[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用電容預(yù)充電的便攜式電機(jī)啟動(dòng)電源

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310554044.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103545897A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東;蔣啟龍;胡基士
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 成都信博專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供電設(shè)備，特別是應(yīng)急電機(jī)啟動(dòng)電源設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在很多使用電機(jī)的場(chǎng)合，都配置應(yīng)急啟動(dòng)電源，以便在電機(jī)主電源失效的情況下，可以短時(shí)間讓電機(jī)啟動(dòng)，待系統(tǒng)恢復(fù)后再使用主電源供電。在這些應(yīng)用中，大多使用蓄電池作為應(yīng)急電源設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是不需要額外供電電源，備用時(shí)間較長(zhǎng)且攜帶方便。例如動(dòng)車(chē)組上都會(huì)配置啟動(dòng)電源，以便動(dòng)車(chē)組蓄電池失效情況下，還能通過(guò)應(yīng)急電源啟動(dòng)壓縮機(jī)，以便能夠升起受電弓來(lái)獲取接觸網(wǎng)上的供電。

對(duì)于電機(jī)而言，其啟動(dòng)瞬間所需要的電流很多，通常是電機(jī)穩(wěn)態(tài)電流的幾倍甚至十幾倍。隨著電機(jī)的啟動(dòng)，電機(jī)的電流迅速下降至穩(wěn)態(tài)，這個(gè)過(guò)程通常只有幾秒鐘。由于電機(jī)啟動(dòng)的特性，對(duì)應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)造成了一定制約。

1.對(duì)于應(yīng)急電源蓄電池而言，如果按照穩(wěn)態(tài)電流進(jìn)行容量配置，則啟動(dòng)瞬間蓄電池必須能夠滿(mǎn)足高倍率放電的要求。對(duì)于蓄電池而言，放電電流一般在1C到3C之間比較合適(10安時(shí)的電池按10A進(jìn)行放電，即為1C)，更大倍數(shù)即便能夠找到合適的蓄電池，可以實(shí)現(xiàn)高倍率放電，但也會(huì)對(duì)電池壽命造成影響，從而影響應(yīng)急電源的使用壽命，容易造成使用隱患。

2.如果按照電機(jī)啟動(dòng)電流配置應(yīng)急電源蓄電池，雖然滿(mǎn)足了電池放電倍率的要求，但會(huì)大大增加電池的容量。這樣的后果是啟動(dòng)電源會(huì)很重，攜帶不便，關(guān)鍵時(shí)候可能需要2個(gè)人才能搬動(dòng)，對(duì)應(yīng)急使用造成了很大制約，同時(shí)也大大增加了制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種便攜式電機(jī)啟動(dòng)電源，在保證使用壽命的前提下，具有較小的體積和重量，并具有較低的制造。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。

一種利用電容預(yù)充電的便攜式電機(jī)啟動(dòng)電源,其特征在于，由蓄電池、充電電容、控制開(kāi)關(guān)及輸出端子組成；蓄電池C與輸出端子T間并聯(lián)兩個(gè)供電支路；其中，由第一直直變換穩(wěn)壓模塊Z1與與之串聯(lián)的充電電容C構(gòu)成第一供電支路；第二直直變換穩(wěn)壓模塊Z2構(gòu)成第二供電支路；在充電電容C的兩端分別設(shè)置有開(kāi)關(guān)K1和開(kāi)關(guān)K3；充電電容C與第二直直變換穩(wěn)壓模塊Z2間設(shè)置有開(kāi)關(guān)K2。

采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，有效地降低了啟動(dòng)電源的成本、體積和重量，使得啟動(dòng)電源使用壽命與普通蓄電池一致，同時(shí)又?jǐn)y帶方便，尤其適合應(yīng)急情況下使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明利用電容預(yù)充電的便攜式電機(jī)啟動(dòng)電源,由蓄電池、充電電容、控制開(kāi)關(guān)及輸出端子組成。蓄電池C與輸出端子T間并聯(lián)兩個(gè)供電支路；其中，由第一直直變換穩(wěn)壓模塊Z1與與之串聯(lián)的充電電容C構(gòu)成第一供電支路；第二直直變換穩(wěn)壓模塊Z2構(gòu)成第二供電支路；在充電電容C的兩端分別設(shè)置有開(kāi)關(guān)K1和開(kāi)關(guān)K3；充電電容C與第二直直變換穩(wěn)壓模塊Z2間設(shè)置有開(kāi)關(guān)K2。

本發(fā)明采用蓄電池和電容相配合的方式來(lái)設(shè)計(jì)電機(jī)蓄電池啟動(dòng)電源。在啟動(dòng)電源中，電容根據(jù)待啟動(dòng)的電機(jī)容量大小進(jìn)行配套，蓄電池容量按照蓄電池正常使用所允許的最大放電電流進(jìn)行設(shè)計(jì)。

例如，針對(duì)CRH2型動(dòng)車(chē)組啟動(dòng)電源，其啟動(dòng)對(duì)象是850W的壓縮機(jī)，此電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電流為15A左右，最大啟動(dòng)電流為80A左右，電機(jī)使用過(guò)程不超過(guò)15分鐘。按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路，可以按照蓄電池放電倍率為3C進(jìn)行蓄電池配置，只需要配置5安時(shí)的蓄電池和一個(gè)容量較大的電容，而不必配置20安時(shí)甚至更大容量的電池，從而大大降低啟動(dòng)電源的重量和成本。

本發(fā)明應(yīng)急電源的工作步驟如下：

1.在啟動(dòng)電機(jī)之前，開(kāi)關(guān)K1閉合，開(kāi)關(guān)K2和開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)。此時(shí)蓄電池首先以1～3C的倍率對(duì)電容進(jìn)行充電。

2.當(dāng)電容充電完成后，開(kāi)關(guān)K1斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)K3閉合。此時(shí)電容和蓄電池?cái)嚅_(kāi)，并和直直變換模塊相連，電容儲(chǔ)存的能量通過(guò)直直變換穩(wěn)壓模塊變成電壓穩(wěn)定的直流電用于啟動(dòng)電機(jī)。電容容量的選擇依據(jù)是要能滿(mǎn)足啟動(dòng)過(guò)程的需要，所以當(dāng)電容的儲(chǔ)能基本釋放的時(shí)候，電機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程基本完成。

3.先閉合開(kāi)關(guān)K2，等直直變換穩(wěn)壓模塊輸出穩(wěn)定后再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K3。此時(shí)開(kāi)關(guān)K1,和開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)，只有開(kāi)關(guān)K2閉合。蓄電池的輸出經(jīng)過(guò)直直變換穩(wěn)壓模塊后再連接到電機(jī)輸入端，持續(xù)供電至電機(jī)使用完畢。