交流转直流设备、磁浮电机电源系统及磁浮电机设备的制作方法

1.本实用新型属于供电设备技术领域，涉及一种供电设备，尤其涉及一种交流转直流设备、磁浮电机电源系统及磁浮电机设备。


背景技术：

2.磁悬浮轴承作为一种新颖的高性能支撑部件，具有传统轴承无可比拟的许多优点，吸引着全世界范围内的各领域用户的极大关注。磁轴承在国外已有很多成功的应用实例，而国内对于磁轴承的应用则刚刚进入应用阶段，还有许多应用问题有待解决。其中重要问题之一就是为磁轴承系统供电的电源问题。
3.由于驱动磁轴承所需的磁轴承电源的负载功率较大，电压输出特殊。如图1所示，目前市面上交流转直流线性电源大多由市电～220v输入后经整流滤波电路、dc-dc功率变换电路、整流滤波输出电路组成，输出功率以及电压具有局限性，又缺乏保护功能，难以满足现有磁轴承驱动电源需求，因此市场需要一种更稳定可靠的磁浮高效交流转直流电源设备。
4.有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的交流转直流电源设备，以便克服现有交流转直流电源设备存在的上述至少部分缺陷。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种交流转直流设备、磁浮电机电源系统及磁浮电机设备，可提高磁浮电机电源系统的稳定性、安全性、可靠性。
6.为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：
7.一种交流转直流设备，所述交流转直流设备包括：电源电路、交流滤波电路、自锁开关、时间继电器、功率电阻、交流接触器、环形变压器、第一整流桥、第一储能电容、第二整流桥、第二储能电容、第一有源泄放电路及第二有源泄放电路；
8.所述电源电路、交流滤波电路及自锁开关依次连接；所述自锁开关的输出端分别连接时间继电器及功率电阻；
9.所述时间继电器的输出端连接交流接触器的输入端，所述功率电阻的输出端连接环形变压器的输入端，所述交流接触器的输出端连接环形变压器的输入端；
10.所述环形变压器的输出端分别连接第一整流桥的输入端及第二整流桥的输入端；
11.所述第一整流桥、第一储能电容及第二储能电容依次连接，所述第二整流桥、第一有源泄放电路及第二有源泄放电路依次连接。
12.作为本实用新型的一种实施方式，所述自锁开关设有两组常闭触点，分别为第一组常闭触点及第二组常闭触点；
13.在第一组常闭触点处于导通状态下，第一组常闭触点的第一端点连接所述第一源泄放电路的第一端，第一组常闭触点的第二端连接所述第一储能电容的阳极，所述第一储能电容的阴极连接所述第一有源泄放电路的第二端；
14.在第二组常闭触点处于导通状态下，第二组常闭触点的第一端连接所述第二有源泄放电路的第一端，第二组常闭触点的第二端连接所述第二储能电容的阳极，所述第二储能电容的阴极连接所述第二有源泄放电路的第二端；
15.所述自锁开关在开关未按下时处于不通电状态，对所述第一储能电容和所述第二储能电容中的储能的电压在设定时间内进行泄放完毕。
16.作为本实用新型的一种实施方式，所述交流转直流设备进一步包括交流散热风机，所述交流滤波电路的输出端连接所述交流散热风机的输入端；
17.所述交流散热风机对交流滤波电路、时间继电器、功率电阻、交流接触器、环形变压器、第一整流桥、第一储能电容、第二整流桥、第二储能电容、第一有源泄放电路及第二有源泄放电路散热。
18.作为本实用新型的一种实施方式，所述电源电路为ups不间断电源电路，ups不间断电源电路为含有储能模块的装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。
19.作为本实用新型的一种实施方式，所述交流滤波电路用于接收所述ups不间断电源电路输出的交流电并进行二次滤波用来滤除ups不间断电源电路输出的交流电里面的谐波。
20.作为本实用新型的一种实施方式，所述交流转直流设备进一步包括开关指示灯，所述自锁开关的输出端连接所述开关指示灯的输入端；所述自锁开关的开关按下通电时，开关指示灯亮起，指示用以指示当前设备得失电状态。
21.作为本实用新型的一种实施方式，所述时间继电器的线圈并联在所述自锁开关中的两组常开触点的两端，在所述自锁开关中的两组常开触点由常开状态因为得电而闭合的状态下，两组常开触点的一端输入到所述功率电阻的一端；
22.所述功率电阻的另一端连接所述环形变压器一侧的火线端，两组常开触点的另一端连接所述环形变压器一侧的零线端；
