专利名称：一种太阳能硅片线切割机专用电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能硅片线切割机专用电源，特别是一种具有节能以及保护后端设备功能的工业电源。
背景技术：
随着世界各国对于节能减排要求的提出，太阳能自然成为可再生能源的首选。 太阳能光伏发电为现在利用太阳能发电的主要形式，而负责太阳能变换为电能的主要器件——多晶硅板自然变得供不应求。然而，我国众多的多晶硅硅片生产企业均采用进口的线切割设备来对硅锭进行切割。然而，由于硅片切割设备本身属于一种特殊的电机设备，直接接在电网上使用，容易对电网造成严重污染，生产硅片的单位会遭到供电部门的罚款。有的厂商通过普通的变频器或者不间断电源来进行隔离，虽然一定程度上减小了设备对于电网的污染，可是由于变频器适用于常规的电机负载，以及不间断电源多用于静态的用电设备，往往造成这类电源设备频繁损坏，以及线切割设备造成高强度的切割线材的断裂，耗费大量的时间进行更换。因此，一种能够完全适应太阳能硅片切割设备的工业电源产品成为当前太阳能行业所迫切需要的。
发明内容本实用新型的目的是提供一种太阳能硅片线切割机专用电源，既解决当前的所存在的污染电网问题，又能解决损坏切割机设备和维护频繁等一系列问题。本实用新型的技术方案本实用新型的太阳能硅片线切割机专用电源包括市电供电部分、三相全桥整流电路、自适应逆变器、蓄电池，其市电供电部分包括交流电源 V和与交流电源 V连接的第一可控硅开关电路KGl ；三相全桥整流电路的输出与自适应逆变器连接，自适应逆变器的输出与第二可控硅开关电路KG2连接；第一可控硅开关电路KGl和第二可控硅开关电路KG2共同与电源输出端连接；蓄电池通过互锁转换开关分别与三相全桥整流电路的输出和自适应逆变器的输入端连接；后级监控模块的输出与第一可控硅开关电路KG1、第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器的控制端连接；前级监控模块的输出与互锁转换开关的控制端连接；后级监控模块的输入端与采集负载电流的互感器和自适应逆变器的信号端连接；前级监控模块的输入端采集市电供电交流电源信号。所述的太阳能硅片线切割机专用电源，在自适应逆变器的输入端设置母线吸收单元，前级监控模块的输出与母线吸收单元的控制端连接。所述的母线吸收单元包括一个mos管与电阻R串联后并连在三相全桥整流电路的输出端，mos管的栅极与前级监控模块的输出端连接。所述的三相全桥整流电路的输出并联滤波电容C。所述的太阳能硅片线切割机专用电源，在蓄电池的正极上串联电源接入缓冲单元，电源接入缓冲单元的另一端与滤波电容C的正极相连，电源接入缓冲单元由二极管D与电阻R2串联后与接触器常开触点JK并联。[0009]本实用新型的优点第一，由于该专用的电源是真正的在线式双变换输出，所以保证了输出电压的稳定，大大满足了线切割机对输入电源稳定度的需求。第二，该专用的电源引入了蓄电池做后备电源，并时时检测电网电压，这样保证了当电网出现故障中断时，线切割机的工作不受影响。第三，线切割机型的这种负载是冲击型的负载，并且这个冲击在一个市电周期内是反复进行的，这样极易对供电设备造成电源反灌。我们的太阳能硅片线切割机专用电源在设计上加入了母线吸收单元，很好的解决了电源反灌的问题，保证整个系统更加安全可靠的运行。
图1是本实用新型的总体原理框图。图2是母线吸收单元和电源接入缓冲单元原理图。
具体实施方式
图1是本实用新型的总体原理框图本实用新型的太阳能硅片线切割机专用电源包括市电供电部分、三相全桥整流电路、自适应逆变器、蓄电池，市电供电部分包括交流电源 V和与交流电源 V连接的第一可控硅开关电路KGl ；三相全桥整流电路的输出与自适应逆变器连接，自适应逆变器的输出与第二可控硅开关电路KG2连接；第一可控硅开关电路KGl和第二可控硅开关电路KG2共同与电源输出端连接；蓄电池通过互锁转换开关分别与三相全桥整流电路的输出和自适应逆变器的输入端连接；后级监控模块的输出与第一可控硅开关电路KG1、第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器的控制端连接；前级监控模块的输出与互锁转换开关的控制端连接，前级监控模块的输出同时还与电池接入缓冲单元中接触器控制极相连。在自适应逆变器的输入端设置母线吸收单元，前级监控模块的输出与母线吸收单元的控制端连接。后级监控模块的输入端采集负载电流和自适应逆变器的信号；前级监控模块的输入端采集市电供电交流电源信号。图2是母线吸收单元和电源接入缓冲单元原理图所述的母线吸收单元包括一个mos管与电阻R串联后并连在三相全桥整流电路的输出端，mos管的栅极与前级监控模块的输出端连接。三相全桥整流电路的输出并联滤波电容C。在滤波电容C上并联电源接入缓冲单兀。电源接入缓冲单元由二极管D与电阻R2串联后与接触器常开触点JK并联。工作原理(一)当市电正常时，其后级监控模块采样负载电流和自适应逆变器工作信号当两者都正常时，后级监控模块的输出控制第一可控硅开关电路KGl关闭，第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器工作；同时，前级监控模块采样输入的三相电压值，当市电正常时，三相交流电通过三相全桥整流电路、自适应逆变器、第二可控硅开关电路KG2为硅片线切割机供电；前级监控模块同时控制互锁转换开关使三相全桥整流电路输出端与蓄电池连接，对蓄电池充电。