船用多用途不间断电源柜的制作方法

文档序号:12124255阅读:218来源:国知局

本实用新型涉及一种不间断电源柜,特别涉及一种船用多用途不间断电源柜。



背景技术:

随着电气技术的发展,电气控制设备在船舶上的应用比例不断加大,其对于电源的要求也不断提高,为了确保船舶航行安全,一般地都要求主要的电气控制设备不能断电。不间断电源(UPS,uninterruptible power system)就是为了解决不间断供电而设计的。通常是将具有集成整流、逆变、旁路及故障检测模块的主机与蓄电池相连接,通过整流模块将外部电源转换成直流电为蓄电池充电,同时整流出的直流电或者蓄电池释放的直流电通过逆变模块转换成交流电供给系统控制用电设备。通常UPS具有稳压、滤波、不间断三大功能,一方面,市电直接供电时其具有稳压和滤波作用,消除或减小了市电的干扰,提高了供电品质,为设备提供优质的电源;另一方面,市电断电时,其又可以通过蓄电池释放电能,继续为设备提供高品质电源,且从市电切换至蓄电池供电为无缝切换,确保设备的正常高效运行。

目前应用中存在的问题:

目前船舶行业需采购UPS柜产品主要提供220V电源,接口单一;外部设备需要自行对接入的电源进行处理,才能获得设备所需要的电源;另外现有的产品主要对UPS主机进行故障检测和报警,不对输出的电源进行故障检测,无法提供具体供电接口的故障报警。

现有技术方案的基本原理是:外部交流220V电源经过熔断器保护装置进入UPS主机设备,通过UPS主机设备内部的整流模块将交流220V电源转换成直流96V,通过主机上带有的蓄电池接口,经过熔断器保护装置与外部的蓄电池组相连接,对蓄电池进行充电操作;另一方面蓄电池也可通过此接口进行放电操作;主机内部的直流96V电源经过主机内的逆变模块转换成交流220V电源,通过2个交流220V接口进行电源输出,柜内配置2个微型塑壳式断路器进行保护,将电源输出至端子,驱动外部负载。通常还配置UPS主机配置有UPS故障和旁路供电信号接口,通过设置电气回路,可设置报警指示灯并经信号通过端子输出至外部的监测报警系统。当外部交流220V供电正常时,通过主机的智能控制模块自动对蓄电池进行充电,同时控制逆变模块输出稳定的交流220V电源,此时如果UPS主机发生故障,可自动切换至旁路进行供电;当外部交流220V电源故障无法供电时,此时通过主机自动切换至蓄电池放电模式,经过主机内部的逆变模块输出稳定的交流220V电源。

现有技术方案的缺点:

1、对外负载接口单一,通过原理可以看出,目前仅能输出交流220V电源接口,不具备通用性,目前船舶控制用电设备电压等级层次明显,单一的接口已经越来越不满足现有设备的使用;

2、外部不同电压等级用电负载需经过电源转换或者专门选用相同电压等级的UPS才能使用,这样一方面,外部设备增加电源转换模块需要增加设备外形尺寸;另一方面,选用专门相同电压等级的UPS设备又额外增加了整个系统的投资成本;

3、报警指示信号不完善,造成人员使用不便。现有产品仅提供主机所给出的旁路供电指示和UPS主机故障报警2个信号,没有对各个输出接口进行电源监测,如果发生单个输出接口由于过载或者短路引起断路器跳闸,不能将该信号传输给船上的监测报警系统。



技术实现要素:

