專利名稱：：通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，具體地說(shuō)是具有短時(shí)過(guò)載能力的交流電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：為了保持通信的暢通，使通信基站在市電停電時(shí)也能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通信基站都配備有內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組等應(yīng)急電源。通信基站的用電設(shè)備，除了使用長(zhǎng)時(shí)間小功率工作的通信設(shè)備外，還包括一些輔助設(shè)備，例如空調(diào)等電感負(fù)載。啟動(dòng)電感負(fù)載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)間的大電流，使發(fā)電機(jī)組發(fā)生瞬時(shí)的過(guò)載狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)降低，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出降低，從而陷入更甚的過(guò)載狀態(tài)。因此，電感負(fù)載只能使用相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式發(fā)電機(jī)的額定值的1/3左右的負(fù)載。為了正常啟動(dòng)電感負(fù)載，只能配備大功率的發(fā)電機(jī)組。另外，通信設(shè)備都是長(zhǎng)時(shí)間小功率工作的負(fù)載，當(dāng)通信設(shè)備負(fù)荷低時(shí)，例如在晚上時(shí)，因工作量比白天大大減少，致使通信設(shè)備所需要的電源電量也大大地減少。但是為了保證固定的電壓和頻率，發(fā)電機(jī)組需持續(xù)地以固定的轉(zhuǎn)速工作，其油耗和額定功率工作時(shí)基本相等，這就造成了能源的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，該電源控制系統(tǒng)能驅(qū)動(dòng)相等功率的電感負(fù)載，并且在通信設(shè)備用電量減小時(shí)可節(jié)約能源。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)，特征是所述發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池組、AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC轉(zhuǎn)換器及第一電流傳感器分別與主控制器相連接，所述蓄電池組連接DC-DC轉(zhuǎn)換器，DC-DC轉(zhuǎn)換器與DC-AC轉(zhuǎn)換器相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)連接永磁發(fā)電機(jī)，永磁發(fā)電機(jī)連接AC-DC轉(zhuǎn)換器，AC-DC轉(zhuǎn)換器與DC-AC轉(zhuǎn)換器相連接，DC-AC轉(zhuǎn)換器通過(guò)第一電流傳感器與用電設(shè)備相連接；所述主控制器分別采集第一電流傳感器、蓄電池組、DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器及DC-AC轉(zhuǎn)換器的信號(hào)，通過(guò)上述采集的信號(hào)，進(jìn)行合理的功率分配；所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)，永磁發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的直流電壓以及蓄電池組由DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行升壓的直流電壓，這兩種直流電壓通過(guò)DC-AC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為交流電后與用電設(shè)備相連接；所述AC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出進(jìn)行可控整流，通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通角來(lái)控制整流的電壓；所述DC-DC轉(zhuǎn)換器使蓄電池組的電壓升壓，并將升壓后的直流電壓輸出到AC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)；所述AC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)的直流通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器向蓄電池組進(jìn)行充電。所述DC-DC轉(zhuǎn)換器為雙向直流轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由發(fā)電機(jī)組與蓄電池組聯(lián)合供電，能短時(shí)提供兩倍的額定功率來(lái)啟動(dòng)電感負(fù)載，不需要使用大功率的發(fā)電機(jī)組。2、本發(fā)明提供三種工作模式，由主控制器進(jìn)行三種工作模式的智能切換，同時(shí)主控制器根據(jù)負(fù)載功率的大小控制發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)蓄電池組電量間歇地運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電來(lái)補(bǔ)充電池的電量。