油电混合直流供电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种油电混合直流供电装置，包括AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器、发电机组、三相整流/逆变电路、DC/DC变换器和蓄电池组，在发动机的输出轴上安装有永磁电机，其特点为发电机组经三相整流/逆变电路、DC/DC变换器连接蓄电池组，并对蓄电池组充电，市电经AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器连接蓄电池组，并能对蓄电池组充电。以输出端的电压为基准，通过判断电压的高低来控制发电机组的运行。当输出电压小于V1时，启动发电机组，发电机通过整流器和DC/DC对设备和蓄电池供电及充电，当发电机组工作时，输出的电压大于V2（V2>V1）时，关掉发电机组，由蓄电池对设备供电，保证输出的直流电压在规定的范围内。

【技术实现步骤摘要】
油电混合直流供电装置
本专利技术属于直流供电系统，尤其属于不间断的直流供电系统。
技术介绍
直流供电系统，如基站等设备的供电系统，需要不间断的供电，一般的配置结构是，市电系统通过电源变换器变成直流电，还备有蓄电池，柴油发电机组（示意图1），通过ATS控制器控制，当市电正常时，市电经过电源变换器输出对负载供电和对蓄电池充电，当市电故障时，由蓄电池对设备供电，并启动发电机组，发电机输出的工频交流电通过ATS的切换，给电源变换器供电，电源变换器为设备供电和蓄电池充电。由于发电机输出的是工频交流电，所以发动机的转速是固定的，发电机为工频发电机，体积大，机组效率低。为了启动发电机组，需要检测市电，以判断市电的正常条件来作为发电机组的运行。为了启动发电机组，发电机组里含有启动马达，启动蓄电池，以及蓄电池的充电系统。由于只是通过判断市电的正常与否来判断发电机组的启停，会导致蓄电池的贮存电能基本上不用，一直处于充满状态。如果市电经常出现故障，导致发电机组频繁开停机，缩短发电机组的使用寿命。由于采用了工频交流电经过电源变换器后给设备供电和蓄电池充电，相对效率不高，造成能源浪费。如果出现电源变换器的故障，由于系统无法检测到故障，不会启动发电机组，即使是人工启动了发电机组，由于发电机输出的是交流电，要通过电源变换器才能给设备供电和蓄电池充电。所以发电机组无法对设备进行供电和蓄电池充电。永磁电机由于不需要励磁系统，效率相对比较高，并且采用了变流技术于一体，使得整机可靠性高。永磁电机用于工频交流电输出时，是把交流电整流成直流电后经过逆变滤波后得到工频电输出。如果能利用永磁电机作为电动机运行，来完成发电机组的启动过程，将原来需要的启动蓄电池，启动马达，以及相应的ATS省去，系统较为简单，效率更高。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述缺点，提供一种效率高，发电机组运行管理更优的油电混合直流供电装置及其运行控制方法。本专利技术的目的是这样实现的，所述的油电混合直流供电系统的运行控制方法，本专利技术以系统输出端的输出电压U为基准，通过CPU/DSP判断电压的高低来控制发电机组的运行，包括以下步骤：S1）测量输出电压U;S2）判断输出电压U是否小于V1;当输出电压U小于V1时，启动发电机组，否则返回步骤S1）;S3）启动发电机组，发电机组通过整流器和DC/DC变换器对设备供电及蓄电池组充电;S4）测量输出电压U；S5）在充电过程中，判断系统输出的电压是否大于V2；若是，则至步骤S6），否则返回步骤S4）;S6）停止发电机组运行，完成一次充电过程，由蓄电池组对设备供电；当蓄电池电压低于V1时，否则返回步骤S3）。本专利技术的发电机组中的发动机的输出轴上安装有永磁电机，其在启动时，永磁电机作为启动机使用，蓄电池的电通过三相逆变桥使永磁电机工作在电动机的模式，带动发动机完成发电机组的启动过程。在永磁电机上装有三个相差120度的电机转子位置传感器，其启动发电机组过程如下，蓄电池组通过电感L2、功率管Q7，向三相整流/逆变电路供电，CPU/DSP通过检测电机转子的位置信号，控制三相整流/逆变电路的工作，CPU/DSP根据转子位置输入信号H1，H2，H3计算出发电机组的转速，当转速大于启动成功转速后，关断三相整流/逆变电路的控制信号，发电机组完成启动。