CN209434955U - 一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源技术领域，尤其为一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，包括交流供电电路、电压暂降不间断电源装置，其中：交流供电电路包括第一电源开关、第二电源开关、变频器、电抗器；第一电源开关连接电压暂降不间断电源装置，电压暂降不间断电源装置连接变频器直流输入端子，第二电源开关连接变频器、变频器交流输出端子连接电抗器，电抗器连接变频器拖动设备。本实用新型，不仅可以根据变频器基本参数进行设置，又能自动比照设备直流端与变频器直流端电压、自动切换。同时本装置具有超级电容储能单元，可以自动输出直流电压，实现对工业现场发生晃电情况下变频器拖动设备不停机、不失速的保护功能。

Description

一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体为一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置。

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。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，以解决上述背景技术中提出的问题。该解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置具有可以不间断的提供直流电，防止因晃电现象而造成的经济损失与安全事故优点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，包括交流供电电路、电压暂降不间断电源装置，其中：所述交流供电电路包括第一电源开关、第二电源开关、变频器、电抗器；所述第一电源开关连接电压暂降不间断电源装置，电压暂降不间断电源装置连接变频器直流输入端子，所述第二电源开关连接变频器、变频器交流输出端子连接电抗器，电抗器连接变频器拖动设备，还包括上位机，并通过RS485实现与电压暂降不间断电源装置的通讯。

进一步的，所述电压暂降不间断电源装置包括超级电容储能单元电路、总线电能采集电路、直流电源自动切换电路及中央控制器控制电路。

进一步的，所述超级电容储能单元电路包括第一超级电容、保护电阻；所述第一超级电容正极分别连接并联保护电阻，所述第一超级电容负极分别连接第二超级电容的正极，所述第二超级电容并联保护电阻，连接第三超级电容正极，共串联216枚超级电容单元组成超级电容储能单元。

进一步的，所述总线电能采集电路包括总线电压变送器及总线电流变送器；所述总线电压变送器连接第一超级电容的正极及第216超级电容负极；所述直流电源自动切换电路包括：切换IGBT单元、直流接触器、直流熔断器及直流空气开关；所述切换IGBT单元一端连接第一超级电容正极另一端连接直流接触器常开点，所述直流接触器一端连接切换IGBT单元另一端连接直流熔断器，所述直流熔断器一端连接直流接触器另一端连接直流空气开关。

进一步的，所述总线电压变送器包括：第一电阻分别连接总线电压信号、第二电阻、第一LM324运放第三引脚及模拟接地，所述第二电阻连接第三电阻、第四电阻、第一电阻、第一LM324运放第二引脚及模拟接地，所述第三电阻分别连接第四电阻、第一LM324运放第一引脚，所述第四电阻分别连接第三电阻、第一滑动电阻器及第二电阻，第五电阻分别连接第一LM324运放第十一引脚，第一滑动电阻器及输出负极，第六电阻分别连接滑动电阻器、第一LM324运放第四引脚及输出正极。

进一步的，所述总线电流变送器包括：第七电阻分别连接总线电流信号、第八电阻、第二LM324运放第三引脚及模拟接地，所述第八电阻连接第九电阻、第十电阻、第七电阻、第二LM324运放第二引脚及模拟接地，所述第九电阻分别连接第十电阻、第二LM324运放第一引脚，所述第十电阻分别连接第九电阻、第二滑动电阻器及第八电阻，所述第十一电阻分别连接第二LM324运放第十一引脚，第二滑动电阻器及输出负极，所述第十二电阻分别连接第二滑动电阻器、第二LM324运放第四引脚及输出正极。

进一步的，所述的超级电容储能单元包括若干串联的可充电电源。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

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，通过总线电能采集可以检测直流端的电压及电流变化情况，当直流端电压不足时自动将装置直流投入。当发生晃电时，本装置可以不间断的提供直流电，防止因晃电现象而造成的经济损失与安全事故。

为了能够在工厂变频器拖动设备发生晃电时使连续运行设备短时间不失速运行，本实用新型提供了一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，不仅可以根据变频器基本参数进行设置，又能自动比照设备直流端与变频器直流端电压、自动切换。同时本装置具有超级电容储能单元，具有比电池更长的使用寿命、更小的体积、更强的可靠性，实现对工业现场发生晃电情况下变频器拖动设备不停机、不失速的保护功能。

附图说明

图1是本实用新型系统结构图。

图2是本实用新型实施原理图。

图3是本实用新型实施例的总线电压检测图。

图4是本实用新型实施例的总线电流检测图。

图5是本实用新型CPU控制原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：

一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，包括交流供电电路、电压暂降不间断电源装置；所述交流供电电路包括：第一电源开关QF-1、第二电源开关QF-11（到QF-N）、电压暂降不间断电源装置V1（到VN）、变频器、T1电抗器；所述第一电源开关QF-1连接电压暂降不间断电源装置，电压暂降不间断电源装置连接变频器直流输入端子，所述第二电源开关QF-11连接变频器、变频器交流输出端子连接T1电抗器，TI电抗器连接变频器拖动设备；本装置还包括上位机，并通过RS485实现通讯。

当有市电时，电压暂降不间断电源装置，经过自身的输入保护、桥式整流、DC-DC变换为超级电容组充电，超级电容储能单元由216支2.7V可充电的超级电容串联而成的电池组，并联保护电阻，超级电容储能单元为变频器提供直流供电。

