專利名稱：高壓動力設(shè)備電源延時裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源設(shè)備的工業(yè)UPS，特別是涉及一種用于工礦企業(yè)大型動力設(shè)備在電網(wǎng)晃電時的瞬時動力補償，主要用于石油、化工、化纖、冶金、化肥、制藥、電 子等連續(xù)性生產(chǎn)的企業(yè)及動力系統(tǒng)的高壓動力設(shè)備電源延時裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)UPS裝置是為防止由于電網(wǎng)低電壓造成電壓瞬間閃落而設(shè)計制造的組合裝置。該組合裝置是由供電輸入電路、若干個超級電容器及邏輯控制中心組成。
由于現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，在各行各業(yè)的動力設(shè)備中大量采用了變頻調(diào)速器，但由于變頻調(diào)速器對電壓波動很敏感，其抗電壓波動的能力十分有限。另外，當(dāng)電壓瞬間閃落時由于動力設(shè)備非正常停車，不僅影響生產(chǎn)線的正常運行，造成較大的損失，如在煉油行業(yè)， 一次電壓閃落就會造成數(shù)百萬元的經(jīng)濟損失，如若處理不當(dāng)，還會使事故擴大，嚴(yán)重的會危及人身安全。
超級電容器是一種創(chuàng)新型器件，是新技術(shù)、新材料的快速發(fā)展的產(chǎn)物，其具有高功率密度、高循環(huán)壽命、快速充放電性能，可用于高壓動力領(lǐng)域?qū)Υ箅娏?、大功率的瞬時能源需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于工礦企業(yè)大型動力設(shè)備在電網(wǎng)晃 電時的瞬時動力補償，主要用于石油、化工、化纖、冶金、化肥、制藥、電子等連續(xù)性 生產(chǎn)的企業(yè)及動力系統(tǒng)的高壓動力設(shè)備電源延時裝置。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是 一種高壓動力設(shè)備電源延時裝置，包括有智能充 電模塊單元，與智能充電模塊單元的輸出相連的電容器組單元，以及與電容器組單元兩 端相連的輸出電路。
所述的智能充電模塊單元包括有2個以上的智能充電模塊，其輸入端共同連接輸入電源，輸出端對應(yīng)連接電容器組單元。
所述的電容器組單元包括有與所述的智能充電模塊單元所具有的智能充電模塊個數(shù)相同的2個以上的電容器組，所述的2個以上的電容器組串聯(lián)連接，其串聯(lián)后的兩端與 輸出電路相連，每個電容器組的兩端與對應(yīng)的一個智能充電模塊的輸出電源的正、負(fù)端 相連。
所述的每個電容器組是由2個或2個以上的電容器C相并聯(lián)構(gòu)成。
所述的每個電容器組的兩端各通過一個開關(guān)與對應(yīng)的一個智能充電模塊的輸出電源
的正、負(fù)端相連。
所述的每個電容器組與對應(yīng)的一個智能充電模塊的輸出電源之間還連接有電流表。 所述的輸出電路包括有隔離二極管VD1 VD6，用作靜態(tài)開關(guān)的晶閘管SCR1和SCR2， 及電阻R和交流接觸器，其中，隔離二極管VD1、 VD2相并聯(lián)后的正極連接電容器組單元 的一端，負(fù)極通過晶閘管SCR1與隔離二極管VD5的串聯(lián)至輸出端的正極；隔離二極管VD3、 VD4相并聯(lián)后的負(fù)極連接電容器組單元的另一端，正極通過晶閘管SCR2與隔離二極管VD6 的串聯(lián)至輸出端的負(fù)極；在隔離二極管VD1、 VD2相并聯(lián)后的負(fù)極與隔離二極管VD3、 VD4 相并聯(lián)后的正極之間還并聯(lián)有相串聯(lián)的交流接觸器和電阻R。 所述的晶閘管SCR1和SCR2的觸發(fā)端與控制電路相連。
本實用新型的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、壽 命長的特點。電容器投資費用低、終身免維護、系統(tǒng)可靠程度高、使用壽命長、充電快， 將超級電容器經(jīng)過系列組合后與變頻器的直流回路能夠很好的抗電網(wǎng)波動，保證生產(chǎn)的 連續(xù)，使用大容量電容器更有優(yōu)越性，很強的實用性。本實用新型的高壓動力設(shè)備電源 延時裝置適用范圍AC220V 3000V。
圖l是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出具體實施例，進一步說明本實用新型的高壓動力設(shè)備電源延時裝 置是如何實現(xiàn)的。
