開關電源裝置和變槳系統(tǒng)控制柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種開關電源裝置和變槳系統(tǒng)控制柜，主要用于風力發(fā)電的變槳系統(tǒng)，所述開關電源裝置包括外殼，交流輸入端口，備用電源輸入端口，低電壓直流輸出端口和高電壓直流輸出端口；交流輸入端口串接第一AC/DC整流器后連接低電壓直流輸出端口，所述交流輸入端口還串接整流器后連接高壓直流輸出端口；備用電源輸入端口串接第一DC/DC變換器后連接低壓直流輸出端口，所述備用電源輸入端口還串接第二DC/DC變換器和繼電器后連接高壓直流輸出端口。使用時只需將所述開關電源裝置的各端口連接相應的裝置即可，避免了傳統(tǒng)常規(guī)的設計柜內元器件安裝操作復雜的問題，同時減少了柜內裸露的電線和元器件，減少了安全隱患。
【專利說明】
開關電源裝置和變槳系統(tǒng)控制柜
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種開關電源裝置和變槳系統(tǒng)，具體的說，是一種應用于大型風電機組的開關電源裝置和變槳系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著世界能源消耗的加快，傳統(tǒng)能源儲量的減少，大力發(fā)展新的清潔能源已成為世界各國的戰(zhàn)略選擇。風能因為具有可再生、無污染、能量大的特點，已成為最理想的清潔能源。風力發(fā)電是使用風能的重要形式。
[0003]風力發(fā)電需要使用大型風力發(fā)電機組。大型風力發(fā)電機組的變槳系統(tǒng)需要有穩(wěn)定的電機剎車釋放電源，以確保發(fā)電機組發(fā)生嚴重故障或重大事故的情況下可以安全停機，因此變槳系統(tǒng)的主交流電源和直流后備電源都要求可以作為電機剎車釋放電源。
[0004]目前變槳系統(tǒng)的主交流電源是230V的交流電，備用電源采用超級電容提供的直流OV?430V直流電源。
[0005]變槳系統(tǒng)的控制器用于控制變槳電機正傳或反轉，進而控制風機葉片的順槳或開槳;變槳電機制動器的可靠剎車與釋放關乎風機的啟動運行和停止制動的安全性和可靠性，目前直流150V級電機制動器是風電行業(yè)變槳電機制動器的主流類型。
[0006]因此，在變槳系統(tǒng)的控制柜中需要通過相應的電路，將主交流電源和后備電源轉換為適用于變槳系統(tǒng)控制器和變槳電機制動器的電源。
[0007]常規(guī)的設計是在變槳系統(tǒng)的控制柜中應用多個繼電器、接觸器、開關電源及其他輔助電能元件連接成相應的電路，實現(xiàn)對電機剎車釋放的供電及控制，在電氣集成化設計與應用高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)常規(guī)的設計不僅柜內元器件的安裝操作復雜，而且還會影響布線工藝，甚至存在安全隱患。
【發(fā)明內容】
[0008]為了解決上述大型風電機組變槳系統(tǒng)電機剎車釋放電源的柜內元器件安裝操作發(fā)復雜的問題，本發(fā)明提供了一種開關電源裝置和變槳系統(tǒng)。
[0009]—種開關電源裝置，包括外殼，交流輸入端口，備用電源輸入端口，低電壓直流輸出端口和高電壓直流輸出端口 ；交流輸入端口通過第一AC/DC整流器連接低壓直流輸出端口，所述交流輸入端口還通過第二AC/DC整流器連接高壓直流輸出端口 ；備用電源輸入端口通過第一 DC/DC變換器連接低壓直流輸出端口，所述備用電源輸入端口還通過第二 DC/DC變換器連接高壓直流輸出端口。
[0010]所述開關電源裝置的交流輸入端口連接交流230V電源，備用電源輸入端口連接直流OV?430V備用電源，低壓直流輸出端口輸出24V直流電壓，高壓直流輸出端口輸出150V?220V直流電壓。
