专利名称：多功能一体化电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及低压配网系统配电设备供电技术领域，尤其涉及一种多功能一体化电源装置。
背景技术：
配网系统一般应用于变电站、发电厂、工矿企业等的配电，用以控制照明、配电设备的电能转换及故障信号的通讯等。目前，配网系统内配电设备的供电方式均采用双电源可靠供电，即当市电发生供电故障时，电源装置将在短时间内完成自动切换恢复供电，以保证配电设备的可靠性，这种供电方式能保证配电设备连续供电。我国大多数配电站均采用进口的配电设备，此种配电设备内设有电源装置和配电网监控器，电源装置在市电故障时给配电网监控器供电，电源装置包括内部设有各个功能模块的整流逆变装置和应急电源， 配电网监控器和整流逆变装置一体化设置在配电设备的内部，应急电源可拆式连接在配电设备上，配电设备整体机柜庞大，价格昂贵。
进口配电设备内应急电源的应急供电时间可长达3天，因此，应急电源配备的多个大容量蓄电池，各个蓄电池单独放置在机柜上，通过蓄电池的外引出线与配电网监控器和整流逆变装置电连接。虽然进口应急电源的可靠性高、供电持续时间长，但其价格昂贵、 体积庞大；再者，进口电源装置是针对其它国家的配电网专门设置，未必就适合我国的配电站，进口电源装置的应急供电时间为3天，而我国电网中配电设备故障的抢修时间规定仅仅只有1.5小时，对于应急电源的供电要求也只有3小时，远远小于进口设备的应急供电时间，在使用进口电源装置时造成很大程度的浪费。电源装置均需要定期维护和检修，蓄电池的检测维修也是必不可少的，而进口电源装置的蓄电池在检修和维护十分不便，大容量蓄电池沉重，不易于移动，并且蓄电池检修要对每一个蓄电池进行检修，需要将蓄电池的正负极引出线与专用蓄电池检修设备连接，工作大，通过外引出线与机柜安装也十分不便。
进口电源装置的整流逆变装置性能稳定，但是在实际使用过程中灵活性差、可扩展性差。整流逆变装置内设有逆变电路、整流电路和测控通信电路，用以完成不同功能，一旦整流逆变装置的某个电路出现运行故障等问题，在检修时就必须配备与整流逆变装置相同功能的配电装置来代替原有装置，使整个装置处于检修状态，整流逆变装置中的各个电路之间相互影响，某个功能电路的故障都会影响整个装置的工作，因此耗费了大量的检修成本。同时，整流逆变装置为一产品装置，在装置出场时，已完成所有的功能设计，可扩展性差。发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有昂贵进口电源装置的应急电源在使用过程中存在蓄电池资源浪费、蓄电池检修移动便捷性差的问题和整流逆变装置在使用过程存在着灵活性差、检修不方便的问题，提供了一种具有灵活性高、检修安装方便、体积小、价格合理的多功能一体化电源装置。
为解决上述问题，本发明的技术方案是
一种多功能一体化电源装置，包括由多个蓄电池组成的应急电源和与应急电源电连接的整流逆变装置，所述应急电源包括电源箱体和箱体外壳，整流逆变装置包括装置箱体，装置箱体内设有逆变电路、整流电路和测控通信电路，所述电源箱体上设有用于电连接蓄电池的电源插座，箱体外壳上设有与电源插座插拔配合的插头，所述电源箱体与箱体外壳滑动连接；所述装置箱体上设有多个用于安装功能模块的插槽，插槽内设有导电连接端子，所述逆变电路、整流电路和测控通信电路分别设置在逆变功能模块、整流功能模块和测控功能模块内，各功能模块上设有与功能模块内对应电路电连接的导电对接端子，所述各功能模块分别与插槽卡接，导电连接端子与导电对接端子电性连接。
优选地，所述电源箱体上设有用于蓄电池性能检测的检测维护接口，所述检测维护接口与每个蓄电池的正负极电性连接。检测维修接口的设置，在定期检测蓄电池时减少了的工作量，只需通过一个与检测维护接口相配的插接口电连接并接入检测设备即可实现多个蓄电池的同时检修，方便实用。
优选地，所述电源箱体具有电源插座的一侧设有多个支撑垫脚，与支撑垫脚安装侧相对的一侧电源箱体上设有提手。支撑垫脚与电源箱体安装侧之间的高度大于电源插座的高度，在更换或检修电源时，可通过提手将电源提起，由支撑垫脚处落地，方便地将电源箱体在箱体外壳内抽出，也避免了电源插座直接与地接触。
