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置。
背景技术
在工厂中的电力系统在运行过程中经常会发生由于雷击、对地短路、故障重合闸、备电自投、电网异常、大型设备启动等造成的电网电压瞬时跌落又恢复正常的现象,这种使电压瞬间较大幅度波动或者是断电恢复的现象称为电压暂降现象,又称为晃电。
晃电现象对连续生产中要求大量设备在工艺流程上不允许电动机跳闸停机的企业是灾难性的,轻则是经济损失,降低生产效率,重则还会发生火灾、爆炸乃至人身安全。
实用新型内容
为了能够检测出工厂电力系统发生的晃电现象,本实用新型提供了一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,不仅可以检测晃电现象,又能检测晃电时间、次数以及深度。同时本装置既能够输出交流电压,又可以输出直流电压,实现对工业现场发生晃电情况下不停机设备的保护功能。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置包括交流供电电路、充电电路、直流供电电路、电压检测单元及电池组;所述交流供电电路包括:第一开关、整流器、逆变器、隔离变压器、第一二极管及切换接触器;所述第一开关分别连接整流器与切换接触器,所述整流器分别连接逆变器与第一二极管的阴极,所述逆变器连接隔离变压器,所述隔离变压器连接切换接触器;所述充电电路包括:第二开关及充电机;所述第二开关连接充电机输入端;所述直流供电电路包括:直流接触器、第二二极管及熔断器;所述直流接触器输入端分别与充电机输出端、电池组、第一二极管的阳极及电压检测单元连接;所述电池组分别与第一二极管的阳极、充电机输出端、直流接触器的输入端及第二二极管的阳极连接。
所述电压暂降检测单元包括电压检测单元与三组线圈,所述电压检测单元与市电相连,每组线圈均与电压检测器连接,所述三组线圈的触点串联;
所述电压检测单元包括:第一电阻连接第二电阻,所述第二电阻连接第三电阻,所述第三电阻分别连接第四电阻、第五电阻以及第三二极管的阴极,所述第三二极管的阳极连接第四二极管的阳极,所述第四二极管的阴连接零线,所述第五电阻分别连接第六电阻与第一整流二极管内部的第五二级管的阴极以及双极型运算放大器模块的第二引脚,第六电阻分别连接第二整流二极管内部的第六二极管的阳极与第七电阻,所述第七电阻并联第八电阻,所述第七电阻分别连接第九电阻、第四电阻以及双极型运算放大器模块的第六引脚,所述第九电阻分别连接双极型运算放大器模块的第七引脚与第十电阻,所述第十电阻分别连接上位机与第一电容,所述第一电容接地,所述双极型运算放大器模块的第一引脚分别与第一整流二极管内部的第五二极管的阳极与第二整流二极管内部的第六二极管的阴极连接,第三引脚与地相连,第四引脚与电压检测单元内部的12V电源的负极相连,第五引脚分别与第三电容与第四电容连接,第三电容连接电压检测单元内部的12V电源的正极,第四电容连接电压检测单元内部的12V电源的负极,第八引脚连接电压检测单元内部的12V电源的正极。
所述的电池组包括若干串联的可充电电源。
所述的电池组还包括与电池组连接的电池检测板。
本装置还包括上位机,并通过RS485及TCP实现通讯。
本实用新型的技术方案具有以下有益效果:硬件集成度高、可靠性高。当市电发生晃电或异常中断情况下,通过电压暂降检测器可以检测进线端的晃电程度,为系统发出相应的晃电信号,同时给上位机发出晃电故障信号报警。当发生晃电时,本装置可以不间断的提供直流与交流电,防止因晃电现象而造成的经济损失与安全事故。
附图说明
图1是本实用新型系统结构图;
图2是本实用新型实施例电池组结构图;
图3是本实用新型实施例的电池检测板;
图4是本实用新型实施例的电压暂降检测器结构图;
图5是电压暂降检测器的电压检测单元的电路板结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示,本实施例提供了一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,包括交流供电电路、充电电路、直流供电电路、电压暂降检测单元及电池组;所述交流供电电路包括:第一开关QF1、整流器N1、逆变器N3、隔离变压器N4、第一二极管L1及STS控制器S1;所述第一开关QF1分别连接整流器N1与STS控制器S1,所述整流器N1分别连接逆变器N3与第一二极管L1的阴极,所述逆变器N3连接隔离变压器N4,所述隔离变压器N4连接STS控制器S1;所述充电电路包括:第二开关QF2及充电机N2;所述第二开关QF2连接充电机N2输入端;所述直流供电电路包括:直流接触器KM1、第二二极管L2及熔断器FU;所述直流接触器KM1输入端分别与充电机N2输出端、电池组N5、第一二极管L1的阳极及电压暂降检测单元P1连接;所述电池组N5分别与第一二极管的阳极L1、充电机N2输出端、直流接触器KM1的输入端及第二二极管L2的阳极连接;所述熔断器连接变频器U1、U2、U3、U4以及U5。
本装置还包括上位机,并通过RS485及TCP实现通讯。
当有市电时,充电机输入为AC380V,经过自身的输入保护、桥式整流、DC-DC变换、平滑滤波,输出保护等为由40支12V可充电的蓄电池串联而成的电池组N5充电,电池组N5中的35支为变频器U1、U2、U3、U4以及U5供电。
充电机N2的浮充电压为530V,充电机N2工作在手动模式下,设置充电机N2内部参数,通过RS485总线通讯将实际的输出电压与电流数据情况反馈给上位机保存并显示。