根據(jù)上述智能切換、改變轉(zhuǎn)速、間歇運(yùn)轉(zhuǎn)三個(gè)特點(diǎn)，此發(fā)電機(jī)組比普通定轉(zhuǎn)速同步發(fā)電機(jī)省油20%以上，節(jié)省燃料。3、本發(fā)明由主控制器檢測(cè)蓄電池組的電量，蓄電池組不會(huì)處于過(guò)度的放電和過(guò)度的充電，延長(zhǎng)了蓄電池組的使用壽命。4、主控制器根據(jù)負(fù)載功率的大小控制發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)不是一直處于高速動(dòng)轉(zhuǎn)狀態(tài)，可降低發(fā)電機(jī)組的噪聲。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方框原理圖。圖2為本發(fā)明中的主控制器的原理方框圖。圖3為本發(fā)明中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的原理方框圖。具體實(shí)施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述如圖l、圖2所示，包括發(fā)動(dòng)機(jī)l、永磁發(fā)電機(jī)2、蓄電池組3、DC-DC轉(zhuǎn)換器4、AC-DC轉(zhuǎn)換器5、DC-AC轉(zhuǎn)換器6、用電設(shè)備7、主控制器8(芯片型號(hào)為XC164CM)、第一電流傳感器9、第二電流傳感器IO、第三電流傳感器ll、交流電壓12、直流電壓13、LCD顯示和用戶操作按鍵14、發(fā)動(dòng)機(jī)5控制器15、蓄電池組溫度傳感器16、蓄電池組電流傳感器17、蓄電池組電壓傳感器18及EEP-ROM保存數(shù)據(jù)19。用電設(shè)備7:主要包括蓄電池充電器，基站空調(diào)，基站通信電源模塊(型號(hào)ADC-4850)及照明等。本發(fā)明發(fā)電機(jī)2為三相多極永磁發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)2連接于發(fā)動(dòng)機(jī)1上。所述發(fā)動(dòng)機(jī)1、蓄電池組3、AC-DC轉(zhuǎn)換器5、DC-DC轉(zhuǎn)換器4、DC-AC轉(zhuǎn)換器6及第一電流傳感器9分別與主控制器8相連接，所述蓄電池組3連接DC-DC轉(zhuǎn)換器4，DC-DC轉(zhuǎn)換器4與DC-AC轉(zhuǎn)換器6相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)1連接永磁發(fā)電機(jī)2，永磁發(fā)電機(jī)2連接AC-DC轉(zhuǎn)換器5，AC-DC轉(zhuǎn)換器5與DC-AC轉(zhuǎn)換器6相連接，DC-AC轉(zhuǎn)換器6通過(guò)第一電流傳感器9與用電設(shè)備7相連接。所述發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)2，永磁發(fā)電機(jī)2經(jīng)過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換后的直流電壓以及蓄電池組3由DC-DC轉(zhuǎn)換器4進(jìn)行升壓的直流電壓，這兩種直流電壓通過(guò)DC-AC轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換為交流電后與用電設(shè)備7相連接。所述AC-DC轉(zhuǎn)換器5對(duì)永磁發(fā)電機(jī)2的輸出進(jìn)行可控整流，通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通角來(lái)控制整流的電壓；所述DC-DC轉(zhuǎn)換器4為雙向直流轉(zhuǎn)換器，使蓄電池組3的電壓升壓，并將升壓后的直流電壓輸出到AC-DC轉(zhuǎn)換器5的輸出側(cè)；AC-DC轉(zhuǎn)換器5的輸出側(cè)的直流通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器4向蓄電池組3進(jìn)行充電。當(dāng)蓄電池組3對(duì)負(fù)載的電力供給能力下降時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器4停止從蓄電池組3獲取輸出。所述DC-AC轉(zhuǎn)換器6為直流逆變交流的逆變器，采用SPWM調(diào)制技術(shù)，電感濾波技術(shù)，把直流電轉(zhuǎn)換為50HZ的交流電，產(chǎn)生小于3%畸變的正弦波，能滿足高要求交流電源質(zhì)量的用電設(shè)備7。帶容性或電感性負(fù)載的能力是普通同步發(fā)電機(jī)的1.21.5倍。所述主控制器8為微機(jī)控制器芯片型號(hào)為XC164CM，采集電流傳感器9、蓄電池組3、DC-DC轉(zhuǎn)換器4、AC-DC轉(zhuǎn)換器5、DC-AC轉(zhuǎn)換器6的信號(hào)。通過(guò)上述采集的信號(hào)，進(jìn)行合理的功率分配。如圖2所示，主控制器8通過(guò)導(dǎo)線分別與第一電流傳感器9、第二電流傳感器10、第三電流傳感器ll、交流電壓12、直流電壓13、LCD顯示和用戶操作按鍵14、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器15、蓄電池組溫度傳感器16、蓄電池組電流傳感器17、蓄電池組電壓傳感器18及EEP-ROM保存數(shù)據(jù)19連接。