专利名称：大容量(高可靠低波纹)全功能充电装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种充电装置，尤其涉及大容量(高可靠低纹波)全功能充电装置。
直流操作电源充电装置大致可归纳为三大类。一，可控硅型稳流稳压转换型充电设备(参见
图1)，它虽容量大小不受限制，但纹波系数大，大容量直流输出纹波大于15％(可控硅导通角变化量决定纹波大小)控制电路复杂，故障机率大，整流变压器效率低。是目前国内唯一的大容量蓄电池充电设备。二，饱和电抗器方式稳压稳流充电设备(参见图2)，虽然其可靠性较高，但其缺点是负载小于20％时不能达到稳压目的，必须接人为电阻负载才能使用。输出电流大于80A时无法保证稳定工作，充电设备容量目前只适用于300AH以下蓄电池组。三，高频开关电源模块(参见图3)，虽然技术性能指标理想，小容量使用N+1方式(国内成熟模块容量10A)，但大于100A直流电流用N+1方式组成的充电设备其价格无法使用户接受，装置中选用的模块太多和模块本身一些技术问题，其可靠性也存在一定问题。上述三种直流电源装置除了它们各自不同缺陷外，还有其共同存在的主要问题(1)大于300AH蓄电池直流电源装置纹波大，造成蓄电池使用寿命减少，蓄电池容量降低。
(2)大容量直流电源装置不能同时满足充电及浮充电(同时带母线负载)工作状态。
(3)大容量直流电源装置的可靠性较差。
(4)大容量直流电源用开关电源N+1模块价格昂贵。
因此，现有大容量直流电源装置不能满足大电厂及超高压变电站的使用要求。随着我国60MW大型电厂投入和超高压变电所直流容量需求越来越大(直流系统已考虑UPS热备直接投入总直流系统)。迫切需要有低纹波系数、高可靠性能的大容量直流操作电源。
本发明的目的在于克服现有充电设备的缺陷，综合其原理、特性及对免维护蓄电池充电要求，提出一种纹波小、可靠性强、使用方便的用于交流供电系统的全功能充电装置。
本发明的技术特征在于，通过交流电压调压装置及同相电压叠加方法和以此为核心充电机组成的全功能充电装置。交流电压调压装置主要由具有极高可靠性的轨道式电压调压器和补偿变压器组成，达到输出电压波形完整，无电磁污染，为整机装置输出高品质的直流电源提供了前提条件。
比较现有技术，本发明具有以下特点1，采用了以前没有在直流行业被采用过的交流电压调压技术和同相电压叠加方法及相应的装置。而使调压精度达到＜0.1％，效率可达99％。
2，隔离变压器除了完成隔离功能外，还具有电压配比功能。其特点效率高。
3，整机从交流整流到直流输出的主电路除了变压器、二极管无任何弱元件，具有极高的可靠性，且效率高和性能价格比好。能满足任何大容量直流输出电流要求。
4，经实测结果，三相交流输入-15％～+15％，负载从0～30A(可以更大)，整机稳压精度＜＝1.2％，稳流精度＜＝2％，充电电压纹波系数＜＝1.5％。
与本发明相关的附图如下图1，是现有技术之一可控硅型稳流稳压转换型充电设备的示意图。
图2，是现有技术之二饱和电抗器方式稳压稳流充电设备的示意图。
图3，是现有技术之三高频开关电源模块的示意图。
图4，是本发明一个实施例的原理方框图。
图5，是本发明一个实施例的原理展开图。
图6是本发明一个实施例的控制原理展开图。
下面参照附图结合实施例，对本发明作进一步的描述，但必须注意的是，本实施例为一个非限定性的实施例。
参见图4、5、6，全功能充电装置包括三相补偿变压器TB单元21、三相自动电压调节器T单元23、三相整流变压器B单元25、三相整流桥块单元27、29、31、33、和微机程控单元35。浮充电和充电功能的构成如下。
1.浮充电功能的构成电网的三相交流电UA、UB、UC、通过J1、J2、J3触点输到三相补偿变压器TB单元21，经该单元的次级绕组(TU1wa、TU1wb、TU1wc)分别输给三相自动电压调节器T单元23和三相整流变压器B单元25。单元23输出可调电压接单元21初级绕组，绕组有(TUA、TUB、TUC)。单元25的第一个电压等级次级绕组bW1连接成星形经单元33六相次整流后和一组与bW1差30度相角接成三角形bW2经单元31六相次整流后连接组成12相次输出的直流电压供控制母线+KM定电压。+KM电压连接单元25的第二个电压等级次级绕组bW3连接成星形经单元29六相次整流后和一组与bW3差30度相角接成三角形bW4经单元27六相次整流后连接组成12相次输出直流电压供浮充+HM定电压。微机程控单元35根据直流控制母线+KM采样电压的反馈，指令T单元23进行三相电压调节，其变化电压TA、TB、TC分别连接TUA、TUB、TUC，经过数变使TU1Wa、TU1Wb、TU1Wc得到可变化电压(±15％或更宽)，随后分别同电网UA、UB、UC相叠加，完成+HM、+KM稳定电压要求和获得小于百分之1.2的低纹波直流电源。