(二)当市电异常时，前级监控模块采样输入的三相电压值无输入，前级监控模块控制互锁转换开关使三相全桥整流电路输出端与蓄电池断开，蓄电池与自适应逆变器连通，通过蓄电池、自适应逆变器、第二可控硅开关电路KG2为硅片线切割机供电。(三)当负载电流和自适应逆变器异常时，后级监控模块的输出控制第一可控硅开关电路KGl导通，第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器关闭，由三相交流电 V直接为硅片线切割机供电。滤波电容C的作用由于该专用电源输出功率较大，一般在三相全桥整流电路输出端并联较大容值C，进行直流滤波。电源接入缓冲单元的作用由于电容C是直流铝电解电容，如果不对该直流铝电解电容进行缓启动处理就会造成电池输入时产生较大的瞬间输入尖峰电流，引起输入空开跳闸或输入保险丝熔断。本实用新型采取的电源接入缓冲单元是在蓄电池的正极上串联电源接入缓冲单元，电源接入缓冲单元的另一端与滤波电容C的正极相连。电源接入缓冲单元由二极管D与电阻R2串联后与接触器常开触点JK并联。当电源切换接入时，前级监控模块控制接触器不吸合，电源输出的电流通过大功率电阻R2对直流铝电解电容C充电，前级监控模块对直流铝电解电容C两端的电压进行监测，当电压超过一定电压值时，让接触器常开触点JK吸合，将大功率电阻R2短路掉，达到缓启动的目的。母线吸收单元的作用该母线吸收单元也并联在直流铝电解电容C两端，当自适应逆变器反灌回多余的电能时，由母线吸收单元吸收掉，保证直流铝电解电容两端的电压值不超过其安全工作电压，确保整个系统的安全运行。具体工作过程如下当市电与蓄电池切换时，当自适应逆变器反灌回来电能时，母线电压升高。前级监控模块对母线电压的采样，当母线电压高于一定电压值时，前级监控模块对母线吸收单元发出控制信号，母线吸收单元的mos管导通，此时母线吸收单元的电阻Rl并接到母线两端对母线电能进行吸收，使母线电压下降到安全范围。前级监控模块和后级监控模块采用TI的C2000系列dsp作控制芯片实现数字信号处理器以及人机界面。各个部分的数字信号处理器采用标准485接口相连，通讯协议采用MBus协议来交换整机相关信息。自适应逆变器采用三相全桥结构，利用Δ |Y型三相大功率变压器进行隔离和变压。本实用新型采样自适应逆变器的输出为主供电，当其出现问题时切换到市电上， 当其变成正常时又切回自适应逆变器的输出。两者间的切换时间小于lms，并且两者间的切换是为互锁关系。
权利要求1.一种太阳能硅片线切割机专用电源，包括市电供电部分、三相全桥整流电路、自适应逆变器、蓄电池，其特征在于市电供电部分包括交流电源 V和与交流电源 V连接的第一可控硅开关电路KGl ；三相全桥整流电路的输出与自适应逆变器连接，自适应逆变器的输出与第二可控硅开关电路KG2连接；第一可控硅开关电路KGl和第二可控硅开关电路KG2共同与电源输出端连接；蓄电池通过互锁转换开关分别与三相全桥整流电路的输出和自适应逆变器的输入端连接；后级监控模块的输出与第一可控硅开关电路KG1、第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器的控制端连接；前级监控模块的输出与互锁转换开关的控制端连接；后级监控模块的输入端与采集负载电流的互感器和自适应逆变器的信号端连接；前级监控模块的输入端采集市电供电交流电源信号。
2.根据权利要求1所述的太阳能硅片线切割机专用电源，其特征在于在自适应逆变器的输入端设置母线吸收单元，前级监控模块的输出与母线吸收单元的控制端连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能硅片线切割机专用电源，其特征在于母线吸收单元包括一个mos管与电阻R串联后并连在三相全桥整流电路的输出端，mos管的栅极与前级监控模块的输出端连接。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能硅片线切割机专用电源，其特征在于三相全桥整流电路的输出并联滤波电容C。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能硅片线切割机专用电源，其特征在于在蓄电池的正极上串联电源接入缓冲单元，电源接入缓冲单元的另一端与滤波电容C的正极相连， 电源接入缓冲单元由二极管D与电阻R2串联后与接触器常开触点J K并联。
专利摘要本实用新型提供一种太阳能硅片线切割机专用电源，市电供电部分包括交流电源和与交流电源连接的第一可控硅开关电路KG1；三相全桥整流电路的输出与自适应逆变器连接，自适应逆变器的输出与第二可控硅开关电路KG2连接；第一可控硅开关电路KG1和第二可控硅开关电路KG2共同与电源输出端连接；蓄电池通过互锁转换开关分别与三相全桥整流电路的输出和自适应逆变器的输入端连接；后级监控模块的输出与第一可控硅开关电路KG1、第二可控硅开关电路KG2和自适应逆变器的控制端连接；前级监控模块的输出与互锁转换开关的控制端连接；后级监控模块的输入端与采集负载电流的互感器和自适应逆变器的信号端连接；前级监控模块的输入端采集市电供电交流电源信号。
文档编号H02H9/04GK202085080SQ20112008614
公开日2011年12月21日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者郭志峰 申请人:郭志峰