优选地，所述电源箱体两侧端面上设有滑轨，滑轨上安装有滑轮，所述滑轮包括上滑轮、下滑轮和定位滑轮，上滑轮和下滑轮固定连接在滑轨的推入端，定位滑轮固定连接在滑轨相对于推入端的另一端；所述箱体外壳两侧端面上设有与滑轨相互配合的滑槽，滑槽与上滑轮和下滑轮滚动连接。上滑轮和下滑轮分别和滑槽的上、下槽相接触，这样电源箱体在推进或拉出时受到的摩擦力较小，比较省力。定位滑轮在电源箱体滑入到箱体外壳顶部时与滑槽端部相抵，阻止电源箱体继续推入，达到电源箱体定位的作用。
优选地，所述应急电源由四个12V的蓄电池串联而成。四个12V的蓄电池串联成一个48V的应急电源，在市电供电故障后，可以足够满足3小时的应急供电，是应急抢修时间的2倍；若需要更多的备用时间，可增加应急电源的数量。
优选地，所述装置箱体的宽度为48. 26厘米，高度为4. 445厘米的整数倍，所述箱体外壳的宽度为48. 26厘米。装置箱体和应急电源可安装在任意标准服务器柜体上，应急电源箱体外壳、装置箱体的宽度均为标准尺寸，装置箱体的高度也为服务器标准尺寸，因此，在安装时，无需另外配置专门的柜体存放，方便安装使用。
优选地，所述功能模块的高度为4. 445厘米。各功能模块的高度也为服务器标准尺寸，可方便安装。
优选地，所述各功能模块的两侧面板上设有锁扣配件，插槽的两侧面板上设有锁扣件，锁扣配件与锁扣件锁扣配合。锁扣配件和锁扣件使各功能模块与插槽紧密配合，不易移位，保证了功能模块上的导电对接端子与插槽上的导电连接端子的电接触性能。
优选地，所述锁扣配件包括一锁舌和一锁舌限位件，锁舌通过弹簧固定连接在功能模块侧面板上，锁舌一端设有限位凹槽，另一端设有限位凸部，所述锁舌限位件与限位凹槽限位配合，所述锁扣件为一通孔，通孔设置在插槽底部，通孔与限位凸部插拔配合。锁扣配件结构简单，体积小，非常适合在模块化上安装，且自锁功能优越，操作简单便捷。
优选地，所述锁舌限位件为一拉杆，拉杆一端通过弹簧与功能模块的前侧面固定连接，拉杆的另一端与限位凹槽限位配合。
相比较于现有技术，本发明的多功能一体化电源装置将应急电源和模块化的整流逆变装置可拆卸的安装在服务器上，应急电源中的蓄电池数量和应急电源的数量均可根据需要配置，并且应急电源箱体和箱体壳体插拔配合，使电源箱体中各蓄电池的外引出线集中在电源插座上，不但将杂乱的外引出线规范化，而且简化了应急电源与箱体壳体之间的安装工序，实现即插即用；整流逆变装置将不同功能的电路安装在各个功能模块中，各功能模块与装置箱体内的插槽插拔配合，在使用中可根据实际需要灵活配置功能模块的数量， 也可根据需要设置多个备用功能模块，增加了装置的可扩展性能，提高了装置的稳定性，并且检修安装方便；本发明的设计灵活性高、检修安装方便、体积小、成本低，在保证性能稳定的情况下，避免了使用进口电源装置带来资源不能合理利用的现象。
图1是本发明多功能--体化电源装置安装在服务器机柜上的立体结构示意图。
图2是本发明多功能--体化电源装置电源箱体的立体结构示意图。
图3是本发明多功能--体化电源装置电源箱体的后视立体结构示意图。
图4是本发明多功能--体化电源装置电源箱体的右视结构示意图。
图5是本发明多功能--体化电源装置箱体外壳的立体结构示意图。
图6是本发明多功能--体化电源装置电源箱体的剖视结构示意图。
图7是本发明多功能--体化电源装置应急电源中蓄电池与检测维护接口的电路连接图。
图8是本发明多功能--体化电源装置中应急电源的使用状态结构示意图。
图9是本发明多功能--体化电源装置中整流逆变装置的立体结构示意图。
图10是本发明多功能-一体化电源装置中装置箱体的立体结构示意图。
图11是本发明多功能-一体化电源装置中测控功能模块的立体结构示意图。
图12是本发明多功能-一体化电源装置中功能模块锁扣配件的结构示意图。
