专利名称：用于电动机的大功率不间断供电方法
技术领域：
本发明为一种工业不间断供电方法。
石油、化工、玻璃等连续性生产厂家。几乎任何形式的电源中断所产生的损失都为企业所无法承受。为了减少电源中断所造成的损失，使用了不间断供电方法。几种现有的不间断供电方法都有明显缺点1、UPS造价极高，仅适用于小型用户，不适用于大型电动机。
2、发电站实现0秒停电很不经济。不适用于大型电动机。
3、抽水蓄能电站不适用于工厂用户。
4、太阳能蓄能式地区性使用。不适用于工厂用户。
5、风力蓄能式地区性使用。不适用于工厂用户。
6、飞轮蓄能式仅限特殊场合使用。
对于中大型电动机，上述方法都不能满足使用要求。
本发明的目的是提供一种电动机用大功率不间断供电方法，专为极重要电动机和其他负荷提供不间断的电源。其最大特点是可以直接驱动电动机负载。同时，该技术可以具有UPS的全部主要功能。
本发明的目的是这样来实现的由并联控制单元把来自市电并经过整流的直流电源、来自发电机并经过整流的直流电源或来自电池组的直流电源，或来自发电机并经过整流的直流电源以及来自电池组的直流电源，并联于直流母线上，再把母线电源通过两路并联切换单元分配输送到各用电点，在各用电点处，再作如下变换(1)、把直流变为交流去控制交流电动机；或者(2)、把恒定直流变为可变直流去控制直流电动机；或者(3)、把直流变为交流去控制交流电动机，并且把恒定直流变为可变直流去控制直流电动机。
本发明最好在用电点处，还把直流变为50HZ或60HZ交流供给除大功率交流电动机以外的交流用电设备。
再具体一步，本发明方法可使用(a)发电机1和电池组5,(b)多重整流单元2和7，并联控制单元3、6和8，直流母线4和9,(c)两路电源切换单元10和交流电机控制单元11，或者两路电源切换单元12和直流电机控制单元13，或者同时具有两路电源切换单元10、交流电机控制单元11以及两路电源切换单元12、直流电机控制单元13，电连接关系如下A、发电机1的输出端与多重整流单元2的输入端相接，多重整流单元2的输出端与并联控制单元3的输入端相接，并联控制单元3的输出端与直流母线4相接，
B、电池组5的输出端与并联控制单元6的输入端相接，并联控制单元6的输出端与直流母线4相接，C、市电输出端与多重整流单元7的输入端相接，多重整流单元7的输出端与并联控制单元8的输入端相接，并联控制单元8的输出端与直流母线9相接，D、两路电源切换单元10的输入端分别与母线4和9相接而输出端与交流电机控制单元11的输入端相接，交流电机控制单元11的输出端接交流电机，E、两路电源切换单元12的输入端分别与母线4和9相接而输出端与直流电机控制单元13的输入端相接，直流电机控制单元13的输出端接直流电机。
本发明最好还用到两路电源切换单元14和直流/交流变换单元15，两路电源切换单元1输入端分别与母线4和9相接而输出端与直流/交流变换单元15的输入端相接，直流/交流变换单元15的输出端接其他用电设备。
所说发电机可为普通电起动发电机，目的是停电时提供长时电能。所有市售380V50HZ/60HZ系列都可使用，如英国P550E。
所说电池组可为普通免维护高能电池，目的是提供短时电能。所有市售产品都可使用，如德国SUNLITE。
所说多重整流单元可为普通硅多重整流装置，目的是把交流电变为直流电。其构成可以是可控硅，二极管，IGBT,GTR。普通市售产品都可使用，如德国IXY MDD172。其控制电路为本专业普通技术人员所熟知，如可按<半导体变流技术>P280图8-16(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社)。可参考文献<半导体变流技术>(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社，P56-64)；<电力半导体变流技术>(日本电气学会编1993，机械工业出版社，P217-224)。
所说并联控制单元由普通硅元件组成，目的是控制各功能部分与母线的分离与联通。其构成可以是可控硅，二极管，IGBT,GTR，机械开关。普通市售产品都可使用，如德国IXYMDD172。其控制电路为本专业普通技术人员所熟知，如可按<半导体变流技术>(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社)P280，图8-16。
