[實(shí)用新型]煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420027166.8
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN203660897U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高晗瓔;張?zhí)煊?/a>;劉端增;楊仁德;丁磊;陳喻;程雨;楊建華;蔣毅;康亞昕
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M3/157;H02M7/537
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源的裝置。

背景技術(shù)：

在井下實(shí)際使用中，同一電源傳輸線上會(huì)接有多種用電設(shè)備，有一些是功率幾百千瓦的設(shè)備。當(dāng)這些功率較大的設(shè)備啟停時(shí)會(huì)造成電源電壓在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，一般會(huì)超過75%-120%的范圍。電源在這樣大的范圍變化會(huì)使一些設(shè)備不能正常工作，影響檢測設(shè)備功效的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置，其組成包括：殼體，所述的殼體內(nèi)安裝輸入電壓檢測電路，所述的輸入電壓檢測電路與660V/110V降壓變壓器連接，所述的660V/110V降壓變壓器與整流器單元連接，所述的整流單元與BOOST升壓單元連接，所述的BOOST升壓單元與SPWM逆變穩(wěn)壓單元連接，所述的SPWM逆變穩(wěn)壓單元與LC濾波器連接，所述的LC濾波器與輸出電壓檢測電路連接。

所述的煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置，所述的BOOST升壓單元以PIC18F2331單片機(jī)為核心，所述的PIC18F2331單片機(jī)具有40MHz主頻、10位A/D轉(zhuǎn)換器、插入可編程死區(qū)的14位分辨率PWM模塊，所述的BOOST升壓電路的電壓信號經(jīng)電壓霍爾采集器后接到PIC18F2331單片機(jī)的RA1/AN1接口。

所述的煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置，所述的SPWM逆變穩(wěn)壓單元采用單相橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述的SPWM逆變穩(wěn)壓單元包括PIC18F2331單片機(jī)、電流霍爾傳感器和PIC18F2331單片機(jī)的RA3/AN3的A/D轉(zhuǎn)換口，所述的PIC18F2331單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路連接，所述的SPWM逆變穩(wěn)壓單元的電壓信號電路經(jīng)電流霍爾后接到PIC18F2331單片機(jī)的RA3/AN3接口。

所述的煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置，所述的BOOST升壓單元采用TLP250驅(qū)動(dòng)芯片，所述的TLP驅(qū)動(dòng)芯片連接50A/1200V?IGBT功率開關(guān)管。

????所述的煤礦井下測試交流穩(wěn)壓電源裝置，所述的SPWM逆變穩(wěn)壓單元采用IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，所述的IR2110驅(qū)動(dòng)芯片具有獨(dú)立高低端輸出通道，工作電壓為1200V，驅(qū)動(dòng)電流峰值為2A。

有益效果：

1.???????本實(shí)用新型相對于傳統(tǒng)礦用穩(wěn)壓電源減少了裝置的體積和重量，同時(shí)提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)高效、低功耗的目的。主電路采用BOOST升壓變換器和單相橋式逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用雙PIC18單片機(jī)控制BOOST升壓及SPWM逆變。利用占空比調(diào)制（PWM）技術(shù)和正弦脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)，運(yùn)用數(shù)字PI實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PWM占空比和SPWM的調(diào)制比，實(shí)現(xiàn)BOOST升壓和SPWM逆變輸出雙重閉環(huán)，達(dá)到輸出穩(wěn)壓的目的。本系統(tǒng)還具有寬輸入穩(wěn)壓能力，輸入在462V-858V時(shí)，輸出電壓穩(wěn)定在660±0.5%。

2.???????本實(shí)用新型穩(wěn)壓、過流、過載等保護(hù)功能使得裝置可以安全、可靠地運(yùn)行。本實(shí)用新型采用數(shù)字信號處理器（PIC18）為電源裝置的控制核心，提高裝置的控制精度。該單片機(jī)具有40MHz主頻、10位A/D轉(zhuǎn)換器、插入可編程死區(qū)的14位分辨率PWM模塊，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，適合工業(yè)控制領(lǐng)域。本實(shí)用新型運(yùn)用大功率開關(guān)器件代替自耦變壓器、儲(chǔ)能電感等笨重器件，運(yùn)用正弦脈寬調(diào)制方式，通過數(shù)字PI算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)BOOST升壓環(huán)節(jié)PWM的占空比和SPWM逆變的調(diào)制比，實(shí)現(xiàn)BOOST升壓和SPWM逆變的雙重閉環(huán)控制。將逆變環(huán)節(jié)所需的正弦信號通過脈寬調(diào)制技術(shù)轉(zhuǎn)化成高頻SPWM信號，再將其通過功率開關(guān)器件進(jìn)行功率放大，最后通過LC濾波器濾除其中高頻成分，最終生成穩(wěn)定的660V交流電壓。

3.?本實(shí)用新型采用數(shù)字式PI控制實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓，過程如下：即電壓霍爾采樣輸出電壓通過PIC18單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與給定值進(jìn)行比較，通過數(shù)字PI調(diào)節(jié)改變BOOST升壓側(cè)PWM波的占空比和SPWM逆變的調(diào)制比M，用調(diào)節(jié)后的信號分別控制BOOST升壓和SPWM逆變的功率開關(guān)器件，輸出穩(wěn)定交流電。