一种双电源转换装置的制作方法

本实用新型涉及一种双电源转换装置，属于电气技术领域。

背景技术：

在现代工业、医疗、商业以及日常生活等领域均存在一些需要持续供电的用电设备，为了满足这些用电设备的持续供电要求，通常采取双路供电的供电方案，即利用双电源自动转换装置实现主、备两路电源的自动切换。双电源自动转换装置通常包括检测单元、控制单元和双电源切换开关，检测单元用于对主电源和备用电源的输入电压进行实时检测，控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换。现有双电源自动转换装置在进行电源转换过程中，双电源切换开关的执行逻辑是先断后合，即先断开主电源，然后接通备用电源，这样就会出现短暂的断电（传统的机械式开关的转换时间通常为数十毫秒），这种短暂断电对于大多数负载而言是可以接受的。然而，也存在一些高敏感负载，对于供电持续性要求十分苛刻。例如，主要应用于体育场馆、隧道等照明的金属卤素灯就是一种典型的敏感负载。金属卤素灯的最大特点是当断电时间超过5ms后，需要再过10min左右才能重新点亮。显然，如果在重要的体育比赛中或工程施工中突然停电，会造成很大的麻烦。为了使得双电源自动转换装置能够满足高敏感负载的要求，一种现有的解决方案是采用可控半导体开关作为双电源切换开关，以提高两路电源的转换速度。这种方案虽然可以将两路电源的转换时间大幅降低，但是需要对半导体开关单独设计散热系统，增加了系统的成本；另外，半导体器件长时间工作，其寿命和可靠性相比传统机械式双电源开关均会下降，从而影响了整个供电系统的安全可靠性。

为了解决上述问题，一篇中国发明专利（公开号为CN105024450A，公开日为2015/11/4）中公开了一种可满足高敏感负载的供电需求且具有高可靠性的双电源自动转换装置，其在双电源自动转换装置中引入了包括储能单元和逆变单元的辅助供电单元，在主、备电源的转换过程中，由辅助供电单元向负载输出电能。该技术方案可有效减小主备电源转换过程中的负载断电时间，满足了像金属卤素灯一样的敏感负载的安全供电需求；并且由于采用机械式的双电源切换开关，其安全可靠性高，实现成本低。

考虑到上述装置的使用场景，应合理设计其布局结构，使其在体积尽可能紧凑的情况下，同时还具有较好的安全性和可维护性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种双电源转换装置，一方面可满足高敏感负载的供电需求且具有高可靠性，另一方面，具有布局结构合理紧凑的优点，安全性和可维护性较好。

本实用新型具体采用以下技术方案：

一种双电源转换装置，包括电路部分和用于安装电路部分的机柜；所述电路部分包括：检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关、辅助供电单元以及滤波输出单元；所述辅助供电单元包括依次电连接的储能单元、逆变单元，逆变单元的输出端与滤波输出单元的输入端电连接；检测单元用于对主、备电源的输入电压进行实时检测；控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换，并在主、备电源的转换过程中，控制辅助供电单元向负载输出电能；电路部分中的双电源切换开关、滤波输出单元安装于所述机柜内的底部，辅助供电单元、控制单元安装于所述机柜内处于电源切换开关和滤波输出单元之上的位置。

优选地，所述储能单元包括基本储能模块和一组扩展储能模块，其中，扩展储能模块设置于机柜内的上部，辅助供电单元中其余部件和控制单元一起安装于机柜内扩展储能模块的下方。

优选地，所述滤波输出单元包括输出变压器、滤波器以及输出接触器；其中，变压器安装在机柜内的底部，位于所述双电源切换开关的后方，滤波器安装于机柜内变压器的上方。

优选地，所述辅助供电单元还包括与所述储能单元电连接的整流单元。

优选地，所述机柜的正面上部设置有固定安装的面板，下部设置有可开启的柜门；所述机柜的左右两侧、后侧及顶部均设置有盖板。

优选地，机柜左右两侧、后侧及顶部的盖板上均设置有用于通风散热的通风孔。

优选地，机柜正面上部的面板上设置有与控制单元电连接的显示装置。

优选地，机柜柜门内设置有用于对带电部位进行安全隔离的操作防护隔板。

优选地，所述机柜底板上设置有用于进出线的穿线孔。

优选地，所述机柜底部设置有用于使机柜便于移动的一组移动脚轮。

相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型对带有辅助供电单元的双电源转换装置进行合理布局，使得装置整体结构紧凑，空间占用较小；