所述主控制器8通過(guò)CAN或RS485的通信方式與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行通信，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)l工作。主控制器8檢測(cè)所述蓄電池組3的電量，當(dāng)所述蓄電池組3的電量低于最小值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)所述發(fā)電機(jī)2，對(duì)所述蓄電池組3進(jìn)行充電。如圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器15由芯片(型號(hào)為ATmega8L)15-1通過(guò)導(dǎo)線分別與燃油量傳感器15-2、機(jī)油壓力傳感器15-3、機(jī)油溫度傳感器15-4、水溫傳感器15-5、轉(zhuǎn)速傳感器15-6、啟動(dòng)馬達(dá)繼電器15-7、停機(jī)繼電器15-8、CAN通訊15-9及控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)Ml連接，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的主控制器8通過(guò)第一電流傳感器9檢測(cè)用電設(shè)備7的功率，根據(jù)用電設(shè)備7的功率提供三種工作模式小功率供電模式由蓄電池組3經(jīng)過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器4,電源升壓送至DC-AC轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換成交流電源，稱為蓄電池組供電路線。額定功率供電模式由發(fā)動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)2工作，產(chǎn)生交流電，通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成直流電，送至DC-AC轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換成交流電源，稱為發(fā)電機(jī)組供電路線。超功率供電模式上述蓄電池組供電路線加上述發(fā)電機(jī)組供電路線，根據(jù)蓄電池組3最大允許放電電流，提供最大的輸出功率。本發(fā)明的工作過(guò)程如下設(shè)定發(fā)電機(jī)組額定功率為P0，DC-DC轉(zhuǎn)換器4的最大輸出功率為Pl，用電設(shè)備的功率為P2。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，取P0=6000W,P1=6000W。為了保證蓄電池組3的壽命和DC-DC轉(zhuǎn)換器4的可靠運(yùn)行，DC-DC轉(zhuǎn)換器4的輸出最大功率與時(shí)間的關(guān)系如表1所示。按照此關(guān)系表運(yùn)行，即能滿足短時(shí)間啟動(dòng)的電感負(fù)載，又能保證DC-DC轉(zhuǎn)換器4長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>主控制器8根據(jù)上述的P0和P1的值，和采集到的用電設(shè)備7功率P2，具體工作如下1、如果用電設(shè)備7功率P2連續(xù)半小時(shí)小于3000W，主控制器8命令發(fā)動(dòng)機(jī)1停機(jī)，由DC-DC轉(zhuǎn)換器4輸出功率P1，并且P1-P2。2、如果用電設(shè)備7功率P2短時(shí)間P2〉P0時(shí)，主控制器8命令發(fā)電機(jī)組額定功率PO和DC-DC轉(zhuǎn)換器4輸出功率Pl同時(shí)供給用電設(shè)備7功率P2，以滿足用電設(shè)備7功率P2要求。例如在通信基站啟用空調(diào)時(shí)，由發(fā)電機(jī)組額定功率P0和DC-DC轉(zhuǎn)換器4輸出功率P1同時(shí)供給空調(diào)啟動(dòng)，啟動(dòng)成功后，空調(diào)需要的功率將下降，此時(shí)關(guān)閉DC-DC轉(zhuǎn)換器4輸出功率P1，由發(fā)電機(jī)組額定功率PO供電。3、在以上第1項(xiàng)和第2項(xiàng)中，如發(fā)電機(jī)組額定功率PO在滿足用電設(shè)備7功率P2的條件下還有多余的功率，則把多余的功率送給蓄電池組3充電。權(quán)利要求1、通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、永磁發(fā)電機(jī)(2)，其特征是所述發(fā)動(dòng)機(jī)(1)、蓄電池組(3)、AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)、DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)、DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)及第一電流傳感器(9)分別與主控制器(8)相連接，所述蓄電池組(3)連接DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)，DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)與DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)連接永磁發(fā)電機(jī)(2)，永