專利名稱：用于電動機(jī)的大功率不間斷電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種工業(yè)電源裝置。
石油、化工、玻璃等連續(xù)性生產(chǎn)廠家，幾乎任何形式的電源中斷所產(chǎn)生的損失都為企業(yè)所無法承受。為了減少電源中斷所造成的損失，使用了不間斷電源。幾種現(xiàn)有的不間斷電源都有明顯缺點(diǎn)1、UPS造價(jià)極高，僅適用于小型用戶，不適用于大型電動機(jī)。
2、發(fā)電站實(shí)現(xiàn)0秒停電很不經(jīng)濟(jì)。不適用于大型電動機(jī)。
3、抽水蓄能電站不適用于工廠用戶。
4、太陽能蓄能裝置地區(qū)性使用。不適用于工廠用戶。
5、風(fēng)力蓄能裝置地區(qū)性使用。不適用于工廠用戶。
6、飛輪蓄能裝置僅限特殊場合使用。
對于中大型電動機(jī)，上述裝置都不能滿足使用要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種電動機(jī)用大功率不間斷供電裝置，專為極重要電動機(jī)和其他負(fù)荷提供不間斷的電源。其最大特點(diǎn)是可以直接驅(qū)動電動機(jī)負(fù)載。同時(shí)，該裝置可以具有UPS的全部主要功能。
本裝置包括有(1)發(fā)電機(jī)1和電池組5,(2)多重整流單元2和7，并聯(lián)控制單元3、6和8，直流母線4和9,(3)兩路電源切換單元10和交流電機(jī)控制單元11，或者兩路電源切換單元12和直流電機(jī)控制單元13，或者同時(shí)具有兩路電源切換單元10、交流電機(jī)控制單元11以及兩路電源切換單元12、直流電機(jī)控制單元13，電連接結(jié)構(gòu)如下1、發(fā)電機(jī)1的輸出端與多重整流單元2的輸入端相接，多重整流單元2的輸出端與并聯(lián)控制單元3的輸入端相接，并聯(lián)控制單元3的輸出端與直流母線4相接，2、電池組5的輸出端與并聯(lián)控制單元6的輸入端相接，并聯(lián)控制單元6的輸出端與直流母線4相接，3、市電輸出端與多重整流單元7的輸入端相接，多重整流單元7的輸出端與并聯(lián)控制單元8的輸入端相接，并聯(lián)控制單元8的輸出端與直流母線9相接，4，兩路電源切換單元10的輸入端分別與母線4和9相接而輸出端與交流電機(jī)控制單元11的輸入端相接，交流電機(jī)控制單元11的輸出端為本裝置向交流電機(jī)供電的輸出端，5、兩路電源切換單元12的輸入端分別與母線4和9相接而輸出端與直流電機(jī)控制單元13的輸入端相接，直流電機(jī)控制單元13的輸出端為本裝置向直流電機(jī)供電的輸出端。
本實(shí)用新型最好還包括有兩路電源切換單元14和直流/交流變換單元15，兩路電源切換單元14的輸入端分別與母線4和9相接而輸出端與直流/交流變換單元15的輸入端相接，直流/交流變換單元15的輸出端為本裝置向其他用電設(shè)備供電的輸出端。
所說發(fā)電機(jī)可為普通電起動發(fā)電機(jī)，目的是停電時(shí)提供長時(shí)電能。所有市售380V50HZ/60HZ系列都可使用，如英國P550E。
所說電池組可為普通免維護(hù)高能電池，目的是提供短時(shí)電能。所有市售產(chǎn)品都可使用，如德國SUNLITE。
所說多重整流單元可為普通硅多重整流裝置，目的是把交流電變?yōu)橹绷麟?。其?gòu)成可以是可控硅，二極管，IGBT,GTR。普通市售產(chǎn)品都可使用，如德國IXY MDD172。其控制電路為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知，如可按<半導(dǎo)體變流技術(shù)>P280圖8-16(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社)?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<半導(dǎo)體變流技術(shù)>(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社，P56-64)；<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>(日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社，P217-224)。
所說并聯(lián)控制單元由普通硅元件組成，目的是控制各功能部分與母線的分離與聯(lián)通。其構(gòu)成可以是可控硅，二極管，IGBT,GTR，機(jī)械開關(guān)。普通市售產(chǎn)品都可使用，如德國IXYMDD172。其控制電路為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知，如可按<半導(dǎo)體變流技術(shù)>(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社)P280、圖8-16?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<半導(dǎo)體變流技術(shù)>(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社P9-32)；<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>(日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社，P9-35)。