2.充电功能的构成电网的三相交流电UA、UB、UC通过J触点分别输给三相自动电压调节T单元23和三相整流变压器B单元25，单元25的第一个电压等级次级绕组bW1分别同单元21的次级绕组(TU1wa、TU1wb、TU1wc)相叠加(相位相加或相减，单元23产生的交流电压变化±15％可使直流电压变化+70V至-70V)接成星形经单元33六相次整流和一组与bW1差30度相角接成三角形bW2经单元31六相次整流后连接组成12相次输出的可调直流电压供给蓄电池充电电压的最大值。微机程控单元35根据XIR电流反馈或(XUR电压反馈)，指令T单元23三相自动进行调节完成充电状态的恒流定电压。电源纹波系数同样小于百分之1.5(单元33也可采用二个绕组，充电时纹波系数小于百分之1.2)。程控系统由工业微处理器组成，设计时考虑硬软件的抗干扰，并具有参数设定和显示、报警、“四遥”功能和全过程自动控制。
权利要求
1.一种大容量，高可靠低纹波全功能充电装置，其特征在于它是通过串接输入交流电压同相电压有效值叠加方法来实现的。
2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于它由以下装置和步骤来实现的电网的三相交流电UA、UB、UC、通过J1、J2、J3触点输到三相补偿变压器TB单元(21)，经该单元的次级绕组(TU1wa、TU1wb、TU1wc)分别输给三相自动电压调节器T单元(23)和三相整流变压器B单元(25)；单元(23)输出可调电压接单元(21)初级绕组，绕组有(TUA、TUB、TUC)；单元(25)的第一个电压等级次级绕组bW1连接成星形经单元(33)六相次整流后和一组与bW1差30度相角接成三角形bW2经单元(31)六相次整流后连接组成12相次输出的直流电压供控制母线+KM定电压；+KM电压连接单元(25)的第二个电压等级次级绕组bW3连接成星形经单元(29)六相次整流后和一组与bW3差30度相角接成三角形bW4经单元(27)六相次整流后连接组成12相次输出直流电压供浮充+HM定电压；微机程控单元(35)根据直流控制母线+KM采样电压的反馈，指令T单元(23)进行三相电压调节，其变化电压TA、TB、TC分别连接TUA、TUB、TUC，经过数变使TU1Wa、TU1Wb、TU1Wc得到可变化电压(±15％或更宽)，随后分别同电网UA、UB、UC相叠加，完成+HM、+KM稳定电压要求。
3.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于它通过串接整流变压器次级绕组同相电压有效值叠加方法来完成的包括，电网的三相交流电UA、UB、UC通过J触点分别输给三相自动电压调节T单元(23)和三相整流变压器B单元(25)，单元(25)的第一个电压等级次级绕组bW1分别同单元(21)的次级绕组(TU1wa、TU1wb、TU1wc)相叠加(相位相加或相减，单元(23)产生的交流电压变化±15％可使直流电压变化+70V至-70V)接成星形经单元(33)六相次整流和一组与bW1差30度相角接成三角形bW2经单元(31)六相次整流后连接组成12相次输出的可调直流电压供给蓄电池充电电压的最大值，微机程控单元(35)根据XIR电流反馈或(XUR电压反馈)，指令T单元(23)三相自动进行调节完成充电状态的恒流定电压。
全文摘要
本发明是一种大容量(高可靠低纹波)全功能充电装置。本发明通过交流电压调压装置及同相电压叠加方法和以此为核心充电机组成全功能充电装置。达到输出电压波形完整,无电磁污染,为整机装置输出高品质的直流电源提供了前提条件。具有高可靠性,且效率高、性能价格比好。能满足任何大容量直流输出电流要求。
文档编号H02J7/10GK1348244SQ0111349
公开日2002年5月8日 申请日期2001年6月21日 优先权日2001年6月21日
发明者戴永清, 张华敏 申请人:戴芸