一种模块化多路储能型变频电源系统

本发明涉及自动化控制，更具体地，涉及一种模块化多路储能型变频电源系统。

背景技术：

1、变频电源在电机调速领域应用广泛。农业灌溉设备包含大量水泵、风机、动力电机等需要调速的设备，变频电源在农业节水灌溉领域大量应用。

2、农业节水灌溉工程多处于偏远农村地区，交通条件差，电力供应不稳定，工程建设标准低，使用人员专业知识匮乏。节水灌溉设备工作环境恶劣，工况复杂，易受人员误操作。

3、农业常用水泵有离心泵、潜水泵、容积泵等，上述水泵电机大量采用通用变频电源驱动，其中存在如下问题：

4、(1)通用变频电源不支持多泵运行，需要专用控制器配套开关电器完成多泵组合运行。

5、(2)当压力过高需要部分停泵时，工频模式运行中的水泵难以重新切换为变频运行。

6、(3)对于双泵系统，当供水系统长时间工作时，单台泵长时间工作而其余泵长时间闲置，不利于均衡水泵寿命。

7、(4)现有变频电源针对农业水泵的优化较少，需要与专用的控制器配合使用完成控制过程，增加了成本和故障率。如容积泵工作时，其电机工作特性与离心泵等不同，且需要较大的启动转矩。

8、因此，期待一种模块化多路储能型变频电源系统，可控制多种类型电机，支持一定时间的掉电运行，提供多种电源支持交流与直流用电器，满足用户在不同使用条件下的需求。

9、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种模块化多路储能型变频电源系统，能够控制多种类型电机，支持一定时间的掉电运行，提供多种电源支持交流与直流用电器，满足用户在不同使用条件下的需求。

2、为了实现上述目的，本公开实施例提供了一种模块化多路储能型变频电源系统，包括：

3、整流模块，用于将电网交流电转为直流电；

4、储能模块，用于储存电能，在供电失效时为所述电源系统提供电能；

5、交流电机驱动模块，用于驱动交流电机；

6、直流电机驱动模块，用于驱动直流电机；

7、双电机驱动模块，用于同时驱动两台交流电机；

8、交流电源模块，用于提供交流电源；

9、直流电源模块，用于提供直流电源；

10、直流母线，连接于所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、多电机驱动模块、交流电源模块、直流电源模块；

11、控制模块，用于控制所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、双电机驱动模块、交流电源模块、直流电源模块工作。

12、可选方案中，所述交流电机驱动模块包括：

13、dc-ac单元，连接于所述直流母线，用于将直流母线电压转换为设定频率的交流电压；

14、能量回收单元，用于在设定条件下，电机减速时回收制动能量并反馈至所述直流母线；

15、控制器，用于控制被控电机以及所述dc-ac单元和所述能量回收单元工作。

16、可选方案中，所述直流电机驱动模块包括：

17、dc-dc单元，连接于所述直流母线，用于将直流母线电压转换为设定电压的直流电压；

18、能量回收单元，用于在设定条件下，电机减速时回收制动能量反馈至直流母线；

19、控制器，用于控制被控电机以及所述dc-dc单元和所述能量回收单元工作。

20、可选方案中，所述双电机驱动模块包括：

21、dc-ac单元，连接于所述直流母线，用于将直流母线电压转换为设定频率的交流电压；

22、能量回收单元，用于在设定条件下，电机减速时回收制动能量反馈至所述直流母线；

23、能量缓冲单元，用于电机切换时缓冲电流冲击；

24、电子切换开关，用于切换被控电机的输入源；

25、控制器，用于控制被控的两个电机以及所述dc-ac单元、能量回收单元、电子切换开关工作。

26、可选方案中，所述交流电源模块包括：

27、dc-ac单元，连接于所述直流母线，用于将直流母线转换为交流母线；

28、控制器，用于控制所述dc-ac单元和所述交流电源模块电源输出。

29、可选方案中，所述整流模块包括至少一个整流单元，每个所述整流单元包括：

30、ac-dc单元，用于将交流电转换成直流电；

31、控制器，用于控制所述ac-dc单元工作。

32、可选方案中，所述储能模块包括至少一个储能单元，每个所述储能单元包括：

33、电池管理单元，连接于所述直流母线，用于控制电能流向；

34、电池组和/或电容组，连接于所述电池管理单元，由所述电池管理单元控制充放电；

35、控制器，用于控制所述电池管理单元工作。

36、可选方案中，所述直流电源模块包括：

37、dc-dc单元，连接于所述直流母线，用于将所述直流母线转换为设定的低压直流母线；

38、蓄电池组，用于储存电能，为所述直流电源模块提供备用电源；

39、控制器，用于控制所述dc-dc单元和所述直流电源模块的电源输出。

40、可选方案中，所述控制模块包括：

41、控制器，通过串行总线方式连接于所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、双电机驱动模块、交流电源模块、直流电源模块，获取各功能模块工作状态，控制各功能模块工作；

42、电池和/或电容，用于储存电能，并在所述直流电源模块故障时为所述控制模块提供电能。

43、可选方案中，所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、双电机驱动模块、交流电源模块和控制模块均具有控制器，所述直流电源模块为各所述控制器提供备用电源。

44、本发明的有益效果在于：

45、本发明可控制多种类型电机，并针对常见农业水泵工况进行优化，支持一定时间的掉电运行，提供多种电源支持交流与直流用电器，满足用户在不同使用条件下的需求。

46、本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述交流电机驱动模块包括：

3.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述直流电机驱动模块包括：

4.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述双电机驱动模块包括：

5.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述交流电源模块包括：

6.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述整流模块包括至少一个整流单元，每个所述整流单元包括：

7.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述储能模块包括至少一个储能单元，每个所述储能单元包括：

8.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述直流电源模块包括：

9.根据权利要求1所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述控制模块包括：

10.根据权利要求8任一项所述的模块化多路储能型变频电源系统，其特征在于，所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、双电机驱动模块、交流电源模块和控制模块均具有控制器，所述直流电源模块为各所述控制器提供备用电源。

技术总结
本申请公开了一种模块化多路储能型变频电源系统，包括：整流模块，用于将电网交流电转为直流电；储能模块，用于储存电能，在供电失效时为所述电源系统提供电能；交流电机驱动模块，用于驱动交流电机；直流电机驱动模块，用于驱动直流电机；双电机驱动模块，用于同时驱动两台交流电机；交流电源模块，用于提供交流电源；直流电源模块，用于提供直流电源；直流母线，连接于所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、多电机驱动模块、交流电源模块、直流电源模块；控制模块，用于控制所述整流模块、储能模块、交流电机驱动模块、直流电机驱动模块、双电机驱动模块、交流电源模块、直流电源模块工作。

技术研发人员：朱梅,李晓乐,朱德泉,范舟,时运佳,朱喜明,潘中
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13