所述总线电能采集单元电路包括总线电压变送器与总线电流变送器，所述总线电压变送器与超级电容储能组相连，所述总线电流变送器与超级电容储能组正极相连；当发生晃电情况时，电压暂降不间断电源装置可以采集总线电压、总线电流，通过内部计算判断变频器直流端电压是否符合运行要求，当电压低于运行要求额定值时电压暂降不间断电源装置为变频器补充直流电压，超级电容储能单元中的216支超级电容全部参与直流供电，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。电池组的电能也会通过电压暂降不间断电源装置输出交流的380V电压。

如图2所示，原理图中包括总线电压变送器U1、超级电容储能单元、总线电流变送器A1、切换IGBT单元、直流接触器KM1、直流空气开关QF1、直流熔断器F1及包括二极管D2，超级电容储能单元由216支2.7V的可充电的超级电容串联而成，U1、A1分别采集总线电压、总线电流，通过内部计算控制切换IGBT单元，KM1为变频器提供直流电压输出，F1作为总线电流保护装置。

如图3所示，电压暂降不间断电源装置包括总线电压的检测总线电压信号。R1分别连接总线电压信号、R2、第一ICA运放第三引脚及模拟接地，所述R2连接R3、R4、R1、第一ICA运放第二引脚及模拟接地，所述R3分别连接R4、第一ICA运放第一引脚，所述R4分别连接R3、RW1及R2，R5分别连接第一ICA运放第十一引脚，RW1及输出负极，R6分别连接RW1、第一ICA运放第四引脚及输出正极总线电压检测用于检测每支超级电容的使用情况。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，所述电压暂降不间断电源包括总线电流的检测总线电流信号。所述R7分别连接总线电流信号、R8、第二ICA（ICB）运放第三引脚及模拟接地，所述R8连接R9、R10、R7、第二ICA运放第二引脚及模拟接地，所述R9分别连接R10、第二ICA运放第一引脚，所述R10分别连接R9、RW2电阻器及R8，所述R11分别连接第二ICA运放第十一引脚，RW2及输出负极，所述R12分别连接RW2、第二ICA运放第四引脚及输出正极。

如图5所示，包括上位机手操器Q1、中央处理单元P1、切换IGBT单元控制输出，直流接触器KM1控制输出，直流总线电压及直流总线电流模拟量采集单元，上位机手操器Q1与中央处理器P1用RS485的连接方式，控制输出部分采用继电器输出方式进行控制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，包括交流供电电路、电压暂降不间断电源装置，其中：所述交流供电电路包括第一电源开关、第二电源开关、变频器、电抗器；所述第一电源开关连接电压暂降不间断电源装置，电压暂降不间断电源装置连接变频器直流输入端子，所述第二电源开关连接变频器、变频器交流输出端子连接电抗器，电抗器连接变频器拖动设备，还包括上位机，并通过RS485实现与电压暂降不间断电源装置的通讯。

2.根据权利要求1所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述电压暂降不间断电源装置包括超级电容储能单元电路、总线电能采集电路、直流电源自动切换电路及中央控制器控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述超级电容储能单元电路包括第一超级电容、保护电阻；所述第一超级电容正极分别连接并联保护电阻，所述第一超级电容负极分别连接第二超级电容的正极，所述第二超级电容并联保护电阻，连接第三超级电容正极，共串联216枚超级电容单元组成超级电容储能单元。

4.根据权利要求3所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述总线电能采集电路包括总线电压变送器及总线电流变送器；所述总线电压变送器连接第一超级电容的正极及第216超级电容负极；所述直流电源自动切换电路包括：切换IGBT单元、直流接触器、直流熔断器及直流空气开关；所述切换IGBT单元一端连接第一超级电容正极另一端连接直流接触器常开点，所述直流接触器一端连接切换IGBT单元另一端连接直流熔断器，所述直流熔断器一端连接直流接触器另一端连接直流空气开关。

5.根据权利要求4所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述总线电压变送器包括：第一电阻分别连接总线电压信号、第二电阻、第一LM324运放第三引脚及模拟接地，所述第二电阻连接第三电阻、第四电阻、第一电阻、第一LM324运放第二引脚及模拟接地，所述第三电阻分别连接第四电阻、第一LM324运放第一引脚，所述第四电阻分别连接第三电阻、第一滑动电阻器及第二电阻，第五电阻分别连接第一LM324运放第十一引脚，第一滑动电阻器及输出负极，第六电阻分别连接滑动电阻器、第一LM324运放第四引脚及输出正极。

6.根据权利要求4所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述总线电流变送器包括：第七电阻分别连接总线电流信号、第八电阻、第二LM324运放第三引脚及模拟接地，所述第八电阻连接第九电阻、第十电阻、第七电阻、第二LM324运放第二引脚及模拟接地，所述第九电阻分别连接第十电阻、第二LM324运放第一引脚，所述第十电阻分别连接第九电阻、第二滑动电阻器及第八电阻，第十一电阻分别连接第二LM324运放第十一引脚，第二滑动电阻器及输出负极，第十二电阻分别连接第二滑动电阻器、第二LM324运放第四引脚及输出正极。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述的超级电容储能单元包括若干串联的可充电电源。

8.根据权利要求7所述的一种解决变频器电压暂降不间断的小型电源装置，其特征在于，所述的超级电容储能单元还包括与超级电容储能单元连接的检测板。