CN219760707U - 一种凿岩台车直流电源不间断供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于凿岩台车供电技术领域，具体涉及一种凿岩台车直流电源不间断供电系统，包括外电模式电源、内燃模式电源、内外电切换电路和直流不间断电源；变压器的一次侧接至380V交流电，变压器的二次侧与并联的开关电源和交流220V继电器KA1的线圈连接，开关电源的输出侧与并联的其他直流负载、电脑系统和UPS模块连接；车体蓄电池的正极经过蓄电池开关后一路与串联的交流220V继电器KA1的常闭触点和直流24V大功率继电器KA2的线圈一端连接，另一路经过直流24V大功率继电器KA2的常开触点后与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的正极连接。本实用新型可为电脑系统提供不间断电源，保证电脑凿岩台车连续稳定作业。

Description

一种凿岩台车直流电源不间断供电系统

技术领域

本实用新型属于凿岩台车供电技术领域，具体涉及一种凿岩台车直流电源不间断供电系统。

背景技术

目前我国隧道施工方法以钻爆法为主，钻爆法施工主要采用凿岩台车进行凿岩钻孔。凿岩台车有传统液压凿岩台车和电脑凿岩台车。电脑凿岩台车是在液压凿岩台车的基础上引入电子计算机和自动控制技术，通过计算机自动控制钻机完成移位、定位和钻孔。随着智能化、数字化技术的发展，电脑凿岩台车已成为隧道施工的发展方向。

电脑凿岩台车依托电脑系统，处理存储数据信息。因此，电脑系统供电的稳定性十分重要。电脑系统电源主要采用直流24V供电，目前电脑系统供电主要分为两种模式：当电脑凿岩台车在外接市电时，市电经变压器、开关电源转换提供直流24V电源；当电脑凿岩台车在没有外接市电时，通过车体底盘内燃蓄电池提供电源。两种模式可以切换实现供电，但是在切换的过程中，电源会存在断电后重新上电的过程。该过程会导致电脑系统供电的间断，电脑系统重启可能造成电脑系统数据丢失，甚至造成工业电脑故障无法启动等问题，影响施工进度。

发明内容

为了解决电脑系统供电在切换时存在断电的问题，本实用新型提出了一种凿岩台车直流电源不间断供电系统，可为电脑系统提供不间断电源，保证电脑凿岩台车连续稳定作业。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型提供了一种凿岩台车直流电源不间断供电系统，包括外电模式电源、内燃模式电源、内外电切换电路和直流不间断电源；所述外电模式电源包括变压器和开关电源，所述内燃模式电源包括车体蓄电池和蓄电池开关，所述内外电切换电路包括交流220V继电器KA1和直流24V大功率继电器KA2，所述直流不间断电源包括UPS模块和与UPS模块连接的UPS后备电池；所述变压器的一次侧接至380V交流电，所述变压器的二次侧与并联的开关电源和交流220V继电器KA1的线圈连接，所述开关电源的输出侧与并联的其他直流负载、电脑系统和UPS模块连接；所述车体蓄电池的正极经过蓄电池开关后一路与串联的交流220V继电器KA1的常闭触点和直流24V大功率继电器KA2的线圈一端连接，另一路经过直流24V大功率继电器KA2的常开触点后与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的正极连接，所述直流24V大功率继电器KA2的线圈另一端与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的负极均接至车体蓄电池的负极。

进一步地，所述变压器将380V交流电转换为220V交流电，所述开关电源将220V交流电转换为24V直流电。

进一步地，所述内燃模式电源还包括底盘发电机，所述底盘发电机的一端经过蓄电池开关与车体蓄电池的正极连接，另一端与车体蓄电池的负极连接。

进一步地，所述直流不间断电源还包括大电流二极管，所述大电流二极管的正极与其他直流负载、开关电源和直流24V大功率继电器KA2的常开触点的正极汇合点连接，所述大电流二极管的负极与电脑系统和UPS模块的正极汇合点连接。

进一步地，所述UPS后备电池和UPS模块为一体式结构或者分体结构。

进一步地，所述UPS后备电池为铅酸电池、锂电池或者超级电容。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的凿岩台车直流电源不间断供电系统主要包括外电模式电源、内燃模式电源、内外电切换电路和直流不间断电源四个部分。当外接市电时，电脑系统通过外电模式电源供电；当外接市电断开后，由车体蓄电池提供电源；内外电切换电路可以实现外电模式电源和内燃模式电源之间的自动切换；在内外电切换时，转换过程的供电由直流不间断电源提供；内外电切换电路完成自动切换后，无论是外电模式电源还是内燃模式电源都可以为直流不间断电源提供实时充电功能，保证直流不间断电源处于正常后备状态。通过本系统这四部分的相互配合，可为电脑系统提供不间断电源，解决电脑凿岩台车电脑系统稳定供电问题，保证了电脑凿岩台车的正常施工需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的凿岩台车直流电源不间断供电系统的结构框图；

