CN209948782U - 一种无间断电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种无间断电源系统，包括整流模块、储能模块、逆变器、电流采样模块、谐波补偿模块，控制模块和燃油电机；所述整流模块的输入端与市电连接，所述整流模块的输出端分别与逆变器的输入端、储能模块的输入端和电流检测模块的输入端连接；所述储能模块与所述控制模块连接；所述控制模块的输入端与所述电流采样模块连接；所述控制模块的输出端分别与谐波补偿模块的输入端和预警模块的输入端连接；所述谐波补偿模块的输出端与所述逆变器的输入端连接；本实用新型提高了系统的而安全性的同时还可以有效净化市电。

Description

一种无间断电源系统

技术领域

本实用新型涉及电气应用自动化领域，尤其涉及一种无间断电源系统。

背景技术

随着经济和工业技术的发展，电力系统已深入到人们工作和生活的方方面面，如何为用户提供安全、可靠、优质、经济的电能已成为当前电力系统发展面临的主要问题。而针对市电出现质量问题时，往往需要采用不间断电源系统。传统的不间断电源系统为保障重要设备的不间断供电，要不断通过整流器和逆变器转换电能，容易造成公共连接点的故障，并且强电网情况下产生不必要的电能消耗，已经不适应与对搞电力保障领域的不间断供电要求。传统的不间断电源系统需要人工定期检修，出现故障时无法及时处理，无法保障不间断供电系统的稳定性。

实用新型内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种无间断电源系统，主要解决无间断电源系统自动化程度低的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本实用新型采用的技术方案如下。

一种无间断电源系统，包括整流模块、储能模块、逆变器、用于采样电流并转换为数字信号的电流采样模块、用于调节逆变器输入端谐波的谐波补偿模块和用于对采集的信息进行运算并发出控制命令的控制模块；

所述整流模块的输入端与市电连接，所述整流模块的输出端分别与逆变器的输入端、储能模块的输入端和电流检测模块的输入端连接；所述储能模块与所述控制模块连接；所述控制模块的输入端与所述电流采样模块连接；所述控制模块的输出端分别与谐波补偿模块的输入端和预警模块的输入端连接；所述谐波补偿模块的输出端与所述逆变器的输入端连接；

所述系统还包括燃油电机，所述燃油电机设置有用于控制燃油电机开断的开关单元，所述控制模块的输出端与所述开关单元的输入端连接；所述燃油电机的输出端与所述逆变器连接；所述逆变器的输出端连接负载。

可选地，所述储能模块包括蓄电池、用于检测蓄电池运行参数的电池检测单元和用于市电断开时导通蓄电池与逆变器间通路的单向单元；所述所述蓄电池的输入端与所述整流模块连接；所述蓄电池的输出端分别与所述电池检测单元的输入端和所述单向单元的输入端连接；所述电池检测单元的输出端与所述控制模块的输入端连接。

可选地，所述电流采样模块包括电流检测器和模数转换器；所述电流检测器的输入端与所述整流模块的输出端连接；所述电流检测器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述控制模块的输入端连接。

可选地，所述控制模块包括中央处理器、网络处理器、数字信号处理器、单片机或现场可编程门阵列中的一种。

可选地，所述谐波补偿模块包括滤波单元和用于将补偿电流与所述整流模块输出电流进行耦合的补偿电流耦合单元；所述补偿电流耦合单元的输入端与所述控制模块的输出端连接；所述补偿电流耦合单元的输出端与滤波单元的输入端连接；所述滤波单元的输出端与所述逆变器的输入端连接。

可选地，所述预警模块包括声光报警器、用于显示报警信息的显示器、用于联系附近管理人员的近场通信器和用于连接远端服务器的远场通信器中的一种或多种。

可选地，燃油电机还设置有用于检测油箱中燃油油量的油量传感器，所述油量传感器的输出端与所述控制模块连接。

如上所述，本实用新型一种无间断电源系统，具有以下有益效果。

通过对储能模块进行监控，结合预警模块可及时发现储能模块故障，及时检修；通过备用燃油电机自动控制，增强五间店电源系统的持续续航能力；通过谐波补偿模块抵消电路中的谐波污染，降低谐波对负载的影响。

