一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置的制作方法

本实用新型涉及一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置。

背景技术：

由于雷击、对地短路、电网异常、大型设备启动等造成的电网电压瞬时跌落又恢复正常的现象，这种使电压瞬间较大幅度波动或者是断电恢复的现象称为电压暂降。

在工厂中的电力系统在运行过程中经常会发生故障重合闸、备自投，这种现象会造成短时间电压中断，指一相或多相电压瞬时跌落到0.1倍额定电压以下，且持续时间为3秒到60秒钟。暂降后的低电压会导致线路的重合闸和接触器的欠压脱扣，电压暂降会转变为短时中断。上述情况对连续生产中要求大量设备在工艺流程上不允许电动机跳闸停机的企业是灾难性的，轻则是经济损失，降低生产效率，重则还会发生火灾、爆炸乃至人身安全。

技术实现要素：

本实用新型提出的一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置，该装置使用器件少、安全可靠、环保节能，可以根据当前市电母线的电压值，快速分合开关，保证工业现场发生电压异常导致电压暂降/短时中断情况下，负载电机不停机，转速、扭矩不波动。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置，包括整流单元、电能检测单元、逆变单元、储能开关、动能储能单元及核心控制器；整流单元及电能检测单元的输入端与市电连接，整流单元的输出端分别与逆变单元的输入端及储能开关的输入端连接，逆变单元的输出端与负载电机的输入端连接，储能开关的输出端与所述动能储能单元的输入端连接，所述的整流单元、电能检测单元、逆变单元、储能开关及动能储能单元与核心控制器连接。

优选的，所述整流单元电路包括第一二极管da1、第二二极管da2、第三二极管db1、第四二极管db2、第五二极管dc1、第六二极管dc2，所述第一二极管da1的阳极分别与市电输入的u相及所述第二二极管da2的阴极相连接，所述第三二极管db1的阳极分别与市电输入的v相及诉述第四二极管db2的阴极相连接，所述第五二极管dc1的阳极分别与市电输入的w相及所述第六二极管的阴极相连接，所述第一二极管da1、第三二极管db1、第五二极管dc1的阴极分别相连并与直流输出dc+相连接，所述第二二极管da2、第四二极管db2、第六二极管dc2的阳极分别相连接并与直流输出dc-相连接，整流单元与核心控制器连接。

优选的，所述逆变单元电路包括第一晶闸管v1、第一二极管vd1、第二晶闸管v2、第二二极管vd2、第三晶闸管v3、第三二极管vd3、第四晶闸管v4、第四二极管vd4、第五晶闸管v5、第五二极管vd5、第六晶闸管v6、第六二极管vd6，所述第一晶闸管v1的第2引脚、第一二极管vd1的负极与整流单元dc+连接，第三晶闸管v3的第2引脚、第三二极管vd3的负极与整流单元dc+连接，第五晶闸管v5的第2引脚、第五二极管vd5的负极与整流单元dc+连接，第四晶闸管v4的第3引脚、第四二极管vd4的正极与整流单元dc-连接，第六晶闸管v6的第3引脚、第六二极管vd63的正极与整流单元dc-连接，第二晶闸管v2的第3引脚、第二二极管vd2的正极与整流单元dc-连接，第一晶闸管v1的第3引脚、第一二极管vd1的正极，第四晶闸管v4的第2引脚、第四二极管vd4的负极与输出负载电机u相连接，第三晶闸管v1的第3引脚、第三二极管vd3的正极，第六晶闸管v6的第2引脚、第六二极管vd6的负极与输出负载电机v相连接，第五晶闸管v5的第3引脚、第五二极管vd5的正极，第二晶闸管v2的第2引脚、第二二极管vd2的负极与输出负载电机w相连接，逆变单元与核心控制器连接。