图2是本实用新型实施例的凿岩台车直流电源不间断供电系统的电气原理图。

图中序号所代表的含义为：

1.外电模式电源，11.变压器，12.开关电源；

2.内燃模式电源，21.车体蓄电池，22.蓄电池开关，23.底盘发电机；

3.内外电切换电路，31.交流220V继电器KA1的线圈，32.交流220V继电器KA1的常闭触点，33.直流24V大功率继电器KA2的线圈，34.直流24V大功率继电器KA2的常开触点；

4.直流不间断电源，41.UPS模块，42.UPS后备电池，43.大电流二极管；

5.其他直流负载，6.电脑系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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。

如图1和图2所示，本实施例的凿岩台车直流电源不间断供电系统包括外电模式电源1、内燃模式电源2、内外电切换电路3和直流不间断电源4；外电模式电源1包括变压器T01和开关电源V01，内燃模式电源2包括车体蓄电池G01和蓄电池开关S01，内外电切换电路3包括交流220V继电器KA1和直流24V大功率继电器KA2，直流不间断电源4包括UPS模块U01和与UPS模块U01连接的UPS后备电池G02，UPS后备电池G02和UPS模块U01可以是一体式结构，也可以是分体结构，UPS后备电池G02可以是铅酸电池、锂电池或者超级电容，结构简单，体积较小，可安装在电气柜内，不占用车内空间。变压器T01的一次侧接至380V交流电，变压器T01的二次侧与并联的开关电源V01和交流220V继电器KA1的线圈31连接，变压器T01可将380V交流电转换为220V交流电；开关电源V01的输出侧与并联的其他直流负载5、电脑系统6和UPS模块U01连接，开关电源V01可将220V交流电转换为24V直流电供负载和直流不间断电源4使用。车体蓄电池G01的正极经过蓄电池开关S01后一路与串联的交流220V继电器KA1的常闭触点32和直流24V大功率继电器KA2的线圈33一端连接，另一路经过直流24V大功率继电器KA2的常开触点34后与其他直流负载5、电脑系统6和UPS模块U01的正极连接，直流24V大功率继电器KA2的线圈33另一端与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的负极均接至车体蓄电池G01的负极。

进一步的，内燃模式电源2还包括底盘发电机G，底盘发电机G的一端经过蓄电池开关S01与车体蓄电池G01的正极连接，另一端与车体蓄电池G01的负极连接；当内燃发动机运行时，内燃发动机带动底盘发电机G为车体蓄电池G01充电并为电脑系统6供电。

直流不间断电源4还包括大电流二极管Q01，大电流二极管Q01的正极与其他直流负载5、开关电源V01和直流24V大功率继电器KA2的常开触点34的正极汇合点连接，大电流二极管Q01的负极与电脑系统6和UPS模块U01的正极汇合点连接。大电流二极管Q01防止UPS后备电池G02通过UPS模块U01逆向给其他直流负载5供电，快速消耗UPS后备电池G02的电量；配置大电流二极管Q01会导致其他直流负载5存在断电情况，但是对电脑凿岩台车施工影响不大。

电脑系统6供电情况分为以下三种工况。

工况一：外电模式电源1正常，内燃模式电源2断开，使用外电模式电源1供电。

外接市电供电，变压器T01将市电380V交流电转换为220V交流电，开关电源V01将220V交流电转换为24V直流电给电脑系统6供电。交流220V继电器KA1的线圈31得电，交流220V继电器KA1的常闭触点32断开，直流24V大功率继电器KA2处于断电状态，蓄电池开关S01处于分闸状态，内燃模式电源2断开。此时外电模式电源1通过UPS模块U01给UPS后备电池G02实时充电，保证直流不间断电源4处于正常待机状态，以便在内外电切换时保持充足电量。

