[實(shí)用新型]礦用127V交流電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721587932.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN208094447U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王聰;程紅;劉瑨琪;盧其威;鄒甲;胡昊雨;趙志浩;田長庚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M3/335;H02M7/49
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型礦用127V交流電源，主要包括交流接觸器、電壓互感器、電流互感器、整流電路、高頻隔離DC/DC變換器、儲能模塊、逆變電路和數(shù)字微處理器。使用上述結(jié)構(gòu)的礦用127V交流電源，其優(yōu)點(diǎn)在于：不需網(wǎng)側(cè)電壓檢測即可單位功率因數(shù)運(yùn)行；功率密度高且電源高頻隔離；抑制網(wǎng)側(cè)電壓波動能力強(qiáng)；實(shí)現(xiàn)智能化處理，可以對輸出電流和交流輸入電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)超過設(shè)定保護(hù)值時(shí)系統(tǒng)迅速切斷主電路的交流接觸器，從而提高煤礦井下127V交流電源的安全性。同時(shí)，儲能模塊的增加又可以使交流電源在電網(wǎng)掉電時(shí)仍能正常的進(jìn)行一段時(shí)間的工作，這對礦井安全生產(chǎn)及異常數(shù)據(jù)采集都具有重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及礦井電源設(shè)備，特別涉及一種礦用127V交流電源。

背景技術(shù)

在煤炭行業(yè)中，礦用127V交流電源一直是我國煤礦井下廣泛使用的一種電源，而且在今后相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，井下的照明、安全監(jiān)控和信息采集都要依賴于127V交流電源。服務(wù)于照明、安全監(jiān)控和信息采集的供電系統(tǒng)是煤炭安全生產(chǎn)生活的重要保證，傳統(tǒng)礦用127V交流電源系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)換電源、饋電線、分區(qū)開關(guān)、回流線等部分組成，轉(zhuǎn)換電源多是由工頻變壓器串接保護(hù)和檢測裝置構(gòu)成，其功能單一，非單位功率因數(shù)運(yùn)行，體積龐大，防爆成本高，且電網(wǎng)電壓的升高，跌落以及諧波均會在127V交流電源的輸出側(cè)電壓中反映，同時(shí)由于變壓器內(nèi)阻的存在，使得傳統(tǒng)127V交流電源的輸出電壓又隨著負(fù)載的變化而變化，所有上述問題使得傳統(tǒng)127V交流電源的輸出電壓質(zhì)量較差。另外，傳統(tǒng)127V交流電源系統(tǒng)由于沒有配套相應(yīng)儲能系統(tǒng)，因此一旦供電網(wǎng)絡(luò)故障斷電，傳統(tǒng)127V交流電源系統(tǒng)也不具備繼續(xù)供電的能力。

煤礦127V交流電源網(wǎng)絡(luò)上除了照明設(shè)備之外，還包括各種分區(qū)開關(guān)，瓦斯信號報(bào)警器，對講裝置和一系列傳控裝置等。由于傳統(tǒng)變壓器無法抑制電網(wǎng)的波動，一旦過壓或者欠壓，這些設(shè)備無法工作在額定狀態(tài)之下。當(dāng)主電網(wǎng)電壓波動大，出現(xiàn)高壓尖峰，盡管持續(xù)時(shí)間很短，但還是有足夠能量損壞這些設(shè)備。同時(shí)，在向非線性負(fù)載供電時(shí)，大量的無功和諧波將被注入電網(wǎng)，嚴(yán)重污染電網(wǎng)。因此，一種既能消除電網(wǎng)波動影響又能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行，且當(dāng)電網(wǎng)故障斷電后仍能維持一段時(shí)間穩(wěn)定供電的127V交流電源，對提高煤礦安全和有效信息采集有著重要意義，而目前還沒有這種電源產(chǎn)品出現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，設(shè)計(jì)一種具有高電能質(zhì)量、輸出穩(wěn)定、單位功率因數(shù)運(yùn)行且在電網(wǎng)斷電時(shí)仍能進(jìn)行一段時(shí)間穩(wěn)定供電的礦用127V交流電源。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的礦用127V交流電源，包括交流接觸器、電壓互感器、電流互感器、整流電路、高頻隔離DC/DC變換器、逆變電路和數(shù)字微處理器。外接交流電源經(jīng)交流接觸器接至整流電路，整流電路向高頻隔離DC/DC變換器原邊輸入穩(wěn)定直流電壓。直流電壓經(jīng)過高頻隔離DC/DC變換器后產(chǎn)生穩(wěn)定隔離直流電壓向儲能模塊和逆變電路供電，最后由逆變電路輸出穩(wěn)定交流127V電源。電壓互感器接于高頻隔離DC/DC變換器的副邊及逆變電路的輸出端，電流互感器接于逆變電路輸出回路和交流接觸器與整流電路之間，交流接觸器、電壓互感器、電流互感器分別與微處理器相連，高頻隔離DC/DC變換器輸出直流電壓(U_d)和逆變電路交流輸出電壓(U_out)反饋接至數(shù)字微處理器，數(shù)字微處理器的控制信號分別接至交流接觸器、整流電路和逆變電路。

本實(shí)用新型礦用127V交流電源，所述微處理器設(shè)有用于與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞S232接口或CAN 總線接口。

本實(shí)用新型礦用127V交流電源，所述整流電路由VIENNA整流器構(gòu)成：

三開關(guān)VIENNA整流器：由可控電力電子開關(guān)器件(S_A、S_B、S_C)和續(xù)流二極管(VD)構(gòu)成。

六開關(guān)VIENNA整流器：由六個電力電子開關(guān)器件(S_±A、S_±B、S_±C)和續(xù)流二極管(VD)構(gòu)成。