所說并聯(lián)母線為電柜內(nèi)部的聯(lián)接導(dǎo)體，由普通銅母排構(gòu)成。
所說兩路電源切換單元為普通直流并聯(lián)供電單元，目的是把不同來源的電源并聯(lián)到用電設(shè)備上。其構(gòu)成可以是可控硅，二極管，IGBT,GTR。普通市售產(chǎn)品都可使用，如德國IXYMDD172。其控制電路為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知，如可按<半導(dǎo)體變流技術(shù)>(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社)P280、圖8-16?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<半導(dǎo)體變流技術(shù)>(西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社P9-32):<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>(日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社，P9-35)。
所說交流電機(jī)控制單元為普通的DC/AC變流器，目的是把直流變?yōu)榻涣?，并且使交流電滿足普通電動機(jī)的無級調(diào)速要求。其電路為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知，其構(gòu)成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售產(chǎn)品都可使用，如日本YASKAWA 616P5，所有控制功能已包括在產(chǎn)品內(nèi)，產(chǎn)品說明書編號為TO-S616-12?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<半導(dǎo)體變流技術(shù)>，西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社，P9-32。<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>，日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社，P9-35,P114-123。
所說直流電機(jī)控制單元為普通的直流斬波器，目的是控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩。其構(gòu)成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售產(chǎn)品都可使用，如美國PUMA-3，所有控制功能已包括在該產(chǎn)品內(nèi)，說明書編號為DC/CP-3-93?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>，日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社，P79-106。
所說直流交流變換單元為普通的DC/AC變流裝置，把直流變?yōu)?0HZ或60HZ的交流電，產(chǎn)生與普通UPS完全相同的效果，目的是為除大功率電動機(jī)以外的其他交流用電設(shè)備提供電能。其電路為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知。其構(gòu)成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售產(chǎn)品都可使用，如日本YASKAWA 616P5，所有控制功能已包括在該產(chǎn)品內(nèi)，產(chǎn)品說明書編號為TO-S616-12PC?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)<半導(dǎo)體變流技術(shù)>，西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社P9-32。<電力半導(dǎo)體變流技術(shù)>，日本電氣學(xué)會編1993，機(jī)械工業(yè)出版社P9-35。
本實(shí)用新型中的發(fā)電機(jī)可以是多臺或單臺。電池組可以是多組或單組。市電裝置可以是多臺，可以是單臺。交流電機(jī)控制單元可以是多個或單個。直流電機(jī)控制單元可以是多個或單個。直流交流變換單元可以是多個或單個。
本實(shí)用新型工作原理由并聯(lián)控制單元把來自發(fā)電機(jī)并經(jīng)過整流的直流電源，來自市電并經(jīng)過整流的直流電源以及電池組的直流電源并聯(lián)于直流母線上，再把母線電源通過兩路并聯(lián)切換單元分配輸送到各用電點(diǎn)，在各用電點(diǎn)處，再作如下變換1、把直流變?yōu)榻涣魅タ刂平涣麟妱訖C(jī)；2、把恒定直流變?yōu)榭勺冎绷魅タ刂浦绷麟妱訖C(jī)；3、把直流變?yōu)?0HZ或60HZ交流供給除大功率交流電動機(jī)以外的交流用電設(shè)備。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下1、為真正的不間斷供電。完全沒有瞬時(shí)中斷和切換過程，能完全消除市電中斷和瞬間失壓等對負(fù)載產(chǎn)生的影響。
2、該裝置不完全依賴于電網(wǎng)。因此對有雙回路供電要求的工廠，可以省去一個高壓回路，可節(jié)省大量投資?？煽啃员葍陕犯邏汗╇娨?。