工况二：外电模式电源1断开，内燃模式电源2正常，使用内燃模式电源2供电。

在没有外接市电时，开关电源V01无电源输出，交流220V继电器KA1的线圈31失电，交流220V继电器KA1的常闭触点32闭合，蓄电池开关S01处于闭合状态，车体蓄电池G01电源通过交流220V继电器KA1的常闭触点32使直流24V大功率继电器KA2的线圈33得电，直流24V大功率继电器KA2的常开触点34闭合，车体蓄电池G01电源通过闭合状态的直流24V大功率继电器KA2的常开触点34给电脑系统6供电。当内燃发动机处于运行状态时，内燃发动机带动底盘发电机G给车体蓄电池G01充电并给电脑系统6供电；当内燃发动机不运行时，采用车体蓄电池G01给电脑系统6供电。

工况三：外电模式电源1正常，内燃模式电源2也正常，此时外电模式电源1优先供电；当外电模式电源1断开，内外电切换电路3将电源切换至内燃模式电源2供电；在内燃模式电源2正常供电，外电模式电源1恢复正常时，内外电切换电路3将电源重新切换至外电模式电源1供电。

在外接市电并且蓄电池开关S01处于闭合状态时，交流220V继电器KA1的线圈31得电，交流220V继电器KA1的常闭触点32断开，直流24V大功率继电器KA2的线圈33失电，直流24V大功率继电器KA2的常开触点34处于断开状态，此时外电模式电源1优先供电。

当外接市电断开时，开关电源V01无直流电源输出，内燃模式电源2切换还未完成时，UPS后备电池G02通过UPS模块U01给电脑系统6供电。因外接市电断开，交流220V继电器KA1的线圈31失电，交流220V继电器KA1的常闭触点32恢复闭合，直流24V大功率继电器KA2的线圈33得电，直流24V大功率继电器KA2的常开触点34闭合，内燃模式电源2供电切换完成。切换完成后的内燃模式电源2通过UPS模块U01给UPS后备电池G02实时充电，保证直流不间断电源4处于正常待机状态，以便在内外电切换时保持充足电量。

在内燃模式电源2正常供电，外接市电重新恢复时，因外电模式电源1优先供电，此时内外电切换电路3重新切换至外电模式电源1供电。在切换的过程中，UPS后备电池G02通过UPS模块U01给电脑系统6供电，为电脑系统提供不间断电源供电。当切换完成后，外电模式电源1通过UPS模块U01给UPS后备电池G02实时充电，保证直流不间断电源4处于正常待机状态。

本实用新型的凿岩台车直流电源不间断供电系统可以实现电脑系统在内外电切换时不会断电，保证电脑系统供电的稳定性，不会导致电脑系统数据丢失或电脑系统故障，进而保证电脑凿岩台车连续稳定工作。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的 “一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，包括外电模式电源、内燃模式电源、内外电切换电路和直流不间断电源；所述外电模式电源包括变压器和开关电源，所述内燃模式电源包括车体蓄电池和蓄电池开关，所述内外电切换电路包括交流220V继电器KA1和直流24V大功率继电器KA2，所述直流不间断电源包括UPS模块和与UPS模块连接的UPS后备电池；所述变压器的一次侧接至380V交流电，所述变压器的二次侧与并联的开关电源和交流220V继电器KA1的线圈连接，所述开关电源的输出侧与并联的其他直流负载、电脑系统和UPS模块连接；所述车体蓄电池的正极经过蓄电池开关后一路与串联的交流220V继电器KA1的常闭触点和直流24V大功率继电器KA2的线圈一端连接，另一路经过直流24V大功率继电器KA2的常开触点后与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的正极连接，所述直流24V大功率继电器KA2的线圈另一端与其他直流负载、电脑系统和UPS模块的负极均接至车体蓄电池的负极。

2.根据权利要求1所述的凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，所述变压器将380V交流电转换为220V交流电，所述开关电源将220V交流电转换为24V直流电。

3.根据权利要求1所述的凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，所述内燃模式电源还包括底盘发电机，所述底盘发电机的一端经过蓄电池开关与车体蓄电池的正极连接，另一端与车体蓄电池的负极连接。

4.根据权利要求1所述的凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，所述直流不间断电源还包括大电流二极管，所述大电流二极管的正极与其他直流负载、开关电源和直流24V大功率继电器KA2的常开触点的正极汇合点连接，所述大电流二极管的负极与电脑系统和UPS模块的正极汇合点连接。

5.根据权利要求1所述的凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，所述UPS后备电池和UPS模块为一体式结构或者分体结构。

6.根据权利要求5所述的凿岩台车直流电源不间断供电系统，其特征在于，所述UPS后备电池为铅酸电池、锂电池或者超级电容。