本實用新型依托變頻器的VVVF原理，采用超級電容器作為主要儲能器件，將超級電 容器儲存的電能通過變頻器的中間直流回路輸送到變頻器中，再經(jīng)過變頻器的逆變環(huán)節(jié) 送出交流電壓來驅(qū)動設(shè)備，這樣就能徹底解決因電網(wǎng)電壓波動的問題。
抗電網(wǎng)電壓波動的具體方法是采用以超級電容器為儲能器件，再配以電氣邏輯控制 回路，同時針對超級電容器的特點而采用的專用的供電輸入電路，這樣就裝配出了一種 抗電網(wǎng)波動的電源裝置。該電容器組通過二極管和變頻器的直流母排相連，在電網(wǎng)波動 時，超級電容器放電以維持變頻器的直流母排電壓。由于二極管的存在，電容器放電是 單方向的。
如圖1所示，本實用新型的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，包括有智能充電模塊單元A， 與智能充電模塊單元A的輸出相連的電容器組單元B，以及與電容器組單元B兩端相連的 輸出電路E。
所述的智能充電模塊單元A包括有2個以上的智能充電模塊CD(CD1-CD6)，其輸入 端共同連接輸入電源，輸出端對應(yīng)連接電容器組單元B。
所述的電容器組單元B包括有與所述的智能充電模塊單元A所具有的智能充電模塊CD1-CD6的個數(shù)相同的2個以上的電容器組，所述的2個以上的電容器組串聯(lián)連接，其串 聯(lián)后的兩端與輸出電路E相連，每個電容器組的兩端與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD的輸 出電源的正、負(fù)端相連。所述的每個電容器組是由2個或2個以上的電容器C相并聯(lián)構(gòu)成，如圖1中的Cl與C7的并聯(lián)、C2與C8的并聯(lián)、C3與C9的并聯(lián)、C4與C10的并聯(lián)、 C5與Cll的并聯(lián)、C6與C12的并聯(lián)。
所述的每個電容器組的兩端各通過一個開關(guān)QF與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD的輸 出電源的正、負(fù)端相連，如Cl與C7通過一個開關(guān)QF1與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD1 的輸出電源的正、負(fù)端相連；C2與C8通過一個開關(guān)QF2與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD2 的輸出龜源的正、負(fù)端相連；C3與C9通過一個開關(guān)QF3與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD3 的輸出電源的正、負(fù)端相連；C4與C10通過一個開關(guān)QF4與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD4 的輸出電源的正、負(fù)端相連；C5與Cll通過一個開關(guān)QF5與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD5 的輸出電源的正、負(fù)端相連；C6與C12通過一個開關(guān)QF6與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD6 的輸出電源的正、負(fù)端相連。
所述的每個電容器組與對應(yīng)的一個智能充電模塊CD的輸出電源之間還連接有電流表 PA。其中，充電模塊CD1對應(yīng)電流表PA1，充電模塊CD2對應(yīng)電流表PA2，充電模塊CD3 對應(yīng)電流表PA3，充電模塊CD4對應(yīng)電流表PA4，充電模塊CD5對應(yīng)電流表PA5，充電模 塊CD6對應(yīng)電流表PA6。
所述的輸出電路E包括有隔離二極管VD1 VD6，用作靜態(tài)開關(guān)的晶閘管SCR1和 SCR2，及電阻R和交流接觸器KM，其中，隔離二極管VD1、 VD2相并聯(lián)后的正極連接電容 器組單元B的一端，負(fù)極通過晶閘管SCR1與隔離二極管VD5的串聯(lián)至輸出端的正極；隔 離二極管VD3、 VD4相并聯(lián)后的負(fù)極連接電容器組單元B的另一端，正極通過晶閘管SCR2 與隔離二極管VD6的串聯(lián)至輸出端的負(fù)極；所述的輸出端的正極和輸出端的負(fù)極與變頻 器的直流母線相連。在隔離二極管VD1、 VD2相并聯(lián)后的負(fù)極與隔離二極管VD3、 VD4相 并聯(lián)后的正極之間還并聯(lián)有相串聯(lián)的交流接觸器KM和電阻R，交流接觸器KM和R是用于 檢修時放電。所述的晶閘管SCR1和SCR2的觸發(fā)端與控制電路相連。