本实用新型是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种对外接口多样化,设备尺寸小。设备成本低,指示和报警信号完善的船用多用途不间断电源柜。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,具有这样的特征,包括:不间断电源主机,具有:第一电源输出相线出线端、第一电源输出零线出线端、第二电源输出相线出线端、第二电源输出零线出线端、主机故障端、旁路供电指示端、公共端、电源输入相线进线端、电源输入零线进线端、蓄电池接口正极、蓄电池接口负极;交流电源转换组,与第二电源输出相线出线端、第二电源输出零线出线端分别连接;直流电源转换组,与第一电源输出相线出线端、第一电源输出零线出线端、公共端分别连接;主机故障电路,与主机故障端、第一电源输出相线出线端、公共端分别连接;旁路供电电路,与旁路供电指示端、第一电源输出相线出线端、公共端分别连接;蓄电池组,与蓄电池接口正极、蓄电池接口负极分别连接;以及外部电源,与电源输入相线进线端、电源输入零线进线端分别连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,交流电源转换组,具有:常规输出电路;以及交流转换输出电路,常规输出电路,包含:第一负载断路器,第一端与第二电源输出零线出线端连接,第三端与第二电源输出相线出线端连接;以及第二继电器,第一端与第一负载断路器的第二端连接,第二端与第一负载断路器的第四端连接,交流转换输出电路,包含:交流电源转换器,第一端与第一电源输出零线出线端连接,第二端与第一电源输出相线出线端连接;第二负载断路器,第一端与交流电源转换器的第三端连接,第三端与交流电源转换器的第四端连接;以及第四继电器,第一端与第二负载断路器的第二端连接,第二端与第二负载断路器的第四端连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,直流电源转换组,具有:若干个互相并联的交直流电源转换电路,包含:交直流电源转换器,第一端与第一电源输出零线出线端、公共端分别连接,第二端与第一电源输出相线出线端连接;第三负载断路器,第一端与交直流电源转换器的第三端连接,第三端与交直流电源转换器的第四端连接;以及第五继电器,第一端与第三负载断路器的第二端连接,第二端与第三负载断路器的第四端连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,旁路供电电路,具有:第一继电器,第一端与旁路供电指示端连接,第二端与第一电源输出相线出线端连接;第一开关,一端与公共端连接;第一指示灯,一端与第一开关的另一端连接,另一端与第一继电器、第一电源输出相线出线端分别相连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,主机故障电路,具有:第三继电器,第一端与主机故障端连接,第二端与第一电源输出相线出线端连接;第三开关,一端与公共端连接;第二指示灯,一端与第三开关的另一端连接,另一端与第三继电器、第一电源输出相线出线端分别相连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征,包括:供电指示组,与第二电源输出相线出线端、第二电源输出零线出线端、直流电源转换组分别连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,供电指示组,具有:若干个相互并联的开关电路,包含:开关,一端与第一电源输出相线出线端、直流电源转换组分别连接;指示灯,一端与开关的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端、直流电源转换组分别连接。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,交直流电源转换电路的数量为四个。

本实用新型提供的船用多用途不间断电源柜,还具有这样的特征:其中,开关电路的数量为六个。

实用新型作用和效果

根据本实用新型所涉及船用多用途不间断电源柜,对现有方案的缺点进行优化,完美的解决现存的不足之处,极大的方便了产品在船舶上的应用,带来了显著的经济效益,主要的优点如下:

对外接口多样化,经过对船厂和船员的深入调查,明确了目前船舶最常使用的电源类型,整合现有的技术,通过增加相应的模块设备,为用户提供多种供电接口的选择,不仅可包括现有的交流220V接口,还可提供包括交流110V,直流48V,直流24V,直流12V,直流5V等多种接口型式,丰富的接口类型完美匹配了目前船舶上所使用的全部电源设备;

外部用电设备可减小设备尺寸降低设备成本,由于本设备提供的丰富的接口类型,外部的用电设备无需在为电源方面配置相关的设备模块,减小了设备的尺寸;通时对于多路供电设备,本设备可同时提供其所需要的多路不同电压等级的电源要求,使设备不要增加额外的整合模块即可满足规范要求,降低了设备的成本;

完善的指示和报警信号,在确保设备安全的同时极大的方便了船员管理;本设备方案对每一路输出信号都进行了信号的监测,可以在设备出现故障的第一时间将报警信号输出至船舶的机舱监测报警系统,通过监测报警系统的声光报警提示船员进行设备维护和警示;本地柜体标明设置有具体输出信号点的指示灯,可清楚的指示出现故障或者断开的信号接口,方便船员查找故障点并进行故障处理。

附图说明

图1是本实用新型在实施例中的船用多用途不间断电源柜的电路图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本实用新型所涉及的船用多用途不间断电源柜作详细的描述。

实施例

图1是本实用新型在实施例中的船用多用途不间断电源柜的结构示意图。

如图1所示,船用多用途不间断电源柜具有:不间断电源主机1、交流电源转换组2、直流电源转换组3、供电指示组4、主机故障电路、旁路供电电路、蓄电池组5和外部电源6。

不间断电源主机1具有:第一电源输出相线出线端1-1、第一电源输出零线出线端1-2、第二电源输出相线出线端1-3、第二电源输出零线出线端1-4、主机故障端1-5、旁路供电指示端1-6、公共端1-7、电源输入相线进线端1-8、电源输入零线进线端1-9、蓄电池接口正极1-10、蓄电池接口负极1-11。