附图说明

图1为本实用新型无间断电源系统的结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

随着经济与科技的发展，电力电子产品已深入人们生活的方方面面，尤其随着计算机相关技术的不断更迭，许多工作不得不依赖于电力电子设备。因此，对于电力系统的要求也越来越高。如何保障电力系统为用户提供安全、可靠、优质的电能，已成为目前电力系统发展的主要问题。而作为最为贴近人们工作和生活的电网系统，市电供电系统的安全性和可靠性问题显得尤为重要。市电供电出现问题，如突然断电时，电子设备突然掉电常会造成重要工作文件丢失，或其他不可修复的损坏。因此，通产会在市电与用户设备间引入不间断电源系统，在市电供电的同时，对不间断电源系统的蓄电池进行充电，当市电断开时，由蓄电池继续对用户设备供电，保障用户有充足的时间应对突然断电的情况，及时保存重要数据及文件。但是传统的不间断供电系统，对与自身设备故障缺乏自检能力，需要定期巡检，自动化程度低，而且对与电网中的谐波污染没有足够的应对措施。基于这些问题，本实用新型提供了一种无间断电源系统。

请参阅图1，一种无间断电源系统，包括整流模块1、储能模块2、逆变器5、电流采样模块3、谐波补偿模块4和控制模块6；在一实施例中，整流模块1可以为全波整流器或桥式整流器。整流器的输出端分别与逆变器5的输入端和储能模块2的输入端连接。

在一实施例中，储能模块2包括蓄电池、电池检测单元和单向单元；蓄电池的输入端与整流模块1的输出端连接，电池检测单元与蓄电池连接，检测蓄电池的各项参数，被检测的参数包括电池温度、电压、电量以及循环周期等参数，便于判断蓄电池的运行情况。蓄电池的输出端与单向单元的输入端连接，单向单元的输出端与逆变器5的输入端连接。在另一实施例中，单向单元可以为二极管或其他可以实现单向导通功能的电子器件。以二极管为例，二极管正极与蓄电池连接，二极管负极与逆变器5连接。当市电正常供电时，二极管处于截止状态，此时，整流器通过逆变器5给用户供电的同时，也为储能模块2中的蓄电池提供充电的电能；当市电断开时，二极管处于导通状态，由蓄电池继续为用户供电，实现断电后电能无缝续接。

电池检测单元的输出端与控制模块6连接。在一实施例中，控制模块6包括中央处理器、网络处理器、数字信号处理器、单片机或现场可编程门阵列中的一种。电池检测单元将检测的蓄电池运行数据发送给控制模块6，由控制模块判断检测数据是否出现异常。在另一实施例中，所述电池检测单元可以包括温度传感器和检测电路，检测电路可以通过在蓄电池正极或负极串入一个电流检测电阻的方式，一旦有电流流入或者流出蓄电池时，就会在电阻的两端产生电压，通过检测电压就可以计算出流过电池的电流，电压检测可以采用电压互感器；控制模块6通过计算电流相对于时间的积分就能得到变化的电量。其他电池参数的计算方法为常规方法，这里不再赘述。

在一实施例中，控制模块6的输出端还与预警模块9的输入端连接，预警模块9包括声光报警器、用于显示报警信息的显示器、用于联系附近管理人员的近场通信器和用于连接远端服务器的远场通信器中的一种或多种。当控制模块6判断电池的检测数据存在异常时，发送命令给预警模块9，预警模块9可以通过声光报警器发出提示音，或进行指示灯闪烁提示，也可以通过近场通信器，发送信息给管理人员的手持设备或其他用于接收预警信息的设备，还可以通过远场通信器将预警信息传入服务器，服务器直接将提示信息发送给管理人员操作界面。在另一实施例中，近场通信器包括ZigBee通信器、WiFi通信器或蓝牙等；远场通信器可以采用移动通信网络等可实现远程网络连接的通信装置。

在一实施例中，系统还增设了燃油电机8，燃油电机8设置有开关单元7，开关单元7的输入端与控制模块6的输出端的连接，开关单元7用于控制燃油电机8的开断，燃油电机8的输出端与逆变器5的输入端连接。当蓄电池故障或电量不足时，控制模块6发送控制命令给开关单元7，控制燃油电机8启动运行，作为备用能源。在另一实施例中，燃油箱可设置油量传感器，实时监测燃油电机8中的油量，油量低于设定值时，油量传感器将检测结果反馈给控制模块6，通过预警模块9提醒管理人员及时处理。在另一实施例中，燃油电机8可以为交流电机，输出直接与用户端负载连接进行供电。