优选的，所述电能检测单元包括电压检测电路、波形检测电路，所述电压检测电路连接市电输入端u相，通过第一电阻r1左端连接第一变压器输入端p1，第一电阻r1右端与零线n连接，第一变压器输出端p1分别连接第二电阻r2上端、第三电阻r3左端，通过第三电阻r3右端连接第一运算放大器p2第6引脚，第5引脚连接接地gnd,第8引脚连接+9v,第4引脚连接-9v，第一运算放大器第7引脚连接第四电阻r4左端,通过第四电阻r4右端连接第二运算放大器p3第2引脚，第3引脚分别于第4引脚、接地gnd、电容c1上端连接，电容c1下端连接+9v，第二运算放大器p3第1引脚分别连接第五电阻r5下端、核心控制器a1，第五电阻r5上端连接dc+3.3v，所述波形检测电路连接市电v相，通过第六电阻r6左端连接第二变压器p4输入端，第六电阻r6右端连接零线n，第二变压器输出端分别连接第七电阻r7上端、第八电阻r8左端、第十电阻r10左端，第七电阻r7下端连接接地gnd,第八电阻r8右端分别连接第五运算放大器p5第6引脚、第一二极管d1负极、第九电阻r9左端，第五运算放大器p5第5引脚连接接地gnd、第4引脚连接-9v、第8引脚连接+9v、第7引脚分别连接第一二极管d1正极、第二二极管d2负极，第二二极管d2正极分别连接第九电阻r9右端、第十一电阻r11左端、第十二电阻r12左端，第十一电阻r11右端分别于第十二电阻r12右端、第十电阻r10右端、第十三电阻r13左端、第六运算放大器第2引脚连接，第六运算放大器第3引脚分别连接接地gnd、第二电容c2上端、第三电容c3上端，第二电容c2下端连接-9v，第三电容c3下端连接+9v，第六运算放大器第4引脚连接-9v，第8引脚连接+9v，第1引脚分别第十三电阻r13右端、第十四电阻r14左端，第十四电阻r14右端分别连接第四电容c4上端、核心控制器a1，第四电容c4下端连接接地gnd。

优选的，所述动能储能单元包括第一晶闸管g1、第一二极管gd1、第二晶闸管g2、第二二极管gd2、第三晶闸管g3、第三二极管gd3、第四晶闸管g4、第四二极管gd4、第五晶闸管g5、第五二极管gd5、第六晶闸管g6、第六二极管gd6，所述第一晶闸管g1的第2引脚、第一二极管gd1的负极与整流单元dc+和逆变单元的dc+连接，第三晶闸管g3的第2引脚、第三二极管gd3的负极与整流单元dc+和逆变单元的dc+连接，第五晶闸管g5的第2引脚、第五二极管gd5的负极与整流单元dc+和逆变单元的dc+连接，第四晶闸管g4的第3引脚、第四二极管gd4的正极与整流单元dc-和逆变单元的dc-连接，第六晶闸管g6的第3引脚、第六二极管gd6的正极与整流单元dc-和逆变单元的dc-连接，第二晶闸管g2的第3引脚、第二二极管gd2的正极与整流单元dc-和逆变单元的dc-连接，第一晶闸管g1的第3引脚、第一二极管gd1的正极，第四晶闸管g4的第2引脚、第四二极管gd4的负极与输出负载电机u相连接，第三晶闸管g1的第3引脚、第三二极管gd3的正极，第六晶闸管g6的第2引脚、第六二极管gd6的负极与输出负载电机v相连接，第五晶闸管g5的第3引脚、第五二极管gd5的正极，第二晶闸管g2的第2引脚、第二二极管gd2的负极与输出负载电机w相连接，逆变单元与核心控制器连接。

优选的，所述核心控制器包括整流单元控制、逆变单元控制、电能检测控制、储能开关控制以及动能储能单元控制。

实用新型的有益效果

本实用新型器件少、可靠性高、环保节能，当市电发生电压暂降/短时中断情况下，通过核心控制器，控制储能开关将动能转换成电能提供给负载电机，响应速度快，保证输出电压波形的稳定，保证负载电机的扭矩恒定，防止因电压暂降/短时中断而造成的经济损失与安全事故；

为了能够解决用电设备电压暂降/短时中断问题，本实用新型提供了一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置，可以根据当前电压值，快速分合开关，保证工业现场发生电压暂降/短时中断情况下，负载设备不停机，扭矩不波动。