交流电源转换组2与第二电源输出相线出线端1-3、第二电源输出零线出线端1-4分别连接,具有:常规输出电路和交流转换输出电路。

常规输出电路包含:第一断路器Q1、第二继电器KA2。

第一断路器Q1的第一端与第二电源输出零线出线端1-4连接,第三端与第二电源输出相线出线端1-3连接。

第二继电器KA2的第一端与第一断路器Q1的第二端连接,第二端与第一断路器Q1的第四端连接。

交流转换输出电路包含:交流电源转换器Z1、第二负载断路器Q2、第四继电器KA4。

交流电源转换器Z1的第一端与第二电源输出零线出线端1-4连接,第二端与第二电源输出相线出线端1-3连接。

第二负载断路器Q2的第一端与交流电源转换器Z1的第三端连接,第三端与交流电源转换器Z1的第四端连接。

第四继电器KA4的第一端与第二负载断路器Q2的第二端连接,第二端与第二负载断路器Q2的第四端连接。

直流电源转换组3与第一电源输出相线出线端1-1、第一电源输出零线出线端1-2、公共端1-7分别连接,具有:四个互相并联的交直流电源转换电路,分别为:第一交直流电源转换电路、第二交直流电源转换电路、第三交直流电源转换电路、第四交直流电源转换电路。

第一交直流电源转换电路中,第一交直流电源转换器J1的第一端与第一电源输出零线出线端1-2、公共端1-7分别连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第三负载断路器Q3的第一端与第一交直流电源转换器J1的第三端连接,第三端与第一交直流电源转换器J1的第四端连接。

第五继电器KA5的第一端与第三负载断路器Q3的第二端连接,第二端与第三负载断路器Q3的第四端连接。

第二交直流电源转换电路中,第二交直流电源转换器J2的第一端与第一电源输出零线出线端1-2、公共端1-7分别连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第四负载断路器Q4的第一端与第二交直流电源转换器J2的第三端连接,第三端与第二交直流电源转换器J2的第四端连接。

第六继电器KA6的第一端与第四负载断路器Q4的第二端连接,第二端与第四负载断路器Q4的第四端连接。

第三交直流电源转换电路中,第三交直流电源转换器J3的第一端与第一电源输出零线出线端1-2、公共端1-7分别连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第五负载断路器Q5的第一端与第三交直流电源转换器J3的第三端连接,第三端与第三交直流电源转换器J3的第四端连接。

第七继电器KA7的第一端与第五负载断路器Q5的第二端连接,第二端与第五负载断路器Q5的第四端连接。

第四交直流电源转换电路中,第四交直流电源转换器J4的第一端与第一电源输出零线出线端1-2、公共端1-7分别连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第六负载断路器Q6的第一端与第四交直流电源转换器J4的第三端连接,第三端与第四交直流电源转换器J4的第四端连接。

第八继电器KA8的第一端与第六负载断路器Q6的第二端连接,第二端与第六负载断路器Q6的第四端连接。

供电指示组4与第一电源输出相线出线端1-1、第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接,具有:六个相互并联的开关电路4,分别为:第一开关电路K1、第二开关电路K2、第三开关电路K3、第四开关电路K4、第五开关电路K5、第六开关电路K6。

第一开关电路K1中,第二开关S2的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第二指示灯H2的一端与第二开关S2的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

第二开关电路K2中,第四开关S4的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第四指示灯H4的一端与第四开关S4的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

第三开关电路K3中,第五开关S5的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第五指示灯H5的一端与第五开关S5的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

第四开关电路K4中,第六开关S6的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第六指示灯H6的一端与第六开关S6的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

第五开关电路K5中,第七开关S7的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第七指示灯H7的一端与第七开关S7的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

第六开关电路K6中,第八开关S8的一端与第一电源输出相线出线端1-1、直流电源转换组3分别连接。

第八指示灯H8的一端与第八开关S8的另一端连接,另一端与第一电源输出零线出线端1-2、直流电源转换组3分别连接。

旁路供电电路与旁路供电指示端1-6、第一电源输出相线出线端1-1、公共端1-7分别连接,具有:第一继电器KA1、第一开关S1、第一指示灯H1。

第一继电器KA1的第一端与旁路供电指示端1-6连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第一开关S1的一端与公共端1-7连接。

第一指示灯H1的一端与第一开关S1的另一端连接,另一端与第一继电器KA1、第一电源输出相线出线端1-1分别相连接。

主机故障电路与主机故障端1-5、第一电源输出相线出线端1-1、公共端1-7分别连接,具有:第三继电器KA3、第三开关S3、第二指示灯H2。

第三继电器KA3的第一端与主机故障端1-5连接,第二端与第一电源输出相线出线端1-1连接。

第三开关S3的一端与公共端1-7连接。

第二指示灯H2的一端与第三开关S3的另一端连接,另一端与第三继电器KA3、第一电源输出相线出线端1-1分别相连接。

蓄电池组5与蓄电池接口正极1-10、蓄电池接口负极1-11分别连接。

外部电源6与电源输入相线进线端1-8、电源输入零线进线端1-9分别连接。

对于常规交流220V接口,通过在输出接口前端增加继电器的型式,检测输出回路的输出情况,当第一断路器Q1合闸时,第二继电器KA2动作,此时通过第二继电器KA2的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第三指示灯H3,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第一断路器Q1断开或者断开第二开关S2,则相应的柜体第三指示灯H3熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