若取電機額定功率為315KW，額定電壓1100V，當(dāng)變頻器運行時，直流母線的電壓為 1550V左右。采用6組耐壓300V的電容器串聯(lián)，每組有兩個相并聯(lián)的電容器，電容器容 量的選擇，按公式W=P×T=1/2×C×U2計算，其中
W:電容器存儲的能量
P:電動機的功率
C:電容器電容量
U:電容器兩端電壓
設(shè)定變頻器最低運行電壓1360V，抗2秒的電網(wǎng)波動，則C:2×P×T/△U=2×315×103 × 2 / (15502-13602) =2. 28F。
6組電容器，每個電容量為8F，電機工作于額定負(fù)載，可以抗時間為2秒的電網(wǎng)波動。
權(quán)利要求1.一種高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，包括有智能充電模塊單元(A)，與智能充電模塊單元(A)的輸出相連的電容器組單元(B)，以及與電容器組單元(B)兩端相連的輸出電路(E)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的智能充 電模塊單元(A)包括有2個以上的智能充電模塊(CD)，其輸入端共同連接輸入電源， 輸出端對應(yīng)連接電容器組單元(B)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的電 容器組單元(B)包括有與所述的智能充電模塊單元(A)所具有的智能充電模塊(CD) 個數(shù)相同的2個以上的電容器組，所述的2個以上的電容器組串聯(lián)連接，其串聯(lián)后的兩 端與輸出電路(E)相連，每個電容器組的兩端與對應(yīng)的一個智能充電模塊(CD)的輸出 電源的正、負(fù)端相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的每個電 容器組是由2個或2個以上的電容器C相并聯(lián)構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的每個電 容器組的兩端各通過一個開關(guān)(QF)與對應(yīng)的一個智能充電模塊(CD)的輸出電源的正、 負(fù)端相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的每個電 容器組與對應(yīng)的一個智能充電模塊(CD)的輸出電源之間還連接有電流表(PA)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的輸出電 路(E)包括有隔離二極管VD1 VD6，用作靜態(tài)開關(guān)的晶閘管SCR1和SCR2，及電阻R和 交流接觸器(KM)，其中，隔離二極管VD1、 VD2相并聯(lián)后的正極連接電容器組單元(B) 的一端，負(fù)極通過晶閘管SCR1與隔離二極管VD5的串聯(lián)至輸出端的正極；隔離二極管VD3、 VD4相并聯(lián)后的負(fù)極連接電容器組單元(B)的另一端，正極通過晶閘管SCR2與隔離二極 管VD6的串聯(lián)至輸出端的負(fù)極;在隔離二極管VD1、VD2相并聯(lián)后的負(fù)極與隔離二極管VD3、 VD4相并聯(lián)后的正極之間還并聯(lián)有相串聯(lián)的交流接觸器(KM)和電阻R。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓動力設(shè)備電源延時裝置，其特征在于，所述的晶閘管 SCR1和SCR2的觸發(fā)端與控制電路相連。
專利摘要本實用新型公開一種高壓動力設(shè)備電源延時裝置，包括有智能充電模塊單元，與智能充電模塊單元的輸出相連的電容器組單元，以及與電容器組單元兩端相連的輸出電路。智能充電模塊單元包括有2個以上的智能充電模塊，其輸入端共同連接輸入電源，輸出端對應(yīng)連接電容器組單元。電容器組單元包括有與智能充電模塊單元所具有的智能充電模塊個數(shù)相同的2個以上的電容器組，所述的2個以上的電容器組串聯(lián)連接，其串聯(lián)后的兩端與輸出電路相連，每個電容器組的兩端與對應(yīng)的一個智能充電模塊的輸出電源的正、負(fù)端相連。本實用新型具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)可靠程度高、性能穩(wěn)定、終身免維護的特點。保證生產(chǎn)的連續(xù)，使用大容量電容器更有優(yōu)越性，很強的實用性。
文檔編號H02J15/00GK201181858SQ200820074398
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者力 劉 申請人:齊 紅