可参考文献<半导体变流技术>(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社P9-32)；<电力半导体变流技术>(日本电气学会编1993，机械工业出版社，P9-35)。
所说并联母线为电柜内部的联接导体，由普通铜母排构成。
所说两路电源切换单元为普通直流并联供电单元，目的是把不同来源的电源并联到用电设备上。其构成可以是可控硅，二极管，IGBT,GTR。普通市售产品都可使用，如德国IXYMDD172。其控制电路为本专业普通技术人员所熟知，如可按<半导体变流技术>(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社)P280，图8-16。
可参考文献<半导体变流技术>(西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社P9-32)；<电力半导体变流技术>(日本电气学会编1993，机械工业出版社，P9-35)。
所说交流电机控制单元为普通的DC/AC变流器，目的是把直流变为交流，并且使交流电满足普通电动机的无级调速要求。其电路为本专业普通技术人员所熟知，其构成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售产品都可使用，如日本YASKAWA 616P5，所有控制功能已包括在产品内，产品说明书编号为TO-S616-12。可参考文献<半导体变流技术>，西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社，P9-32。<电力半导体变流技术>，日本电气学会编1993，机械工业出版社，P9-35,P114-123。
所说直流电机控制单元为普通的直流斩波器，目的是控制直流电机的转速或转矩。其构成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售产品都可使用，如美国PUMA-3，所有控制功能已包括在该产品内，说明书编号为DC/CP-3-93。可参考文献<电力半导体变流技术>，日本电气学会编1993，机械工业出版社，P79-106。
所说直流交流变换单元为普通的DC/AC变流装置，把直流变为50HZ或60HZ的交流电，产生与普通UPS完全相同的效果，目的是为除大功率电动机以外的其他交流用电设备提供电能。其电路为本专业普通技术人员所熟知。其构成可以是可控硅，IGBT,GTR,MOSFET。普通市售产品都可使用，如日本YASKAWA 616P5，所有控制功能已包括在该产品内，产品说明书编号为TO-S616-12PC。可参考文献<半导体变流技术>，西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社P9-32。<电力半导体变流技术>，日本电气学会编1993，机械工业出版社P9-35。
本发明方法中的发电机可以是多台或单台，也可不要。电池组可以是多组或单组，也可不要。市电装置可以是多台，也可以是单台。交流电机控制单元可以是多个或单个，也可不要。直流电机控制单元可以是多个或单个，也可不要。直流交流变换单元可以是多个或单个，也可不要。
和现有技术相比，本发明的优点如下1、为真正的不间断供电。完全没有瞬时中断和切换过程，能完全消除市电中断和瞬间失压等对负载产生的影响。
2、不完全依赖于电网。因此对有双回路供电要求的工厂。可以省去一个高压回路，可节省大量投资。可靠性比两路高压供电要好。
3、容量可以到几万个KVA。负载可以是直流电机，交流电机和仪表等，解决了一个UPS电源所难于解决的问题。
4、造价仅是UPS的几分之一，可靠性比UPS高。
5、与供水装置联合使用，可以取消后备水塔。不仅解决了一个工程难题也大大提高了供水质量。
6、与交流供电相比较，该装置的节能效果在大多在30％-40％之间。具有良好的经济效益。
7、可实现全自动，有自动检测功能。日常维护量是交流供电装置的几十分之一。
8、对于大型电动机，这是世界上唯一能确保“0秒故障”的技术。
图1为本发明的电路框图。
图2为实施例的电原理图。
实施例见图2。为使用本发明方法的某玻璃厂880KW电机组用不停电装置，供电对象为交流电机23台，总共800KW。直流电机2台，每台1KW。仪表用电6组，总共5KW。