23.在环形变压器得电工作的状态下，所述交流接触器的线圈串联在所述时间继电器的两组常开触点上；
24.在所述时间继电器的线圈在设定的时间得电状态下，所述交流接触器的线圈串联在所述时间继电器的两组常开触点上，所述交流接触器的输出侧并联在所述功率电阻上，所述交流接触器在所述时间继电器的线圈在设定时间得电后开始工作替代所述功率电阻工作，达到降压启动的目的。
25.作为本实用新型的一种实施方式，所述环形变压器的第一输出端连接所述第一整流桥，经过整流后变成直流电压,连接到所述第一储能电容，为磁轴承径向线圈驱动供电；
26.所述环形变压器的等二输出端连接所述第二整流桥，经过整流后变成直流电压,连接到所述第二储能电容，为磁轴承轴向线圈驱动供电。
27.根据本实用新型的另一个方面，采用如下技术方案：一种磁浮电机电源系统，所述磁浮电机电源系统包括上述的交流转直流设备。
28.根据本实用新型的又一个方面，采用如下技术方案：一种磁浮电机设备，所述磁浮电机设备包括上述的磁浮电机电源系统。
29.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的交流转直流设备、磁浮电机电源
系统及磁浮电机设备，可提高磁浮电机电源系统的稳定性、安全性、可靠性。
30.本实用新型通过市电与ups不间断电源供电的方法，解决了磁浮供电因为市电存在电网断电的风险，可在意外断电4ms内为磁轴承二次供电，保证磁轴承断电运行。联动控制、通过所述环形变压器解决了磁浮线圈特殊供电方式的需求，通过，在两个储能电容两端分别并上了放电电路，实现单浮轴向或径向轴承后对电容的放电的功能；通过所述所述“两组常开两组常闭自锁开关单元04”实现通强电时，放电线路断开，断强电时，放电线路闭合的功能，使得磁浮系统电源系统更稳定、安全、可靠。
附图说明
31.图1为现有交流转直流设备的工作原理示意图。
32.图2为磁悬浮轴承的控制原理示意图。
33.图3为本实用新型一实施例中交流转直流设备的组成示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
35.为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
36.该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。
37.说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接，如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接；还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。
38.本实用新型揭示了一种交流转直流设备，图3为本实用新型一实施例中交流转直流设备的组成示意图；请参阅图3，所述交流转直流设备包括：电源电路1、交流滤波电路2、自锁开关4、时间继电器6、功率电阻7、交流接触器8、环形变压器9、第一整流桥10、第一储能电容11、第二整流桥12、第二储能电容13、第一有源泄放电路14及第二有源泄放电路15。
39.所述电源电路1、交流滤波电路2及自锁开关4依次连接；所述自锁开关4的输出端分别连接时间继电器6及功率电阻7。所述时间继电器6的输出端连接交流接触器8的输入端，所述功率电阻7的输出端连接环形变压器9的输入端，所述交流接触器8的输出端连接环形变压器9的输入端。所述环形变压器9的输出端分别连接第一整流桥10的输入端及第二整流桥12的输入端。所述第一整流桥10、第一储能电容11及第二储能电容13依次连接，所述第二整流桥12、第一有源泄放电路14及第二有源泄放电路15依次连接。
40.在本实用新型的一实施例中，所述自锁开关4设有两组常闭触点，分别为第一组常闭触点及第二组常闭触点。在第一组常闭触点处于导通状态下，第一组常闭触点的第一端点连接所述第一源泄放电路14的第一端，第一组常闭触点的第二端连接所述第一储能电容11的阳极，所述第一储能电容11的阴极连接所述第一有源泄放电路14的第二端。在第二组
常闭触点处于导通状态下，第二组常闭触点的第一端连接所述第二有源泄放电路15的第一端，第二组常闭触点的第二端连接所述第二储能电容13的阳极，所述第二储能电容13的阴极连接所述第二有源泄放电路15的第二端。所述自锁开关4在开关未按下时处于不通电状态，对所述第一储能电容11和所述第二储能电容13中的储能的电压在设定时间内进行泄放完毕。
