一种应急电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种应急电源装置，包括与电网相连的电网端和与负载相连的负载端，在电网端与负载端之间串联有转换开关，转换开关与负载端之间连有应急电源电路，应急电源电路包括输出滤波电路、双向PWM变流器、充/放电电路、控制器模块和蓄电池组，输出滤波电路分别与转换开关、双向PWM变流器和控制器模块相连，双向PWM变流器还与充/放电电路和控制器模块相连，充/放电电路还与蓄电池组和控制器模块相连，控制器模块还与负载端相连。该应急电源装置在传统应急电源装置的基础上提出了一个新的电路拓扑，除了实现应急电源装置的功能外，还实现了有源滤波的功能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种应急电源装置
本技术涉及一种应急电源装置，尤其是一种具有有源滤波功能的应急电源装置。
技术介绍
传统应急电源装置在电网向蓄电池充电时，常常采用三相不控整流的方式，采用三相不控整流方式的整流器存在从电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染的缺点。而且，传统应急电源装置只有在电网发生故障的情况下才投入使用，在电网没有出现故障时都是处于搁置状态的，所以传统应急电源装置的利用率不高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题为:传统应急电源装置所采用的三相不控整流方式存在从电网吸取畸变电流，造成电网的谐波污染的问题。为了解决上述的技术问题，本技术提供一种应急电源装置，包括电网相连的电网端和与负载相连的负载端，电网端与负载端之间串联有转换开关，转换开关还与应急电源电路相连，应急电源电路包括输出滤波电路、双向PWM变流器、充/放电电路、控制器模块和蓄电池组，输出滤波电路分别与转换开关、双向PWM变流器和控制器模块相连，双向PWM变流器还与充/放电电路和控制器模块相连，充/放电电路还与蓄电池组和控制器模块相连，控制器模块还与负载端相连。在电网正常工作时，采用控制器模块对负载端的电流进行监测，再根据得到的监测信号向双向PWM变流器发送控制信号，进而实现对负载端提供谐波和无功功率的跟踪补偿，避免了电网的谐波污染。本技术的转换开关由三个静态开关构成，三个静态开关分别串联在电网端和负载端之间的三相线路中。采用静态开关能够使在电网断电的同时切换到应急电源电路，而不会使负载断电。本技术的输出滤波电路由三条电感和电容构成的滤波支路组成，滤波支路的电感的一端与双向PWM变流器相连，另一端分别与电容和负载端相连，电容的另一端与其余滤波支路的电容相连。本技术的双向PWM变流器包括三相半桥变流电路和双向PWM驱动电路，三相半桥变流电路由三个单相半桥式逆变器桥臂并联构成，单相半桥式逆变器桥臂包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂均由IGBT反并联二极管构成，上桥臂的IGBT的集电极以及下桥臂的IGBT的发射集都与充/放电电路相连，上桥臂的IGBT的发射集与下桥臂的IGBT的集电极相连，双向PWM驱动电路与上桥臂和下桥臂的IGBT的门极相连，输出滤波电路与三个单相半桥式逆变器桥臂的上桥臂和下桥臂的连接处相连。采用双向PWM驱动电路来控制IGBT的门极，实现对三相半桥变流电路的有效控制。本技术的充/放电电路包括一个单相半桥式逆变器桥臂、两个直流侧滤波电容、一个储能电感和一个电池侧滤波电容，单相半桥式逆变器桥臂包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂均由IGBT反并联二极管构成，所述上桥臂和下桥臂的IGBT门极与控制器模块相连，上桥臂IGBT的发射极和下桥臂IGBT的集电极相连，上桥臂IGBT集电极和下桥臂IGBT发射极分别与双向PWM变流器相连，两个直流侧滤波电容串联后与单相半桥式逆变器桥臂相并联，储能电感一端与上桥臂和下桥臂的连接处相连，另一端连接蓄电池组的正极，电池侧滤波电容并联在蓄电池组的正负极之间。采用直流侧滤波电容对单相半桥式逆变器桥臂两端的电压进行滤波，采用电池侧滤波电容对蓄电池组进行滤波，采用储能电感能够存储或释放电能。本技术的控制器模块包括滤波电流传感器、负载电流传感器、滤波电流信号调理电路、负载电流信号调理电路、DSP芯片、指令电流发生电路、电压传感器和电压信号调理电路，滤波电流传感器串联在输出滤波电路和滤波电流信号调理电路之间，负载电流传感器串联在负载端和负载电流信号调理电路之间，滤波电流信号调理电路与DSP芯片相连，负载电流信号调理电路与指令电流发生电路相连，DSP芯片分别与双向PWM变流器、指令电流发生电路和充/放电电路相连，指令电流发生电路与电压信号调理电路相连，电压信号调理电路与电压传感器相连，电压传感器与双向PWM变流器相连。采用DSP芯片控制双向PWM变流器和充/放电电路，实现对应急电路的有效控制，同时DSP芯片接收指令电流发生电路和滤波电流信号调理电路的信号，实现控制命令的采集。本技术的有益效果在于:(1)该应急电源装置在控制器模块的监控下，具备良好的谐波和无功功率的跟踪补偿性等特点，减少电网的谐波污染；(2)在控制器模块的控制下，还能较好地实现智能化的应用和管理；(3)具有较高的实际应用价值，一方面，我国电力供应形势十分紧迫，为了尽可能地减小生产和生活上的影响，备用电源的市场形势非常良好，另一方面，我国的电力网供电质量不尽人意，谐波污染十分严重，控制谐波污染，提高供电质量迫在眉睫。