当发生晃电情况时,电压暂降检测器P1可以将晃电时间、晃电次数及晃电深度反馈给上位机。同时电压暂降检测器P1将直流接触器KM1吸合,使得电池组N5中的40支蓄电池全部参与直流供电,确保变频拖动设备可以安全稳定的工作在原有电压和频率范围内,使设备达到不失速运行。同时上位机控制切换接触器KM吸合,电池组的电能也会通过第一二极管L1、逆变器N3、隔离变压器N4以及切换接触器KM输出交流的380V电压。直流接触器KM1只有发生晃电情况时才会吸合,第一二极管L1可以起到限流作用,第二二极管L2可以防止方向击穿,熔断器FU可以防止电流过大。
如图2所示,电池组N5由40支12V的可充电的蓄电池串联而成。
如图3所示,电池组还包括与电池组N2连接的电池检测板BT1、BT2以及BT3。电池检测板BT1、BT2以及BT3用于检测每支蓄电池的使用情况。通过RS485通讯将实时的单个直流电源内部数据传往上位机进行监测,保证直流系统的稳定运行。
如图4所示,所述电压暂降检测单元包括电压检测单元C、线圈K1、K2和K3。所述电压检测单元C与市电AC380V相连,线圈K1、K2和K3连接电压检测单元C,所述线圈K1、K2和K3的触点串联;电压检测单元C检测市电U、V、W三相电压的稳定性,将结果发送至线圈K1、K2和K3。当有一相电压不稳定时,线圈的触点都会断开。K1、K2和K3线圈的触点是串联关系,所以当有一相发生电压波动时,电压暂降检测器都会动作。
如图5所示,以U相的连接方式为例,市电U相线连接电压检测单元内部的第一电阻R20,所述第一电阻R20连接第二电阻R22,所述第二电阻R22连接第三电阻R26,所述第三电阻R26分别连接第四电阻R24、第五电阻R28以及第三二极管D5的阴极,所述第三二极管D5的阳极连接第四二极管D6的阳极。所述第四二极管D6的阴级连接零线N,所述第五电阻R28分别连接第六电阻R18与整流二极管BAV70中的D2二级管的阴极以及双极型运算放大器模块TLE20221的第二引脚1IN-,第六电阻R18分别连接二极管D1的的阳极与第七电阻R19,所述第七电阻R19并联第八电阻R21,所述第七电阻R19分别连接第九电阻R23、第四电阻R24以及双极型运算放大器模块的第六引脚2IN-。所述第九电阻R23分别连接双极型运算放大器模块的第七引脚2OUT与第十电阻R29。所述第十电阻R29分别连接上位机与第一电容C52,所述第一电容C52接地。双极型运算放大器模块TLE20221的第一引脚分别与第一整流二极管BAV70内部的第五二极管D1的阳极与第二整流二极管BAV70内部的第六二极管D2的阴极连接,第三引脚与地相连,第四引脚与电压检测单元内部的12V电源的负极相连,第五引脚分别与第三电容C22与第四电容C23连接,第三电容C22连接电压检测单元内部的12V电源的正极,第四电容23连接电压检测单元内部的12V电源的负极,第八引脚连接电压检测单元内部的12V电源的正极。
当然,上述说明并非是对本实用新型的限制,本实用新型也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,其特征在于:包括交流供电电路、充电电路、直流供电电路、电压暂降检测单元及电池组;所述交流供电电路包括:第一开关、整流器、逆变器、隔离变压器、第一二极管及切换接触器;所述第一开关分别连接整流器与切换接触器,所述整流器分别连接逆变器与第一二极管的阴极,所述逆变器连接隔离变压器,所述隔离变压器连接切换接触器;所述充电电路包括:第二开关及充电机;所述第二开关连接充电机输入端;所述直流供电电路包括:直流接触器、第二二极管及熔断器;所述直流接触器输入端分别与充电机输出端、电池组、第一二极管的阳极及电压暂降检测单元连接;所述电池组分别与第一二极管的阳极、充电机输出端、直流接触器的输入端及第二二极管的阳极连接;
所述电压暂降检测单元包括电压检测单元与三组线圈,所述电压检测单元与市电相连,每组线圈均与电压检测器连接,所述三组线圈的触点串联;
所述电压检测单元包括:第一电阻连接第二电阻,所述第二电阻连接第三电阻,所述第三电阻分别连接第四电阻、第五电阻以及第三二极管的阴极,所述第三二极管的阳极连接第四二极管的阳极,所述第四二极管的阴级连接零线,所述第五电阻分别连接第六电阻与第一整流二极管内部的第五二级管的阴极以及双极型运算放大器模块的第二引脚,第六电阻分别连接第二整流二极管内部的第六二极管的阳极与第七电阻,所述第七电阻并联第八电阻,所述第七电阻分别连接第九电阻、第四电阻以及双极型运算放大器模块的第六引脚,所述第九电阻分别连接双极型运算放大器模块的第七引脚与第十电阻,所述第十电阻分别连接上位机与第一电容,所述第一电容接地,所述双极型运算放大器模块的第一引脚分别与第一整流二极管内部的第五二极管的阳极与第二整流二极管内部的第六二极管的阴极连接,所述双极型运算放大器模块的第三引脚与地相连,所述双极型运算放大器模块的第四引脚与电压检测单元内部的12V电源的负极相连,所述双极型运算放大器模块的第五引脚分别与第三电容与第四电容连接,第三电容连接电压检测单元内部的12V电源的正极,第四电容连接电压检测单元内部的12V电源的负极,第八引脚连接电压检测单元内部的12V电源的正极。
2.如权利要求1所述的一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,其特征在于:所述电池组包括若干串联的可充电电源。
3.如权利要求2所述的一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,其特征在于:还包括与电池组连接的直流检测板。
4.如权利要求1所述的一种解决电压暂降问题的工业不间断电源装置,其特征在于:还包括上位机,并通过RS485及TCP实现通讯。
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