图13是本发明多功能-一体化电源装置中功能模块锁扣配件的使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细说明本发明，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1，本发明的多功能一体化电源装置，包括由多个蓄电池17组成的应急电源10. 3和与应急电源10. 3电连接的整流逆变装置10. 2。应急电源10. 3和整流逆变装置 10. 2 —同安装在服务器机柜10上，所述整流逆变装置10. 2电连接服务器机柜10上的配电网监控器10. 1。配电网监控器10. 1和多功能一体化电源装置的配合使用即能实现配网系统如变电站、发电厂、工矿企业等的配电，用以控制照明、配电设备的电能转换及故障信号的通讯等。
参照图2-8，所述应急电源10. 3包括用于容纳蓄电池17的电源箱体11、多个蓄电池17和用于放置电源箱体11的箱体外壳15。所述蓄电池17的数量和容量可由电源所需要的容量而定，在本发明中，以四个12V的蓄电池Bi、B2、B3和B4串联成一个48V的应急电源10. 3为例，在市电供电故障后，可以足够满足3小时的应急供电，是应急抢修时间的2 倍，若需要更多的备用时间，可增加应急电源10. 3的数量。所述电源箱体11的后侧安装板上设有用于电连接蓄电池17的电源插座12和用于蓄电池17性能检测的检测维护接口 13。所述电源插座12为常用的三角插座，三角插座与串连后的蓄电池组相连，用以实现蓄电池组的充电和放电。箱体外壳15上设有与电源插座12插拔配合的插头16，插头16为三插插头。该电源将四个蓄电池17集中放置在一个电源箱体11内，电源箱体11中各蓄电池17的外引出线均集中在电源插座12上，将杂乱的外引出线规范化，而且简化了电源箱体11与箱体外壳15之间的安装关系，改为插拔配合。 所述检测维护接口 13与每个蓄电池17的正负极电性连接，检测维护接口 13上设有八条导电端子，每两个导电端子与其中一节蓄电池17的正负极相连。电源箱体11后侧安装板的四个角上还分别设有支撑垫脚14，电源箱体11的前侧安装板上设有提手11. 3。支撑垫脚 14与电源箱体11后侧安装板之间的高度大于电源插座12和检测维护接口 13与电源箱体 11后侧安装板之间的高度，使电源在更换或检修时，可通过提手11. 3将电源箱体11提起， 由支撑垫脚14处落地，避免电源插座12和检测维护接口 13直接与地接触。检测维修接口 13的设置，在定期检测时减少了蓄电池的工作量，在电源检修时，只需将检测维护接口 13 和与检测维护接口 13相配的插接口电连接并接入检测设备即可实现多个蓄电池17的同时检修，方便实用。所述电源箱体11前侧安装板上设有用于指示电源插拔工作完成与否的插拔指示灯11. 1、用于指示蓄电池组充放电工作状态的蓄电池状态指示灯11. 2和电源开关11. 4。所述指示灯11. 1与电源插座12电性相连，当电源插座12成功连接时指示灯11. 1点亮，表示连接正常。当然，指示灯指示功能还可以有其它连接方式，比如使用行程开关与指示灯11. 1 相连，或使用磁铁和干簧管来实现，具体细节可参照传统的限位安装方式。所述蓄电池状态指示灯11. 2与电源插座12电性相连，开关11. 4与电源插座12电性相连。插拔指示灯 11. 1和蓄电池状态指示灯11. 2增加了即插式电源人性化一面，工作人员可以通过这些指示灯明确安装工作的正确性，无需通过其它电设备进行检测，就能确定蓄电池的当前状态。所述电源箱体11的两侧端面设有使电源箱体11滑入箱体外壳15内的滑轨19，滑轨19上安装有滑轮，所述滑轮包括上滑轮20、下滑轮21和定位滑轮22，上滑轮20和下滑轮21固定于滑轨19的推入端，定位滑轮22固定于滑轨19上相对于推入端的另一端。且在滑轨19的上方设有在电源箱体11平放时便于抓起电源箱体11的凹槽23。所述箱体外壳15的两侧端面上设有与滑轨19相互配合的滑槽M，滑槽M与上滑轮20和下滑轮21滚动连接。滑槽M的推入端上设有辅助轮25，辅助轮25作为电源箱体11推入箱体外壳15 的辅助支点。上滑轮20和下滑轮21分别和滑槽M的上、下槽相接触，这样电源箱体11在推进或拉出时受到的摩擦力较小，比较省力。定位滑轮22在电源箱体11滑入到箱体外壳 15顶部时与滑槽M端部相抵，阻止电源箱体11继续推入，达到电源箱体11定位的作用。 所述箱体外壳15的宽度为48. 