附图说明

图1是本实用新型系统结构图；

图2是本实用新型实施例整流单元电子电路结构图；

图3是本实用新型实施例逆变单元电子电路结构图；

图4是本实用新型实施例电能检测单元电压检测电子电路结构图；

图5是本实用新型实施例电能检测单元波形检测电子电路结构图；

图6是本实用新型实施例储能开关电子电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实用新型包括整流单元、逆变单元、电能检测单元、动能储能单元及核心控制器；市电与整流单元u1的输入端、电能检测单元u3连接，整流单元u1的输出端与逆变单元u2的输入端、储能开关g1的输入端连接，逆变单元u2的输出端与负载电机m连接，储能开关g1的输出端与储能电机m1连接，整流单元u1、电能检测单元u3、逆变单元u2、动能储能单元g1与核心控制器a1连接。

如图2所示，为整流单元电路，利用二极管的单向导通特性将交流电转换为直流电，第一二极管da1的阳极分别与市电输入的u相及所述第六二极管da2的阴极相连接，第三二极管db1的阳极分别与市电输入的v相及所述第四二极管db2的阴极相连接，第五二极管dc1的阳极分别与市电输入的w相及所述第六二极管dc2的阴极相连接，电流由w经第五二极管dc1正极流经负极，再由第二二极管db2正极流经负极回v，在0~30度内，w电位最高，v电位最低，在这段时间内始终是dc1、db2二只二极管导通，在30~90度之间，u电位最高，v电位最低，故在这段时间内第一二极管da1正极流经负极，再由第四二极管db2正极流经负极，是在这段时间二只二极管导通，在90~150度之间，ua电位最高，uc点位最低，故在这段时间内第一二极管da1正极流经负极，再由第六二极管dc2正极流经负极，二只二极管导通，在150~180度之间，ub电位最高，uc电位最低，故在这段时间内第三二极管db1正极流经负极，再由第六二极管dc2正极流经负极，二只二极管导通后流回对应电源。

如图3所示，为逆变单元电路，通过整流单元电路得到的直流电流，第一晶闸管v1的第2引脚、第一二极管vd1的负极与整流单元dc+连接，第三晶闸管v3的第2引脚、第三二极管vd3的负极与整流单元dc+连接，第五晶闸管v5的第2引脚、第五二极管vd5的负极与整流单元dc+连接，第四晶闸管v4的第3引脚、第四二极管vd4的正极与整流单元dc-连接，第六晶闸管v6的第3引脚、第六二极管vd63的正极与整流单元dc-连接，第二晶闸管v2的第3引脚、第二二极管vd2的正极与整流单元dc-连接，第一晶闸管v1的第3引脚、第一二极管vd1的正极，第四晶闸管v4的第2引脚、第四二极管vd4的负极与输出负载电机u相连接，第三晶闸管v1的第3引脚、第三二极管vd3的正极，第六晶闸管v6的第2引脚、第六二极管vd6的负极与输出负载电机v相连接，第五晶闸管v5的第3引脚、第五二极管vd5的正极，第二晶闸管v2的第2引脚、第二二极管vd2的负极与输出负载电机w相连接，经过核心控制器给定第一晶闸管v1（v4）导通信号，给定v4(v1)关断信号，正极电流dc+通过第一晶闸管v1（v4）流向负载端u,vd1整定电流（vd4防止击穿）。第二晶闸管v3(v6)关断信号，v6（v3）导通信号，负极电流dc-通过第二晶闸管v6（v3）流向负载端v，vd3整定电流（vd6防止击穿）。第三晶闸管v5(v2)关断信号，v2(v5)导通信号，负极电流dc-通过第三晶闸管v2（v5）流向负载端w，vd5整定电流（vd2防止击穿）。

如图4所示，为电压检测电路，电压检测电路连接市电输入端u相，通过第一电阻r1左端连接第一变压器输入端p1，第一电阻r1右端与零线n连接，第一变压器输出端p1分别连接第二电阻r2上端、第三电阻r3左端，通过第三电阻r3右端连接第一运算放大器p2第6引脚，第5引脚连接接地gnd,第8引脚连接+9v,第4引脚连接-9v，第一运算放大器第7引脚连接第四电阻r4左端,通过第四电阻r4右端连接第二运算放大器p3第2引脚，第3引脚分别于第4引脚、接地gnd、电容c1上端连接，电容c1下端连接+9v，第二运算放大器p3第1引脚分别连接第五电阻r5下端、核心控制器a1，第五电阻r5上端连接dc+3.3v。

