[發(fā)明專利]寬范圍穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110350161.X
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102412733A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷小明;陳江岸;常國潔;梁吉軍;姚有剛;彭海強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 威海廣泰空港電源設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種逆變電源，具體地說是一種用于港口集裝箱碼頭的大型輪胎吊上的寬范圍穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。

背景技術(shù)

集裝箱碼頭用的大型輪胎吊是由柴油發(fā)電機(jī)組11提供動力電源（如圖1所示），供起吊電機(jī)12、行走電機(jī)13、控制系統(tǒng)14、空調(diào)設(shè)備15、照明設(shè)備16及其他輔助裝置17用電，機(jī)組的功率一般在200～500kW，設(shè)備每天工作8至14個(gè)小時(shí)，這期間輪胎吊的用電狀況是多數(shù)為輕負(fù)載狀態(tài)（控制系統(tǒng)14、空調(diào)設(shè)備15、照明設(shè)備16等輔助裝置17用電），短時(shí)滿負(fù)載運(yùn)行（吊集裝箱），而柴油發(fā)電機(jī)組11一直在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，其耗油量很大，為此造成了很大的燃料浪費(fèi)，并且也增大了環(huán)境污染。

如果能夠使輪胎吊在輕載時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組怠速運(yùn)行；在大負(fù)載下，柴油發(fā)電機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，則一臺輪胎吊同樣完成一天的工作，可節(jié)省燃油50%。

輪胎吊的柴油發(fā)電機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)輸出電壓480V（三相三線）、頻率50/60Hz，供控制系統(tǒng)、空調(diào)、照明等輔助裝置的用電通過掛在直流母線上的變壓器變?yōu)?20/380V（三相四線）。柴油發(fā)電機(jī)組在怠速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速和電壓都很低而且不穩(wěn)定（發(fā)電機(jī)組輸出電壓低于300V、頻率低于30Hz），無法滿足用電設(shè)備的使用要求。

因此，需要一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源，在柴油發(fā)電機(jī)組的各種工況下都能給輪胎吊的控制系統(tǒng)、空調(diào)、照明等輔助裝置提供220/380V、50/60Hz電源，電源容量40kVA。

經(jīng)檢索，CN201614238U網(wǎng)上公開了一種節(jié)能輪胎吊電壓自動調(diào)整裝置的發(fā)明專利，其包括市電交流電網(wǎng)輸入端口、供起重機(jī)各機(jī)構(gòu)變頻器機(jī)輔助設(shè)備變頻器用直流母線輸出端口、主回路、控制回路、輔助電源模塊，所述主回路右平波單元、電源轉(zhuǎn)換開關(guān)、主電源整流/逆變單元組成，所述控制回路由采樣電路、控制模塊及顯示報(bào)警組成，當(dāng)輪胎吊所吊貨物下降，主起升變頻器處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，其可將主起升變頻器發(fā)出的電能逆變成交流電，回饋回電網(wǎng)，或供自身或供其他輪胎吊使用，其不足是：其穩(wěn)壓穩(wěn)頻范圍有限，只能在電壓變化范圍100V、頻率變化范圍10?Hz的情況下可靠工作。輪胎吊在吊裝集裝箱時(shí)由于電動機(jī)負(fù)載突變，發(fā)電機(jī)組的會有很嚴(yán)重的電壓沖擊和跌落，一般的電源很難適應(yīng)這種惡劣的條件，通常會造成輪胎吊上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)斷電復(fù)位，燈光也會閃變，甚至損壞燈光設(shè)備。

另外，產(chǎn)品的控制電路大多數(shù)采用的是模擬電路或半模擬半數(shù)字電路，控制精度差，穩(wěn)定性及可靠性差，不能適應(yīng)在港口高溫高濕的惡劣條件下的使用需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制精度高、穩(wěn)壓穩(wěn)頻穩(wěn)定性高、能在惡劣環(huán)境下使用的寬范圍穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種寬范圍穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源，包括直流母線輸出端口和變壓器，其特征在于包括主電路和控制電路，其中：

主電路是由PWM整流電路和逆變電路組成，PWM升壓整流電路是由儲能電感、IGBT模塊和直流濾波電容組成的PWM整流模塊，采用AC-DC三相PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使輸入電壓220～480VAC、輸入頻率25～60?Hz范圍內(nèi)，整流輸出穩(wěn)定的750V直流電壓，逆變電路是由IGBT模塊和LC濾波器組成的逆變模塊，采用DC-AC三相三橋臂逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將750V直流電壓轉(zhuǎn)換為脈沖寬度可調(diào)、基波頻率為60Hz的三相交流電源，經(jīng)LC濾波器后，輸出總諧波含量小于5%的50/60Hz?220／380三相電源，為保證輸入和輸出之間的電隔離，減小相互影響，由變壓器使輸出電壓適應(yīng)各種電壓等級，

控制電路包括控制模塊、輔助接口模塊、輸出反饋模塊、輸入電流檢測模塊、顯示器/按鍵模塊、繼電器模塊，控制模塊是由數(shù)字信號處理器（DSP）組成，將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量進(jìn)行處理，使得系統(tǒng)控制更穩(wěn)定、精確，同時(shí)，DSP完成對內(nèi)部和外部狀態(tài)的調(diào)控、監(jiān)測和診斷，具有完善的保護(hù)功能和故障自診斷功能，系統(tǒng)接通電源后，處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，數(shù)字信號處理器模塊運(yùn)行自檢程序，檢查所有內(nèi)部功能，輔助接口模塊完成三相輸入電壓和直流電壓的信號采樣，由控制接口分別控制電源的輸出接觸器、軟啟動控制和散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行，輸入電流檢測模塊完成三相輸入電流的信號采樣，并檢測輸入短路電流，輸出反饋模塊完成三相輸出電流的信號采樣以及經(jīng)輸出電壓檢測模塊完成電壓的信號采樣，并檢測輸入短路電流，輸出反饋模塊完成三相輸出電流和電壓的信號采樣，并檢測輸入短路電流，顯示器/按鍵模塊完成電源的參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行參數(shù)顯示和運(yùn)行狀態(tài)，