26厘米，箱体外壳15的宽度属于标准19英寸服务器安装尺寸，因此，在安装时，无需另外配置专门的柜体存放，方便安装使用。参看图9-10，所述整流逆变装置10. 2包括装置箱体1，所述装置箱体1上设有五个用于安装功能模块的插槽2、指示灯显示区1. 1和开关控制区1. 2，插槽2内设有导电连接端子，装置箱体1的后侧面内设有电路线板，电路线板与导电连接端子电性连接。插槽 2上卡接有三个功能模块，功能模块为长方体形，所述功能模块分别为逆变功能模块3、整流功能模块4和测控功能模块5，其余插槽为备用功能模块6，备用功能模块6上设有盖体 6. 1。逆变功能模块3、整流功能模块4和测控功能模块5内分别设有逆变电路、整流电路和测控通信电路，逆变电路、整流电路分别与蓄电池17电相连。各功能模块的后侧面上设有导电对接端子，导电对接端子电性连接着相应电路的输出引线，导电连接端子与导电对接端子电性连接。其中，逆变电路、整流电路、测控通信电路及电路线板的电路结构和连接不是本发明中的创新点，在此不再赘述，可参照传统整流逆变装置中的技术。所述逆变功能模块3和整流功能模块4上分别设有散热体3. 1和散热体4. 1。测控功能模块5上设有显示屏5. 1和通信接口 5. 2。所述装置箱体1的宽度为48. 26厘米， 高度为8. 89厘米。装置箱体1可安装在任意标准服务器柜体上，装置箱体1的高度和宽度均为标准尺寸，无需另外配置柜体存放，方便安装使用。所述各功能模块的高度为4. 445厘米，各功能模块的高度也为服务器标准尺寸，可方便安装。参看图10-13，所述各功能模块上设有锁扣配件，插槽2上设有锁扣件2. 1，锁扣配件与锁扣件2. 1锁扣配合。促使各功能模块与插槽2紧密配合，不易移位，保证了功能模块上的导电对接端子与插槽2上的导电连接端子的电接触性能。所述锁扣配件包括一锁舌8 和一锁舌限位件9，锁舌8通过弹簧固定连接在功能模块侧面板上，锁舌8 一端设有限位凹槽8. 1，另一端设有限位凸部8. 2，锁舌限位件9与限位凹槽8. 1限位配合。所述锁扣件2. 1 为一通孔，通孔设置在模块安装插槽2底部，通孔与限位凸部8. 2插拔配合。锁舌限位件9 为一拉杆9. 1，拉杆9. 1的一端通过弹簧与功能模块的前侧面固定连接，拉杆9. 1的另一端与限位凹槽8. 1限位配合。所述锁扣配件分别安装在各功能模块的两侧面板上，锁扣件2. 1 与锁扣配件配合设置。在锁扣配合时，锁舌8与锁扣件2. 1和锁舌限位件9处于分离状态，使功能模块插入插槽2内，按住锁舌8，使锁舌8的一端的限位凹槽8. 1卡扣在拉杆9. 1上，另一端的限位凸部8. 2插合在通孔内，就完成插槽2和功能模块的锁扣配合。当分离功能模块和插槽 2时，拨动拉杆9. 1，使拉杆9. 1脱离限位凹槽8. 1，此时锁舌8可自由活动，分离完成。本发明的多功能一体化电源装置用于给服务器机柜10上的其它组件供电，并通过配电网监控器10. 1实时监测配网系统。在市电正常供电给配电网监控器10. 1时，逆变功能模块3与市电相连，通过逆变功能模块3的逆变功能使220V交流市电逆变为48V的直流电，而逆变功能模块3与蓄电池组电连接，以48V的直流电给蓄电池组充电。当市电出现供电故障时，在整流逆变装置10. 2的测控功能模块5控制下，整流逆变装置10. 2内部完成自动切换，其中与蓄电池组电连接的整流功能模块4使蓄电池组放电下，将48V的直流电转换成220V的交流电源，给配电网监控器10. 1及服务器机柜10上的其它组件供电，用以实现断电保护的作用。
权利要求
1.一种多功能一体化电源装置，包括由多个蓄电池(17)组成的应急电源(10.3)和与应急电源(10.3)电连接的整流逆变装置(10. 2)，所述应急电源(10.3)包括电源箱体(11) 和箱体外壳(15)，整流逆变装置(10. 包括装置箱体(1)，装置箱体(1)内设有逆变电路、 整流电路和测控通信电路，其特征在于，所述电源箱体(11)上设有用于电连接蓄电池(17)的电源插座(12)，箱体外壳(15)上设有与电源插座(1 插拔配合的插头(16)，所述电源箱体(11)与箱体外壳(1 滑动连接；所述装置箱体(1)上设有多个用于安装功能模块的插槽O)，插槽(2)内设有导电连接端子，所述逆变电路、整流电路和测控通信电路分别设置在逆变功能模块C3)、整流功能模块(4)和测控功能模块(5)内，各功能模块上设有与功能模块内对应电路电连接的导电对接端子，所述各功能模块分别与插槽( 卡接，导电连接端子与导电对接端子电性连接。