[0011]在所述第一AC/DC整流器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第一防反二極管，在第一 DC/DC變換器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第二防反二極管；
[0012]在所述交流輸入端口與高壓輸出端口之間的線路上串設有第一電子開關，在所述備用電源輸入端口與高壓輸出之間的線路上串設有第二電子開關。
[0013]所述開關電源裝置還包括用于控制所述第一電子開關和第二電子開關的控制信號輸入端口。
[0014]所述開關電源裝置還包括用于連接安全鏈端口，所述安全鏈端口上連接常開觸點。
[0015]—種變槳系統(tǒng)控制柜，包括開關電源裝置，該開關電源包括外殼，交流輸入端口，備用電源輸入端口，低電壓直流輸出端口和高電壓直流輸出端口；交流輸入端口通過第一AC/DC整流器連接低壓直流輸出端口，所述交流輸入端口還通過第二 AC/DC整流器連接高壓直流輸出端口 ；備用電源輸入端口通過第一DC/DC變換器連接低壓直流輸出端口，所述備用電源輸入端口還通過第二DC/DC變換器連接高壓直流輸出端口 ；
[0016]所述交流輸入端口連接變槳系統(tǒng)的電機驅動電源，所述備用電源輸入端口連接變槳系統(tǒng)的備用電源，所述低壓直流輸出接口連接變槳系統(tǒng)的控制器，所述高壓直流輸出端口連接變槳系統(tǒng)的電機制動器。
[0017]所述變槳系統(tǒng)電機驅動電源為交流230V電源，所述變槳系統(tǒng)的備用電源為直流OV?430V電源，低壓直流輸出端口輸出24V直流電壓，高壓直流輸出端口輸出150V?220V直流電壓。
[0018]在所述第一AC/DC整流器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第一防反二極管，在第一 DC/DC變換器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第二防反二極管；
[0019]在所述交流輸入端口與高壓輸出端口之間的線路上串設有第一電子開關，在所述備用電源輸入端口與高壓輸出之間的線路上串設有第二電子開關。
[0020]所述開關電源裝置還包括用于控制所述第一電子開關和第二電子開關的控制信號輸入端口。
[0021]所述開關電源裝置還包括用于連接安全鏈端口，所述安全鏈端口上連接常開觸點。
[0022]直流150V級電機制動器是當前風電行業(yè)變槳電機制動器的主要類型，備用電源采用由超級電容提供的OV?430V直流電源，變槳系統(tǒng)控制器電源一般都是24V的直流電源。
[0023]通過對控制信號輸入端口輸入相應的信號，可以控制所述繼電器的工作狀態(tài)，從而選擇變槳系統(tǒng)采用手動變槳運行方式還是自動變槳運行方式。
[0024]安全開關保證了所述開關電源裝置使用的可靠性，防止損壞的開關電源裝置接入變槳系統(tǒng)而出現(xiàn)事故。
[0025]本發(fā)明提供的開關電源裝置和變槳系統(tǒng)，適用于風力發(fā)電的大型風電機組，避免了傳統(tǒng)常規(guī)的設計柜內元器件安裝操作復雜的問題；同時減少了柜內裸露的電線和元器件，減少了安全隱患。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中開關電源裝置實施例的外觀圖，同時也是本發(fā)明中變槳系統(tǒng)控制柜實施例中開關電源裝置的外觀圖；
[0027]圖2是本發(fā)明中開關電源裝置實施例的電路圖，同時也是本發(fā)明中變槳系統(tǒng)控制柜實施例中開關電源裝置的電路圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0029]變槳系統(tǒng)控制柜實施例