3、該裝置容量可以到幾萬個KVA。負(fù)載可以是直流電機(jī)，交流電機(jī)和儀表等。解決了一個UPS電源所難于解決的問題。
4、造價(jià)僅是UPS的幾分之一，可靠性比UPS高。
5、與供水裝置聯(lián)合使用，可以取消后備水塔。不僅解決了一個工程難題也大大提高了供水質(zhì)量。
6、與交流供電相比較，該裝置的節(jié)能效果在大多在30％-40％之間。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
7、裝置可實(shí)現(xiàn)全自動，有自動檢測功能。日常維護(hù)量是交流供電裝置的幾十分之一。
8、對于大型電動機(jī)，這是世界上唯一能確?！?秒故障”的裝置。


圖1為本實(shí)用新型的電路框圖。
圖2為實(shí)施例的電原理圖。
實(shí)施例見圖2。為某玻璃廠880KW電機(jī)組用不停電裝置，供電對象為交流電機(jī)23臺，總共800KW。直流電機(jī)2臺，每臺1KW。儀表用電6組，總共5KW。
發(fā)電機(jī)1型號為P550E，市售英國產(chǎn)品，440KW兩臺。
電池組5型號為SUNLITE 200HA，市售德國SUNLITE公司產(chǎn)品。
市電供應(yīng)為單回路380V 50HZ市電電網(wǎng)。
多重整流單元2和7采用MDD172 200A，市售德國IXY公司產(chǎn)品。
并聯(lián)控制單元3、6和8采用MCD172 200A，市售德國IXY公司產(chǎn)品。
直流母線4和9為6×40銅母排。
兩路電源切換單元10、12和14采用MDD172 200A，市售德國IXY公司產(chǎn)品。
交流電機(jī)控制器11采用VS-616P5,23臺，市售日本YASGAWA公司產(chǎn)品。
直流電機(jī)控制單元13采用市售美國產(chǎn)品PUMA-3，兩臺。
直流交流變換器15采用VS-616PC5 6臺，市售日本YASGAWA公司產(chǎn)品。
圖中16為測量儀表，6臺。
圖中17表示為本專業(yè)普通技術(shù)人員所熟知的觸發(fā)與控制電路，該控制電路按<半導(dǎo)體變流技術(shù)>P280，圖8-16，西安交通大學(xué)黃俊主編1980，機(jī)械工業(yè)出版社。
以上實(shí)施例僅為了對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，而本實(shí)用新型的范圍不受所舉實(shí)施例的局限。
權(quán)利要求1．一種用于電動機(jī)的大功率不間斷電源裝置，其特征是包括有(a)發(fā)電機(jī)(1)和電池組(5),(b)多重整流單元(2)和(7)，并聯(lián)控制單元(3)、(6)和(8)，直流母線(4)和(9),(c)兩路電源切換單元(10)和交流電機(jī)控制單元(11)，或者兩路電源切換單元(12)和直流電機(jī)控制單元(13)，或者同時(shí)具有兩路電源切換單元(10)、交流電機(jī)控制單元(11)以及兩路電源切換單元(12)、直流電機(jī)控制單元(13)，電連接結(jié)構(gòu)如下A、發(fā)電機(jī)(1)的輸出端與多重整流單元(2)的輸入端相接，多重整流單元(2)的輸出端與并聯(lián)控制單元(3)的輸入端相接，并聯(lián)控制單元(3)的輸出端與直流母線(4)相接，B、電池組(5)的輸出端與并聯(lián)控制單元(6)的輸入端相接，并聯(lián)控制單元(6)的輸出端與直流母線(4)相接，C、市電輸出端與多重整流單元(7)的輸入端相接，多重整流單元(7)的輸出端與并聯(lián)控制單元(8)的輸入端相接，并聯(lián)控制單元(8)的輸出端與直流母線(9)相接，D、兩路電源切換單元(10)的輸入端分別與母線(4)和(9)相接而輸出端與交流電機(jī)控制單元(11)的輸入端相接，交流電機(jī)控制單元(11)的輸出端為本裝置向交流電機(jī)供電的輸出端，E、兩路電源切換單元(12)的輸入端分別與母線(4)和(9)相接而輸出端與直流電機(jī)控制單元(13)的輸入端相接，直流電機(jī)控制單元(13)的輸出端為本裝置向直流電機(jī)供電的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所說的用于電動機(jī)的大功率不間斷電源裝置，其特征是還包括有兩路電源切換單元(14)和直流/交流變換單元(15)，兩路電源切換單元(14)的輸入端分別與母線(4)和(9)相接而輸出端與直流/交流變換單元(15)的輸入端相接，直流/交流變換單元(15)的輸出端為本裝置向其他用電設(shè)備供電的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型為工業(yè)電源裝置?，F(xiàn)尚無電動機(jī)用大功率不間斷供電裝置。本裝置由并聯(lián)控制單元把來自發(fā)電機(jī)并經(jīng)過整流的直流電源,來自市電并經(jīng)過整流的直流電源以及電池組的直流電源并聯(lián)于直流母線上,通過兩路并聯(lián)切換單元分配到各用電點(diǎn),再把直流變?yōu)榻涣魅タ刂平涣麟姍C(jī),把恒定直流變?yōu)榭勺冎绷魅タ刂浦绷麟姍C(jī),把直流變?yōu)榻涣鞴┙o其他交流用電設(shè)備。優(yōu)點(diǎn):容量大造價(jià)低可靠性高,對于大型電動機(jī),這是唯一能確?！?秒故障”的裝置。
文檔編號H02J7/00GK2321156SQ9820998
公開日1999年5月26日 申請日期1998年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月20日
發(fā)明者袁德芳 申請人:袁德芳