[發明專利]一種基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置

有效

• 申請號: 201811206397.4
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109301922B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 楊東升;劉祎笑;羅艷紅;楊珺;王碩;盛鴻翔;孫維東
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 陳曦

本發明公開一種基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置，包括電壓電流檢測單元、電源管理單元、直流供電單元、執行切換單元、通訊顯示單元和單片機主控單元。本裝置通過電壓電流檢測單元檢測電網電壓電流的狀態，在電網電能質量下降時，利用電源管理單元提供的后備電源為負載線圈供電。本裝置的直流供電單元可以為不同容量的負載提供大小可調的直流電壓，大大提高了裝置的適用范圍。本裝置的切換單元采用基于IGBT的無隙換流結構，通過平滑續流方式避免了斷流情況的發生，提高了切換可靠性。同時本裝置的通訊顯示單元，支持數據庫查詢功能，不僅能夠查詢原始的電壓、電流、頻率、波形等數據，還可以查詢歷史發生的故障。

技術領域

本發明涉及電網電能質量監測和保護技術領域，尤其涉及一種基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置。

背景技術

近年來電能質量問題日益突出，已成為影響工業設備正常運行的主要問題。交流接觸器、變頻器、繼電器等工業設備在多個行業都有廣泛地應用，但其都屬于電能質量敏感設備，當其經受電壓暫降和短時中斷等電能質量問題時，相關過程控制系統會被中斷，工業生產不能連續進行，進而會造成用戶的巨大損失。尤其在電壓暫降和短時中斷發生頻次較高的地區，損失會更為嚴重。如何保證這些工業設備在電能質量下降時依然正常工作，對保證工業生產的連續穩定運行有著重大意義。

為了解決這一技術難題，現有技術在電能質量出現問題時利用切換電路切入直流電，利用直流電來給負載短時供電。但該技術采用恒定電壓的輸出方式難以滿足不同容量的負載保護需求。同時市場上流行的工業驅動電源不間斷保護裝置大都采用繼電器結構，這種類型的不間斷保護裝置在切換過程中會出現斷流情況，也不能保護短時中斷的情況，容易導致接觸器、變頻器、繼電器的脫扣。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置。針對不同容量負載能輸出不同大小的直流電壓，在電能質量下降時能保證接觸器、變頻器、繼電器的穩定工作，保證工業生產的連續進行。

本發明提供一種基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置，包括：

單片機主控單元，用于控制整個裝置運行；

電壓電流檢測單元，與所述單片機主控單元相連接用于檢測電網電壓電流及負載輸出電壓電流并反饋給單片機主控單元以判斷電網是否存在電壓暫降和短時中斷；

電源管理單元，與所述單片機主控單元相連接用于提供穩定的后備電源；

直流供電單元，分別與電網和電源管理單元的后備電源相連接用于將電網或后備電源轉換成可調的直流電壓，輸出給執行切換單元；

執行切換單元，分別與所述單片機主控單元、直流供電單元、電網以及負載相連接，當單片機主控單元判定電網發生電壓暫降或短時中斷時，執行切換單元用于切換負載的供電電源，利用裝置產生的可調直流電壓作為負載的供電電源；

通訊顯示單元，與所述單片機主控單元相連接用于顯示數據信息。

在本發明的基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置中，所述單片機主控單元采用DSP+ARM的雙處理器模式，DSP用于對工業驅動電源不間斷保護裝置采集到的電信號數據進行高速處理；ARM為處理器平臺完成人機交互、數據存儲、實時顯示的功能。

在本發明的基于直流支撐技術的工業驅動電源不間斷保護裝置中，所述電壓電流檢測單元包括電網電壓幅值采樣電路、電網電壓電流相位采樣電路以及負載電壓電流檢測電路；

所述電網電壓幅值采樣電路的輸入端接220V電網，輸出端接單片機主控單元的A/D數據轉換接口，用于將220V正弦交流電壓轉換為單片機主控單元可以處理的幅值不超過3.3V的正電壓；