2.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述电源箱体(11) 上设有用于蓄电池性能检测的检测维护接口(13)，所述检测维护接口(13)与每个蓄电池 (17)的正负极电性连接。
3.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述电源箱体(11)具有电源插座(1 的一侧设有多个支撑垫脚(14)，与支撑垫脚(14)安装侧相对的一侧电源箱体(11)上设有提手(11.3)。
4.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述电源箱体(11)两侧端面上设有滑轨(19)，滑轨(19)上安装有滑轮，所述滑轮包括上滑轮(20)、下滑轮和定位滑轮(22)，上滑轮00)和下滑轮固定连接在滑轨(19)的推入端，定位滑轮 (22)固定连接在滑轨(19)相对于推入端的另一端；所述箱体外壳(1 两侧端面上设有与滑轨(19)相互配合的滑槽(M)，滑槽04)与上滑轮OO)和下滑轮滚动连接。
5.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述应急电源(10.3) 由四个12V的蓄电池(17)串联而成。
6.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述装置箱体(1)的宽度为48. 26厘米，高度为4. 445厘米的整数倍，所述箱体外壳(1 的宽度为48. 26厘米。
7.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述功能模块的高度为4. 445厘米。
8.根据权利要求1所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述各功能模块的两侧面板上设有锁扣配件，插槽O)的两侧面板上设有锁扣件(2. 1)，锁扣配件与锁扣件 (2. 1)锁扣配合。
9.根据权利要求8所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述锁扣配件包括一锁舌(8)和一锁舌限位件(9)，锁舌(8)通过弹簧固定连接在功能模块侧面板上，锁舌(8) 一端设有限位凹槽(8. 1)，另一端设有限位凸部(8. 2)，所述锁舌限位件(9)与限位凹槽 (8. 1)限位配合，所述锁扣件(2. 1)为一通孔，通孔设置在插槽( 底部，通孔与限位凸部 (8. 2)插拔配合。
10.根据权利要求9所述的多功能一体化电源装置，其特征在于，所述锁舌限位件(9) 为一拉杆(9. 1)，拉杆(9. 1) 一端通过弹簧与功能模块的前侧面固定连接，拉杆(9. 1)的另一端与限位凹槽(8. 1)限位配合。
全文摘要
本发明涉及一种多功能一体化电源装置，包括应急电源和整流逆变装置，应急电源包括电源箱体和箱体外壳，整流逆变装置包括装置箱体，电源箱体上设有用于电连接蓄电池的电源插座，箱体外壳上设有与电源插座插拔配合的插头，电源箱体与箱体外壳滑动连接；装置箱体上设有插槽，插槽内设有导电连接端子，逆变电路、整流电路和测控通信电路分别设置在逆变功能模块、整流功能模块和测控功能模块内，各功能模块上设有导电对接端子，所述各功能模块分别与插槽卡接，导电连接端子与导电对接端子电性连接。本发明的设计灵活性高、检修安装方便、体积小、成本低，在保证性能稳定的情况下，避免了使用进口电源装置带来资源不能合理利用的现象。
文档编号H02J7/00GK102522797SQ20111044548
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者吴志民 申请人:义乌市八方电力设备制造有限公司