磁發(fā)電機(jī)(2)連接AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)，AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)與DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)相連接，DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)通過(guò)第一電流傳感器(9)與用電設(shè)備(7)相連接；所述主控制器(8)分別采集第一電流傳感器(9)、蓄電池組(3)、DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)、AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)及DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)的信號(hào)，通過(guò)上述采集的信號(hào)，進(jìn)行合理的功率分配；所述發(fā)動(dòng)機(jī)(1)驅(qū)動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)(2)，永磁發(fā)電機(jī)(2)經(jīng)過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)轉(zhuǎn)換后的直流電壓以及蓄電池組(3)由DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)進(jìn)行升壓的直流電壓，這兩種直流電壓通過(guò)DC-AC轉(zhuǎn)換器(6)轉(zhuǎn)換為交流電后與用電設(shè)備(7)相連接；所述AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)對(duì)永磁發(fā)電機(jī)(2)的輸出進(jìn)行可控整流，通過(guò)控制可控硅導(dǎo)通角來(lái)控制整流的電壓；所述DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)使蓄電池組(3)的電壓升壓，并將升壓后的直流電壓輸出到AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)的輸出側(cè)；所述AC-DC轉(zhuǎn)換器(5)的輸出側(cè)的直流通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)向蓄電池組(3)進(jìn)行充電。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述DC-DC轉(zhuǎn)換器(4)為雙向直流轉(zhuǎn)換器。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器(8)通過(guò)導(dǎo)線分別與第一電流傳感器(9)、第二電流傳感器(10)、第三電流傳感器(11)、交流電壓(12)、直流電壓(13)、LCD顯示和用戶操作按鍵(14)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(15)、蓄電池組溫度傳感器(16)、蓄電池組電流傳感器(17)、蓄電池組電壓傳感器(18)及EEP-ROM保存數(shù)據(jù)(19)連接。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(15)由芯片(15-1)通過(guò)導(dǎo)線分別與燃油量傳感器(15-2)、機(jī)油壓力傳感器(15-3)、機(jī)油溫度傳感器(15-4)、水溫傳感器(15-5)、轉(zhuǎn)速傳感器(15-6)、啟動(dòng)馬達(dá)繼電器(15-7)、停機(jī)繼電器(15-8)、CAN通訊(15-9)及控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的步進(jìn)電機(jī)(Ml)連接，控制發(fā)動(dòng)機(jī)(2)運(yùn)轉(zhuǎn)。全文摘要本發(fā)明涉及一種通信基站用混合交流供電電源控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)，其特征是所述發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池組、AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC轉(zhuǎn)換器及第一電流傳感器分別與主控制器相連接，所述蓄電池組連接DC-DC轉(zhuǎn)換器，DC-DC轉(zhuǎn)換器與DC-AC轉(zhuǎn)換器相連接，發(fā)動(dòng)機(jī)連接永磁發(fā)電機(jī)，永磁發(fā)電機(jī)連接AC-DC轉(zhuǎn)換器，AC-DC轉(zhuǎn)換器與DC-AC轉(zhuǎn)換器相連接，DC-AC轉(zhuǎn)換器通過(guò)第一電流傳感器與用電設(shè)備相連接。本發(fā)明由發(fā)電機(jī)組與蓄電池組聯(lián)合供電，能短時(shí)提供兩倍的額定功率來(lái)啟動(dòng)電感負(fù)載，不需要使用大功率的發(fā)電機(jī)組。文檔編號(hào)H02J7/00GK101447687SQ20081024416公開日2009年6月3日申請(qǐng)日期2008年12月12日優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日發(fā)明者肖亨琳申請(qǐng)人:無(wú)錫開普動(dòng)力有限公司