41.所述交流转直流设备可以进一步包括交流散热风机3，所述交流滤波电路2的输出端连接所述交流散热风机3的输入端。所述交流散热风机3对交流滤波电路2、时间继电器6、功率电阻7、交流接触器8、环形变压器9、第一整流桥10、第一储能电容11、第二整流桥12、第二储能电容13、第一有源泄放电路14及第二有源泄放电路15散热。
42.所述电源电路1可以为ups不间断电源电路，ups不间断电源电路为含有储能模块的装置，并以逆变器为主要组成部分的恒压恒额的不间断电源。所述交流滤波电路2用于接收所述ups不间断电源电路输出的交流电并进行二次滤波用来滤除ups不间断电源电路输出的交流电里面的谐波。
43.所述交流转直流设备可以进一步包括开关指示灯5，所述自锁开关4的输出端连接所述开关指示灯5的输入端；所述自锁开关4的开关按下通电时，开关指示灯5亮起，指示用以指示当前设备得失电状态。
44.所述时间继电器6的线圈并联在所述自锁开关4中的两组常开触点的两端，当所述自锁开关4中的两组常开触点由常开状态因为得电而闭合后，两组常开触点的一端输入到所述功率电阻7的一端。所述功率电阻7的另一端连接所述环形变压器9一侧的火线端，两组常开触点的另一端连接所述环形变压器9一侧的零线端。
45.在环形变压器9得电工作的状态下，所述交流接触器8的线圈串联在所述时间继电器6的两组常开触点上。在所述时间继电器6的线圈在设定的时间(如最大5s)得电状态下，所述交流接触器8的线圈串联在所述时间继电器6的两组常开触点上，所述交流接触器8的输出侧并联在所述功率电阻7上，所述交流接触器8在所述时间继电器6的线圈在设定时间(如最大5s)得电后开始工作替代所述功率电阻7工作，达到降压启动的目的。
46.在本实用新型的一实施例中，所述环形变压器9的第一输出端连接所述第一整流桥10，经过整流后变成直流电压,连接到所述第一储能电容11，为磁轴承径向线圈驱动供电；所述环形变压器9的等二输出端连接所述第二整流桥12，经过整流后变成直流电压,连接到所述第二储能电容13，为磁轴承轴向线圈驱动供电。
47.图2为磁悬浮轴承的控制原理示意图；请参阅图2，在本实用新型的一种使用场景中，本实用新型交流转直流设备可以为ups不间断电源。市电输入给ups不间断电源蓄电，解决磁浮供电；因为市电存在电网断电的风险，可在意外断电4ms内为磁轴承二次供电，保证磁轴承断电运行。ups不间断电源输出经过滤波器后无需控制直接给交流风机用于给整个电源系统散热，自锁开关按下后开关只是灯亮起，说明控制电源接通；同时按钮按下后电压经过功率电阻降压启动供电给环形变压器，变压器输出两组电压，分别是交流100v和交流60v。这两组电压分别经过整流桥后变成直流电压在储能滤波给磁浮控制系统，其中时间继电器在功率电阻供电5s后开始工作驱动交流接触器，以代替功率电阻工作。因为刚启动瞬间电流工作电流大所以用到功率电阻降压启动，当启动完毕后此时又交流接触器完成，放电电阻适用于控制系统在断电后给储能电容放电使用，防止人生伤害。
48.本实用新型还揭示一种磁浮电机电源系统，所述磁浮电机电源系统包括上述的交流转直流设备。
49.本实用新型进一步揭示一种磁浮电机设备，所述磁浮电机设备包括上述的磁浮电机电源系统。
50.综上所述，本实用新型提出的交流转直流设备、磁浮电机电源系统及磁浮电机设备，可提高磁浮电机电源系统的稳定性、安全性、可靠性。
51.本实用新型通过市电与ups不间断电源的供电方式，解决了磁浮供电因为市电存在电网断电的风险，可在意外断电4ms内为磁轴承二次供电，保证磁轴承断电运行。联动控制、通过所述环形变压器解决了磁浮线圈特殊供电方式的需求，通过，在两个储能电容两端分别并上了放电电路，实现单浮轴向或径向轴承后对电容的放电的功能；通过所述所述“两组常开两组常闭自锁开关单元04”实现通强电时，放电线路断开，断强电时，放电线路闭合的功能，使得磁浮系统电源系统更稳定、安全、可靠。
52.需要注意的是，本技术可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本技术的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本技术的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本技术的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。