本实用新型具有较好的散热性能、安全防护性能以及可维护性能。

附图说明

图1为本实用新型双电源转换装置一个具体实施例的电路结构示意图；

图2为本实用新型双电源转换装置电路部分在机柜中的一个布局实例；

图3为本实用新型双电源转换装置电路部分在机柜中的另一个布局实例；

图4为本实用新型双电源转换装置中机柜的一种优选结构的爆炸图；

图5为本实用新型双电源转换装置中机柜的另一种优选结构的结构示意图。

图中各标号含义如下：

1、机柜，10、穿线孔，11、骨架，12、左侧盖板，13、右侧盖板，14、顶盖板，15、后盖板，16、面板，17、柜门，18、脚轮，19、显示装置，21、扩展储能模块，211、储能电容，212、母线，213、平衡电阻，214、接线端子，31、控制单元，32、整流单元，33、逆变单元，34、接线端子，35、控制组件板，41、机械式转换开关，51、电流传感器，52、进线开关，611、LC滤波组件，612、变压器，613、接触器，614、出线接线端子，71、操作防护隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

本实用新型双电源转换装置的电路部分与CN105024450A中所公开的内容相同，其包括：检测单元、控制单元、机械式的双电源切换开关、辅助供电单元以及滤波输出单元；所述辅助供电单元包括依次电连接的储能单元、逆变单元，逆变单元的输出端与滤波输出单元的输入端电连接；检测单元用于对主、备电源的输入电压进行实时检测；控制单元根据检测单元的检测结果控制双电源切换开关从而实现主、备电源的自动转换，并在主、备电源的转换过程中，控制辅助供电单元向负载输出电能。

图1显示了本实用新型双电源转换装置一个具体实施例的电路结构，其以单相电源转换为例，多相电源转换装置可参考CN105024450A。如图1所示，该装置主要包括常用电源（S1）进线开关K1，备用电源（S2）进线开关K2，辅助供电单元取电开关K3，机械式双电源切换开关，检测单元，控制单元，辅助供电单元，滤波输出单元。辅助供电单元包括充电接触器CK1、整流单元、电容C1、C2构成的储能单元以及逆变单元。滤波输出单元包括：输出滤波器Ls、变压器T1以及交流接触器CK2。检测单元包括一组电流传感器。

图2显示了本实用新型双电源转换装置电路部分在机柜中的一个布局实例。如图2所示，电路部分安装于机柜1内。为了便于观察，本实施例中的机柜1采用了最简单的仅包含框架结构的机柜。本实施例中，辅助供电单元中的储能单元被分为两部分：基本储能模块、扩展储能模块。如图1所示，扩展储能模块21被安装于机柜1内的最上部，可根据实际需要选择安装与否以及容量大小，其包括储能电容211、母线212、平衡电阻213、接线端子214。基本储能模块与辅助供电单元中其余部件（即图中的整流单元32、逆变单元33、接线端子34）和控制单元31一起被集成于控制组件板35上，安装于机柜1内扩展储能模块21的下方。机械式转换开关41设置于控制组件板35的下方，位于机柜1的前部。滤波输出单元包括输出变压器612、LC滤波组件611构成的滤波器、输出接触器613以及出线接线端子614，电缆线可经由机柜1底部的穿线孔10 将出线接线端子614与外部连接；其中，变压器612安装在机柜1内的底部，位于机械式转换开关41的后方，滤波器安装于机柜1内变压器612的上方。在机柜1的下部还安装有作为检测单元的电流传感器51以及进线开关52。

图3显示了本实用新型双电源转换装置电路部分在机柜中的另一个布局实例，与图2所不同的是，在机柜1下部前端，具体为控制组件板35之下的所有电气部件的前方，设置有用于对带电部位进行安全隔离的操作防护隔板71，以确保操作者操作时的安全和防止故障事故的扩大化，提高设备的安全性。其余部分与图2所示双电源转换装置相同。

图4显示了本实用新型双电源转换装置中机柜1的一种优选结构，其包括骨架11，采用焊接式结构，由金属薄板经折弯焊接而成，呈长方体构造。如图4所示，在骨架11的两侧、顶部以及背部分别设置有左侧盖板12、右侧盖板13、顶盖板14、后盖板15，骨架11的正面上部设置有固定安装的面板17，下部设置有可开启的柜门16。为了提高设备的散热性能，可进一步在左侧盖板12、右侧盖板13、顶盖板14、后盖板15上设置用于通风散热的通风孔。

图5显示了本实用新型双电源转换装置中机柜的另一种优选结构。与图4所示机柜相比，在面板17增设了与控制单元电连接的显示装置19（例如可包括显示屏和/或显示指示灯），从而可显示设备的状态和运行信息；并且在机柜底部安装了移动脚轮18，从而使得设备整体便于移动。

本实用新型的布局合理，整体结构紧凑，空间占用较小，并且具有较好的散热性能、安全防护性能以及可维护性能。