【附图说明】图1为本技术应急电源装置的系统示意图；图2为本技术应急电源装置的系统电路图。【具体实施方式】如图1所示，本技术所设计的一种应急电源装置包括与电网相连的电网端和与负载相连的负载端，电网端与负载端之间串联有转换开关，转换开关还与应急电源电路相连，应急电源电路包括输出滤波电路、双向PWM变流器、充/放电电路、控制器模块和蓄电池组，输出滤波电路分别与转换开关、双向PWM变流器和控制器模块相连，双向PWM变流器还与充/放电电路和控制器模块相连，充/放电电路还与蓄电池组和控制器模块相连，控制器模块还与负载端相连。应急电源装置根据电网状况的不同工作于两种模式:(1)在电网正常时，系统工作于并联型有源滤波器模式，这时电网通过转换开关直接向负载供电，由控制器模块对电网进行监测，再根据监测信号控制双向PWM变流器，对负载端提供谐波和无功电流补偿，从而可以得到接近于正弦的电流和较高的功率因数，与此同时，控制器模块控制双向PWM变流器由网侧取得一定的有功能量提供给充/放电电路，再由充/放电电路对蓄电池组进行充电，控制器模块与负载端相连，用于监测负载端电流的谐波和无功分量；(2)在电网不正常时，该系统工作于应急电源模式，此时转换开关断开，由蓄电池组向充/放电电路供电，再由控制器模块控制充/放电电路向双向PWM变流器供电进行逆变，然后再由输出滤波电路对双向PWM变流器的逆变电压进行滤波，从而为负载端提供稳定的三相交流电源。如图2所示，在电网端I和负载端3的电力线上串接一个转换开关2，该转换开关2由三个静态开关构成，三个静态开关分别串联在电网端I和负载端3之间的三相线路中。当电网供电正常时静态开关接通，当电网供电不正常时，静态开关断开，由蓄电池组供电，静态开关由可控硅元件组成，受控于电网是否有电。输出滤波电路4由三条电感和电容构成的LC滤波支路组成，第一条滤波支路由电感Lpa和电容Cpa组成，第二条滤波支路由电感Lpb和电容Cpb组成，第三条滤波支路由电感Lpc和电容Cp。组成，电感Lpa的一端与双向PWM变流器5相连，另一端分别与电容Cpa和负载端相连，Lpb的一端与双向PWM变流器5相连，另一端分别与电容Cpb和负载端相连，Lpc的一端与双向PWM变流器5相连，另一端分别与电容Cp。和负载端相连，电容Cpa、Cpb和Cp。的另一端相互连接。由三条电感和电容构成的LC滤波电路对双向PWM变流器5的输出电源进行滤波处理。双向PWM变流器5包括三相半桥变流电路和双向PWM驱动电路，三相半桥变流电路由三个单相半桥式逆变器桥臂并联构成，单相半桥式逆变器桥臂包括上桥臂和下桥臂，第一单相半桥式逆变器桥臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急电源装置，包括与电网相连的电网端以及与负载相连的负载端，其特征在于：所述电网端与负载端之间串联有转换开关，所述转换开关和负载端之间还并联有应急电源电路，所述应急电源电路包括输出滤波电路、双向PWM变流器、充/放电电路、控制器模块和蓄电池组，所述输出滤波电路分别与转换开关、双向PWM变流器和控制器模块相连，所述双向PWM变流器还与充/放电电路和控制器模块相连，所述充/放电电路还与蓄电池组和控制器模块相连，所述控制器模块还与负载端相连。

【技术特征摘要】
1.一种应急电源装置，包括与电网相连的电网端以及与负载相连的负载端，其特征在于:所述电网端与负载端之间串联有转换开关，所述转换开关和负载端之间还并联有应急电源电路，所述应急电源电路包括输出滤波电路、双向PWM变流器、充/放电电路、控制器模块和蓄电池组，所述输出滤波电路分别与转换开关、双向PWM变流器和控制器模块相连，所述双向PWM变流器还与充/放电电路和控制器模块相连，所述充/放电电路还与蓄电池组和控制器模块相连，所述控制器模块还与负载端相连。2.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于:所述转换开关由三个静态开关构成，所述三个静态开关分别串联在电网端和负载端之间的三相线路中。3.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于:所述输出滤波电路由三条电感和电容构成的滤波支路组成，所述滤波支路的电感的一端与双向PWM变流器相连，另一端分别与电容和负载端相连，所述电容的另一端与其余滤波支路的电容相连。4.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于:所述双向PWM变流器包括三相半桥变流电路和双向PWM驱动电路，所述三相半桥变流电路由三个单相半桥式逆变器桥臂并联构成，所述单相半桥式逆变器桥臂包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂均由IGBT反并联二极管构成，所述上桥臂的IGBT的集电极以及下桥臂的IGBT的发射集都与充/放电电路相连，所述上桥臂的IGBT的发射集与下桥臂的IGBT的集电极相连，所述双向PWM驱动电路与上桥臂和下桥臂的IGBT的门极相连，所述输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖鹰，
申请(专利权)人：南京化工职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：