如图5所示，为波形检测电路，波形检测电路连接市电v相，通过第六电阻r6左端连接第二变压器p4输入端，第六电阻r6右端连接零线n，第二变压器输出端分别连接第七电阻r7上端、第八电阻r8左端、第十电阻r10左端，第七电阻r7下端连接接地gnd,第八电阻r8右端分别连接第五运算放大器p5第6引脚、第一二极管d1负极、第九电阻r9左端，第五运算放大器p5第5引脚连接接地gnd、第4引脚连接-9v、第8引脚连接+9v、第7引脚分别连接第一二极管d1正极、第二二极管d2负极，第二二极管d2正极分别连接第九电阻r9右端、第十一电阻r11左端、第十二电阻r12左端，第十一电阻r11右端分别于第十二电阻r12右端、第十电阻r10右端、第十三电阻r13左端、第六运算放大器第2引脚连接，第六运算放大器第3引脚分别连接接地gnd、第二电容c2上端、第三电容c3上端，第二电容c2下端连接-9v，第三电容c3下端连接+9v，第六运算放大器第4引脚连接-9v，第8引脚连接+9v，第1引脚分别第十三电阻r13右端、第十四电阻r14左端，第十四电阻r14右端分别连接第四电容c4上端、核心控制器a1，第四电容c4下端连接接地gnd。

如图6所示，为储能开关电路，第一晶闸管g1的第2引脚、第一二极管gd1的负极与整流单元dc+和逆变单元dc+连接，第三晶闸管g3的第2引脚、第三二极管gd3的负极与整流单元dc+和逆变单元dc+连接，第五晶闸管g5的第2引脚、第五二极管gd5的负极与整流单元dc+和逆变单元dc+连接，第四晶闸管g4的第3引脚、第四二极管gd4的正极与整流单元dc-和逆变单元dc-连接，第六晶闸管g6的第3引脚、第六二极管gd63的正极与整流单元dc-和逆变单元dc-连接，第二晶闸管g2的第3引脚、第二二极管gd2的正极与整流单元dc-和逆变单元dc-连接，第一晶闸管g1的第3引脚、第一二极管gd1的正极，第四晶闸管g4的第2引脚、第四二极管gd4的负极与输出负载电机u相连接，第三晶闸管g1的第3引脚、第三二极管gd3的正极，第六晶闸管g6的第2引脚、第六二极管gd6的负极与输出负载电机v相连接，第五晶闸管g5的第3引脚、第五二极管gd5的正极，第二晶闸管g2的第2引脚、第二二极管gd2的负极与输出负载电机w相连接，经过核心控制器给定第一晶闸管g1（g4）导通信号，给定g4(g1)关断信号，正极电流dc+通过第一晶闸管g1（g4）流向负载端u,gd1整定电流（gd4防止击穿），第二晶闸管g3(g6)关断信号，g6（g3）导通信号，负极电流dc-通过第二晶闸管g6（g3）流向负载端v，gd3整定电流（gd6防止击穿），第三晶闸管g5(g2)关断信号，g2(g5)导通信号，负极电流dc-通过第三晶闸管g2（g5）流向负载端w，gd5整定电流（gd2防止击穿）。

本实用新型中，所述的供电回路可以有多个，解决多个电机负载的电压暂降/短时中断问题，所述的中央控制器，中央控制器可控制整流单元、逆变单元、电能检测单元和动能储能单元的状态，亦可进行远程通讯，监控各个模块的状态，支持modbus、tcp/ip协议。

为了能够解决用电设备电压暂降/短时中断问题，本实用新型提供了一种动力储能在解决工业电压暂降问题的电源装置，可以根据当前市电电压值，快速分合储能开关，保证工业现场发生电压暂降/短时中断情况下，电机拖动的设备不会发生停机现象，且其扭矩也不产生波动。