在CPU/DSP与永磁电机之间设置有U、V、W端电压信号处理电路，通过U、V、W端电压信号处理电路检测三相整流/逆变电路的开关管信号，当检测到发电机组输出端的其中一相未通电的状态，则将其作为逆变电路的换相信号，使永磁电机启动，并根据换相信号计算出发电机组的转速，当转速大于启动成功转速后，关断三相整流/逆变电路的控制信号，发电机组完成启动。本专利技术的油电混合直流供电装置，包括AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器、发电机组、三相整流/逆变电路、DC/DC变换器和蓄电池组，在发动机的输出轴上安装有永磁电机，其特征在于，所述发电机组经三相整流/逆变电路、DC/DC变换器连接蓄电池组，并对蓄电池组充电，市电经AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器连接蓄电池组，并能对蓄电池组充电。所述发电机组采用汽油/柴油永磁发电机组,所述汽油/柴油永磁发电机组包括汽油/柴油的发动机和装在发动机输出轴上的永磁电机,在永磁电机上装有三个相差120度的电机转子位置传感器，电机转子位置传感器连接有CPU/DSP，所述永磁电机连接三相整流/逆变电路，三相整流/逆变电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接蓄电池组，CPU/DSP经DC/DC控制电路与DC/DC变换电路连接，蓄电池组经电压、电流信号处理电路连接CPU/DSP，三相整流/逆变电路与三相驱动电路连接，DC/DC变换电路与DC/DC控制电路连接，节气门/油门控制电机驱动电路连接CPU/DSP且由CPU/DSP控制，三相驱动电路、DC/DC控制电路分别与CPU/DSP连接，电机转子位置传感器输出电机转子位置信号，电压、电流信号处理电路输出的电压和电流信号送给CPU/DSP,CPU/DSP根据电机转子位置信号、电流信号、电压信号输出相应的控制信号，控制三相整流/逆变电路的工作和发电机组的启停。所述发电机组采用汽油/柴油永磁发电机组,所述汽油/柴油永磁发电机组包括汽油/柴油的发动机和装在发动机输出轴上的永磁电机,在CPU/DSP与永磁电机之间设置有U、V、W端电压信号处理电路，永磁电机通过U、V、W端电压信号处理电路连接CPU/DSP，由CPU/DSP计算出转子的位置，所述的永磁电机连接三相整流/逆变电路，三相整流/逆变电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接蓄电池组，CPU/DSP经DC/DC控制电路与DC/DC变换电路连接，蓄电池组经电压、电流信号处理电路连接CPU/DSP；三相整流/逆变电路与三相驱动电路连接，DC/DC变换电路与DC/DC控制电路连接，节气门/油门控制电机驱动电路连接CPU/DSP且由CPU/DSP控制，三相驱动电路、DC/DC控制电路分别与CPU/DSP连接，U、V、W端电压信号处理电路输出的永磁电机的U、V、W端电压信号、蓄电池组输出的电压和电流信号经过电压、电流信号处理电路后送给CPU/DSP,CPU/DSP根据电机转子位置信号、电流信号、电压信号输出相应的控制信号，控制三相整流/逆变电路的工作和发电机组的启停。上述CPU/DSP根据输出电压的大小，自动适时的控制发电机组的启停，或者根据输出电压的大小及电网供电状态自动适时的控制发电机组的启停。本专利技术的发电机组的启动动力直接由永磁电机提供，利用蓄电池组提供给整流/逆变电路，为永磁电机提供启动电源；发电机组工作在可变转速，根据DC/DC输出的功率或电流控制发电机组的转速;整流电路能工作在同步整流或DC/DC变换电路能工作在软开关模式或者DC/DC变换电路能工作在同步整流模式。本专利技术的发电机组的输出端有多个相同的绕组输出，通过相同的电路后，输出直接并联后再接到蓄电池组，能提供更大功率输出，或者发电机组的输出端有多个相同的绕组输出，通过相同的电路后，在启动时采用多电机同时运行方式启动，增大启动的扭矩。