发电机1型号为P550E，市售英国产品，440KW两台。
电池组5型号为SUNLITE200HA，市售德国SUNLITE公司产品。
市电供应为单回路380V 50HZ市电电网。
多重整流单元2和7采用MDD172 200A，市售德国IXY公司产品。
并联控制单元3、6和8采用MDD172 200A，市售德国IXY公司产品。
直流母线4和9为6×40铜母排。
两路电源切换单元10、12和14采用MDD172 200A，市售德国IXY公司产品。
交流电机控制器11采用VS-616P5,23台，市售日本YASGAWA公司产品。
直流电机控制单元13采用市售美国产品PUMA-3，两台。
直流交流变换器15采用VS-616PC5 6台，市售日本YASGAWA公司产品。
图中16为测量仪表，6台。
图中17表示为本专业普通技术人员所熟知的触发与控制电路，该控制电路按<半导体变流技术>P280，图8-16，西安交通大学黄俊主编1980，机械工业出版社。
以上实施例仅为了对本发明作进一步的说明，而本发明的范围不受所举实施例的局限。
权利要求
1.一种用于电动机的大功率不间断供电方法，其特征是由并联控制单元把来自市电并经过整流的直流电源、来自发电机并经过整流的直流电源或来自电池组的直流电源，或来自发电机并经过整流的直流电源以及来自电池组的直流电源，并联于直流母线上，再把母线电源通过两路并联切换单元分配输送到各用电点，在各用电点处，再作如下变换(1)、把直流变为交流去控制交流电动机；或者(2)、把恒定直流变为可变直流去控制直流电动机；或者(3)、把直流变为交流去控制交流电动机，并且把恒定直流变为可变直流去控制直流电动机。
2.如权利要求1所说的用于电动机的大功率不间断供电方法，其特征是在用电点处，还把直流变为50HZ或60HZ交流供给除大功率交流电动机以外的交流用电设备。
3.如权利要求1所说的用于电动机的大功率不间断供电方法，其特征是使用(a)发电机(1)和电池组(5),(b)多重整流单元(2)和(7)，并联控制单元(3)、(6)和(8)，直流母线(4)和(9),(c)两路电源切换单元(10)和交流电机控制单元(11)，或者两路电源切换单元(12)和直流电机控制单元(13)，或者同时具有两路电源切换单元(10)、交流电机控制单元(11)以及两路电源切换单元(12)、直流电机控制单元(13)，电连接结构如下A、发电机(1)的输出端与多重整流单元(2)的输入端相接，多重整流单元(2)的输出端与并联控制单元(3)的输入端相接，并联控制单元(3)的输出端与直流母线(4)相接，B、电池组(5)的输出端与并联控制单元(6)的输入端相接，并联控制单元(6)的输出端与直流母线(4)相接，C、市电输出端与多重整流单元(7)的输入端相接，多重整流单元(7)的输出端与并联控制单元(8)的输入端相接，并联控制单元(8)的输出端与直流母线(9)相接，D、两路电源切换单元(10)的输入端分别与母线(4)和(9)相接而输出端与交流电机控制单元(11)的输入端相接，交流电机控制单元(11)的输出端为本装置向交流电机供电的输出端，E、两路电源切换单元(12)的输入端分别与母线(4)和(9)相接而输出端与直流电机控制单元(13)的输入端相接，直流电机控制单元(13)的输出端为本装置向直流电机供电的输出端。
4.如权利要求3所说的用于电动机的大功率不间断供电方法，其特征是还用到两路电源切换单元(14)和直流/交流变换单元(15)，两路电源切换单元(14)的输入端分别与母线(4)和(9)相接而输出端与直流/交流变换单元(15)的输入端相接，直流/交流变换单元(15)的输出端接其他用电设备。
全文摘要
本发明为工业供电方法。现尚无电动机用大功率不间断供电方法。本发明由并联控制单元把来自市电并经过整流的直流电源、来自发电机并经过整流的直流电源或/和来自电池组的直流电源并联于直流母线上,再把母线电源通过两路并联切换单元分配输送到各用电点,再把直流变为交流去控制交流电动机,把恒定直流变为可变直流去控制直流电动机,优点:容量大造价低可靠性高,对于大型电动机,这是唯一能确保“0秒故障”的方法。
文档编号H02P7/00GK1224266SQ9810470
公开日1999年7月28日 申请日期1998年1月20日 优先权日1998年1月20日
发明者袁德芳 申请人:袁德芳