在一实施例中，电流采样模块3包括电流检测器和模数转换器；电流检测器的输入端与整流模块的输出端连接；电流检测器的输出端与模数转换器的输入端连接；模数转换器的输出端与控制模块6的输入端连接。电流检测器可以采用电流互感器，通过电流互感器的感应线圈获取感应电流，并将感应电流输入模数转换器转换成数字电流信号，再将数字信号输入控制模块，通过计算将电流中谐波与基波分离，并对谐波进行脉宽调制，得到驱动脉冲信号。

控制模块6的输出端与谐波补偿模块4的输入端连接；谐波补偿模块的输出端连接在逆变器的输入线上。谐波补偿模块4根据控制模块6发送的驱动脉冲信号，对整流器与逆变器间的电流进行补偿，抵消电路中的谐波。

在一实施例中，谐波补偿模块4包括补偿电流耦合单元和滤波单元，补偿电流耦合单元包括可以通过常规的极性反转电路，接收控制模块的脉冲信号，并将脉冲信号极性反转后输入逆变器的输入电路中。

在一实施例中，滤波单元可以包括分压电阻和滤波电容，滤波电容与分压电阻并联，分压电阻的阻值可以根据外部电路的需求作调整，滤波电容的容值也可根据实际需求进行适应性调整。也可以在整流器与逆变器的主电路中接入电感，结合滤波电容，实现滤除杂波的功能。驱动脉冲信号输入补偿电流耦合单元转换成极性相反的补偿电流，通过谐波补偿模块4输入电路后可抵消电路中的谐波分量，防止谐波对用户端设备造成影响。

综上所述，本实用新型一种无间断电源系统，通过设置备用发电机，增强系统续航能力，系统储能模块故障时，可及时取代储能模块供电，提高系统容错率；增设谐波补偿功能，净化市电；通过控制模块实现自动控制和预警，不需要定期巡检，自动化程度高。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种无间断电源系统，其特征在于，包括整流模块、储能模块、逆变器、燃油电机、用于采样电流并转换为数字信号的电流采样模块、用于调节逆变器输入端谐波的谐波补偿模块和用于对采集的信息进行运算并发出控制命令的控制模块；

所述整流模块的输入端与市电连接，所述整流模块的输出端分别与逆变器的输入端、储能模块的输入端和电流检测模块的输入端连接；所述储能模块与所述控制模块连接；所述控制模块的输入端与所述电流采样模块连接；所述控制模块的输出端分别与谐波补偿模块的输入端和预警模块的输入端连接；所述谐波补偿模块的输出端与所述逆变器的输入端连接；

所述燃油电机设置有用于控制燃油电机开断的开关单元，所述控制模块的输出端与所述开关单元的输入端连接；所述燃油电机的输出端与所述逆变器连接；所述逆变器的输出端连接负载。

2.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，所述储能模块包括蓄电池、用于检测蓄电池运行参数的电池检测单元和用于市电断开时导通蓄电池与逆变器间通路的单向单元；所述蓄电池的输入端与所述整流模块连接；所述蓄电池的输出端分别与所述电池检测单元的输入端和所述单向单元的输入端连接；所述电池检测单元的输出端与所述控制模块的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，所述电流采样模块包括电流检测器和模数转换器；所述电流检测器的输入端与所述整流模块的输出端连接；所述电流检测器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述模数转换器的输出端与所述控制模块的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，所述控制模块包括中央处理器、网络处理器、数字信号处理器、单片机或现场可编程门阵列中的一种。

5.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，所述谐波补偿模块包括滤波单元和用于将补偿电流与所述整流模块输出电流进行耦合的补偿电流耦合单元；所述补偿电流耦合单元的输入端与所述控制模块的输出端连接；所述补偿电流耦合单元的输出端与滤波单元的输入端连接；所述滤波单元的输出端与所述逆变器的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，所述预警模块包括声光报警器、用于显示报警信息的显示器、用于联系附近管理人员的近场通信器和用于连接远端服务器的远场通信器中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的无间断电源系统，其特征在于，燃油电机还设置有用于检测油箱中燃油油量的油量传感器，所述油量传感器的输出端与所述控制模块连接。

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