对于交流110V接口,原交流220V电源先接入电源转换模块,通过AC/AC(交流转交流)模块,将交流220V电源转换成交流110V电源,再通过第二断路器Q2,输出至接线端子。在输出接口前端增加第四继电器KA4,检测输出回路的输出情况,当第二断路器Q2合闸时,第四继电器KA4动作,此时通过第四继电器KA4的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第四指示灯H4,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第二断路器Q2断开或者断开第四开关S4,则相应的柜体的第四指示灯H4熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

对于直流48V接口,原交流220V电源先接入电源转换模块,通过AC/DC(交流转直流)模块,将交流220V电源转换成直流48V电源,再通过第三断路器Q3,输出至接线端子。在输出接口前端增加第五继电器KA5,检测输出回路的输出情况,当第三断路器Q3合闸时,第五继电器KA5动作,此时通过第五继电器KA5的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第五指示灯H5,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第三断路器Q3断开或者断开第五开关S5,则相应的柜体的第五指示灯H5熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

对于直流24V接口,原交流220V电源先接入电源转换模块,通过AC/DC(交流转直流)模块,将交流220V电源转换成直流24V电源,再通过断路器Q4,输出至接线端子。在输出接口前端增加继电器的,检测输出回路的输出情况,当第四断路器Q4合闸时,第六继电器KA6动作,此时通过第六继电器KA6的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第六指示灯H6,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第四断路器Q4断开或者断开第六开关S6,则相应的柜体的第六指示灯H6熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

对于直流12V接口,原交流220V电源先接入电源转换模块,通过AC/DC(交流转直流)模块,将交流220V电源转换成直流12V电源,再通过第五断路器Q5,输出至接线端子。在输出接口前端增加第七继电器KA7,检测输出回路的输出情况,当第五断路器Q5合闸时,第七继电器KA7动作,此时通过第七继电器KA7的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第七指示灯H7,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第五断路器Q5断开或者断开第七开关S7,则相应的柜体的第七指示灯H7熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

对于直流5V接口,原交流220V电源先接入电源转换模块,通过AC/DC(交流转直流)模块,将交流220V电源转换成直流5V电源,再通过第六断路器Q6,输出至接线端子。在输出接口前端增加第八继电器KA8,检测输出回路的输出情况,当第六断路器Q6合闸时,第八继电器KA8动作,此时通过第八继电器KA8的辅助触点,一方面点亮位于柜体面板上的白色电源输出的第八指示灯H8,另一方面将该信号输出至全船机舱监测报警系统,如发生短路或者过载等突发情况导致第六断路器Q6断开或者断开第八开关S8,则相应的柜体的第八指示灯H8熄灭,同时在全船的机舱监测报警系统中发出报警指示。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及船用多用途不间断电源柜,对现有方案的缺点进行优化,完美的解决现存的不足之处,极大的方便了产品在船舶上的应用,带来了显著的经济效益,主要的优点如下:

对外接口多样化,经过对船厂和船员的深入调查,明确了目前船舶最常使用的电源类型,整合现有的技术,通过增加相应的模块设备,为用户提供多种供电接口的选择,不仅可包括现有的交流220V接口,还可提供包括交流110V,直流48V,直流24V,直流12V,直流5V等多种接口型式,丰富的接口类型完美匹配了目前船舶上所使用的全部电源设备;

外部用电设备可减小设备尺寸降低设备成本,由于本设备提供的丰富的接口类型,外部的用电设备无需在为电源方面配置相关的设备模块,减小了设备的尺寸;通时对于多路供电设备,本设备可同时提供其所需要的多路不同电压等级的电源要求,使设备不要增加额外的整合模块即可满足规范要求,降低了设备的成本;

完善的指示和报警信号,在确保设备安全的同时极大的方便了船员管理;本设备方案对每一路输出信号都进行了信号的监测,可以在设备出现故障的第一时间将报警信号输出至船舶的机舱监测报警系统,通过监测报警系统的声光报警提示船员进行设备维护和警示;本地柜体标明设置有具体输出信号点的指示灯,可清楚的指示出现故障或者断开的信号接口,方便船员查找故障点并进行故障处理。

上述实施方式为本实用新型的优选案例,并不用来限制本实用新型的保护范围。

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