[實用新型]一種應急電源裝置

有效

• 申請號: 201320518029.X
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN203491736U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 張祖鷹
• 申請（專利權）人: 南京化工職業技術學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝;朱芳雄

技術領域

本實用新型涉及一種應急電源裝置，尤其是一種具有有源濾波功能的應急電源裝置。

背景技術

傳統應急電源裝置在電網向蓄電池充電時，常常采用三相不控整流的方式，采用三相不控整流方式的整流器存在從電網吸取畸變電流，造成電網的諧波污染的缺點。而且，傳統應急電源裝置只有在電網發生故障的情況下才投入使用，在電網沒有出現故障時都是處于擱置狀態的，所以傳統應急電源裝置的利用率不高。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題為：傳統應急電源裝置所采用的三相不控整流方式存在從電網吸取畸變電流，造成電網的諧波污染的問題。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提供一種應急電源裝置，包括電網相連的電網端和與負載相連的負載端，電網端與負載端之間串聯有轉換開關，轉換開關還與應急電源電路相連，應急電源電路包括輸出濾波電路、雙向PWM變流器、充/放電電路、控制器模塊和蓄電池組，輸出濾波電路分別與轉換開關、雙向PWM變流器和控制器模塊相連，雙向PWM變流器還與充/放電電路和控制器模塊相連，充/放電電路還與蓄電池組和控制器模塊相連，控制器模塊還與負載端相連。在電網正常工作時，采用控制器模塊對負載端的電流進行監測，再根據得到的監測信號向雙向PWM變流器發送控制信號，進而實現對負載端提供諧波和無功功率的跟蹤補償，避免了電網的諧波污染。

本實用新型的轉換開關由三個靜態開關構成，三個靜態開關分別串聯在電網端和負載端之間的三相線路中。采用靜態開關能夠使在電網斷電的同時切換到應急電源電路，而不會使負載斷電。

本實用新型的輸出濾波電路由三條電感和電容構成的濾波支路組成，濾波支路的電感的一端與雙向PWM變流器相連，另一端分別與電容和負載端相連，電容的另一端與其余濾波支路的電容相連。

本實用新型的雙向PWM變流器包括三相半橋變流電路和雙向PWM驅動電路，三相半橋變流電路由三個單相半橋式逆變器橋臂并聯構成，單相半橋式逆變器橋臂包括上橋臂和下橋臂，上橋臂和下橋臂均由IGBT反并聯二極管構成，上橋臂的IGBT的集電極以及下橋臂的IGBT的發射集都與充/放電電路相連，上橋臂的IGBT的發射集與下橋臂的IGBT的集電極相連，雙向PWM驅動電路與上橋臂和下橋臂的IGBT的門極相連，輸出濾波電路與三個單相半橋式逆變器橋臂的上橋臂和下橋臂的連接處相連。采用雙向PWM驅動電路來控制IGBT的門極，實現對三相半橋變流電路的有效控制。

本實用新型的充/放電電路包括一個單相半橋式逆變器橋臂、兩個直流側濾波電容、一個儲能電感和一個電池側濾波電容，單相半橋式逆變器橋臂包括上橋臂和下橋臂，上橋臂和下橋臂均由IGBT反并聯二極管構成，所述上橋臂和下橋臂的IGBT門極與控制器模塊相連，上橋臂IGBT的發射極和下橋臂IGBT的集電極相連，上橋臂IGBT集電極和下橋臂IGBT發射極分別與雙向PWM變流器相連，兩個直流側濾波電容串聯后與單相半橋式逆變器橋臂相并聯，儲能電感一端與上橋臂和下橋臂的連接處相連，另一端連接蓄電池組的正極，電池側濾波電容并聯在蓄電池組的正負極之間。采用直流側濾波電容對單相半橋式逆變器橋臂兩端的電壓進行濾波，采用電池側濾波電容對蓄電池組進行濾波，采用儲能電感能夠存儲或釋放電能。

本實用新型的控制器模塊包括濾波電流傳感器、負載電流傳感器、濾波電流信號調理電路、負載電流信號調理電路、DSP芯片、指令電流發生電路、電壓傳感器和電壓信號調理電路，濾波電流傳感器串聯在輸出濾波電路和濾波電流信號調理電路之間，負載電流傳感器串聯在負載端和負載電流信號調理電路之間，濾波電流信號調理電路與DSP芯片相連，負載電流信號調理電路與指令電流發生電路相連，DSP芯片分別與雙向PWM變流器、指令電流發生電路和充/放電電路相連，指令電流發生電路與電壓信號調理電路相連，電壓信號調理電路與電壓傳感器相連，電壓傳感器與雙向PWM變流器相連。采用DSP芯片控制雙向PWM變流器和充/放電電路，實現對應急電路的有效控制，同時DSP芯片接收指令電流發生電路和濾波電流信號調理電路的信號，實現控制命令的采集。

本實用新型的有益效果在于：（1）該應急電源裝置在控制器模塊的監控下，具備良好的諧波和無功功率的跟蹤補償性等特點，減少電網的諧波污染；（2）在控制器模塊的控制下，還能較好地實現智能化的應用和管理；（3）具有較高的實際應用價值，一方面，我國電力供應形勢十分緊迫，為了盡可能地減小生產和生活上的影響，備用電源的市場形勢非常良好，另一方面，我國的電力網供電質量不盡人意，諧波污染十分嚴重，控制諧波污染，提高供電質量迫在眉睫。