本专利技术中永磁电机直接安装在发动机的输出轴上，在启动时，永磁电机作为启动机使用，蓄电池的电通过三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油电混合直流供电系统的运行控制方法，以系统输出端的输出电压U为基准，通过CPU/DSP判断电压的高低来控制发电机组的运行，其特征在于：包括以下步骤：S1）测量输出电压U;S2）判断输出电压U是否小于V1; 当输出电压U小于V1时，启动发电机组，否则返回步骤S1）;S3）启动发电机组，发电机组通过整流器和DC/DC变换器对设备供电及蓄电池组充电;S4）测量输出电压U；S5）在充电过程中，判断系统输出的电压是否大于V2；若是，则至步骤S6），否则返回步骤S4）;S6）停止发电机组运行，完成一次充电过程，由蓄电池组对设备供电；当蓄电池电压低于V1时，否则返回步骤S3）。

【技术特征摘要】
1.一种油电混合直流供电系统的运行控制方法，以系统输出端的输出电压U为基准，通过CPU/DSP判断电压的高低来控制发电机组的运行，其特征在于：包括以下步骤：S1）测量输出电压U;S2）判断输出电压U是否小于V1;当输出电压U小于V1时，启动发电机组，否则返回步骤S1）;S3）启动发电机组，发电机组通过整流器和DC/DC变换器对设备供电及蓄电池组充电;S4）测量输出电压U；S5）在充电过程中，判断系统输出的电压是否大于V2；若是，则至步骤S6），否则返回步骤S4）;S6）停止发电机组运行，完成一次充电过程，由蓄电池组对设备供电；当蓄电池电压低于V1时，返回步骤S3）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：发电机组中的发动机的输出轴上安装有永磁电机，其在启动时，永磁电机作为启动机使用，蓄电池的电通过三相逆变桥使永磁电机工作在电动机的模式，带动发动机完成发电机组的启动过程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在永磁电机上装有三个相差120度的电机转子位置传感器，其启动发电机组过程如下，蓄电池组通过电感L2、功率管Q7，向三相整流/逆变电路供电，CPU/DSP通过检测电机转子的位置信号，控制三相整流/逆变电路的工作，CPU/DSP根据转子位置输入信号H1，H2，H3计算出发电机组的转速，当转速大于启动成功转速后，关断三相整流/逆变电路的控制信号，发电机组完成启动。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在CPU/DSP与永磁电机之间设置有U、V、W端电压信号处理电路，通过U、V、W端电压信号处理电路检测三相整流/逆变电路的开关管信号，当检测到发电机组输出端的其中一相未通电的状态，则将其作为逆变电路的换相信号，使永磁电机启动，并根据换相信号计算出发电机组的转速，当转速大于启动成功转速后，关断三相整流/逆变电路的控制信号，发电机组完成启动。5.一种实现权利要求1-4任一项的控制方法的油电混合直流供电装置，包括AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器、发电机组、三相整流/逆变电路、DC/DC变换器和蓄电池组，在发动机的输出轴上安装有永磁电机，其特征在于，所述发电机组经三相整流/逆变电路、DC/DC变换器连接蓄电池组，并对蓄电池组充电，市电经AC/DC整流电路、隔离DC/DC变换器连接蓄电池组，并能对蓄电池组充电。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发电机组采用汽油/柴油永磁发电机组,所述汽油/柴油永磁发电机组包括汽油/柴油的发动机和装在发动机输出轴上的永磁电机,在永磁电机上装有三个相差120度的电机转子位置传感器，电机转子位置传感器连接有CPU/DSP，所述永磁电机连接三相整流/逆变电路，三相整流/逆变电路连接DC/DC变换电路，DC/DC变换电路连接蓄电池组，CPU/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王统留，林飞，陈守辉，张鹏，林冰芳，
申请(专利权)人：福州中亘软件有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35