[0030]—種變槳系統(tǒng)控制柜，包括開關電源裝置。如圖1所示，該開關電源裝置包括外殼10，外殼10上有一個交流輸入端口 11，一個備用電源輸入端口 12，一個控制信號輸入端口13，一個低電壓直流輸出端口 21，一個高電壓直流輸出端口 22和一個安全開關連接端口 23。電路圖如圖2所示，交流輸入端口 11串接著一個第一 AC/DC整流器I和一個防反二極管5后連接低電壓直流輸出端口 21，該交流輸入端口 11還通過串接一個第一繼電器開關7和一個第二AC/DC整流器4后連接高壓直流輸出端口 22;所述備用電源輸入端口 12串接一個第一DC/DC轉換器2和第二防反二極管6后連接低電壓直流輸出端口 21，該備用電源輸入端口還通過串接一個第二 DC/DC轉換器3和第二繼電器開關8后連接高壓直流輸出端口 22。安全繼電器連接端口 23連接安全繼電器開關9。
[0031]所述開關電源裝置的交流輸入端口11連接變槳系統(tǒng)的交流230V電機驅動電源，備用電源端12 口連接直流備用電源，低壓輸出端口 21連接變槳系統(tǒng)控制器，高壓輸出端口 22連接變槳系統(tǒng)制動器，安全開關端口 23連接變槳系統(tǒng)的安全鏈。
[0032]所述的防反流二極管5和防反流二極管6的作用是防止電流反向流動對第一AC/DC整流器I或第一 DC/DC變換器2造成損壞。
[0033]所述第一繼電器開關7和第二繼電器開關8的作用是變槳系統(tǒng)的變槳運行模式，當?shù)谝焕^電器開關7閉合時，變槳系統(tǒng)是手動變槳運行模式，當?shù)诙^電器開關8閉合時，變槳系統(tǒng)是自動變槳運行模式。第一繼電器開關7和第二繼電器開關8的工作狀態(tài)由控制信號輸入端口 13接受的信號控制，兩者之間是互斥的邏輯關系，在同一時間最多只能有一個閉合。
[0034]在本實施例中第一繼電器開關7和第二繼電器開關8米用的是繼電器開關，作為本發(fā)明的其他實施方式，可以采用其他可遠程控制的電子開關。
[0035]安全繼電器開關9通過安全開關端口23串接入變槳系統(tǒng)的安全鏈，當AC/DC整流器I和DC/DC變換器2都可以正常工作時，安全繼電器開關9繼電器閉合，否則斷開。當安全繼電器開關9斷開時，風機不允許開啟或要求停止動作。
[0036]在本實施例中，安全開關端口23連接的是安全繼電器開關9，作為本發(fā)明的其他實施方式，安全繼電器9可以采用其他的常開觸點開關。
[0037]作為其他實施方式，所述安全開關端口23和安全繼電器開關9可以集成在變槳系統(tǒng)的其他裝置上。
[0038]使用時，交流輸入端口11連接變槳系統(tǒng)的交流230V電機驅動電源，備用電源接口12連接OV?430V的備用電源，則低壓直流輸出端口 21輸出24V直流電壓，為變槳系統(tǒng)控制器供電，高壓直流輸出端口輸22出150V?220V的直流電壓，為電機變槳制動器供電。當變槳系統(tǒng)提供的230V交流電壓正常工作時，第一AC/DC整流器I輸出的電壓略大于第一DC/DC變換器2輸出的電壓，開關電源裝置采用第一 AC/DC整流器I為低壓直流輸出端口 21提供24V直流電源；當變槳系統(tǒng)的交流230V電機驅動電源異常工作時，第一DC/DC變換器2輸出的電壓大于第一 AC/DC整流器I的輸出電壓，開關電源裝置采用第一 DC/DC變換器2為低壓直流輸出端口 21提供24V直流電源。
[0039]開關電源裝置實施例
[0040]—種開關電源裝置，該開關電源裝置與上述變槳系統(tǒng)控制柜實施例中的開關電源裝置相同，上文已經做了詳細介紹，在這里不多做說明。
[0041]以上給出了本發(fā)明涉及的【具體實施方式】，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應技術手段基本相同、實現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種開關電源裝置，包括外殼，交流輸入端口，備用電源輸入端口，低電壓直流輸出端口和高電壓直流輸出端口；交流輸入端口通過第一AC/DC整流器連接低壓直流輸出端口，所述交流輸入端口還通過第二 AC/DC整流器連接高壓直流輸出端口；備用電源輸入端口通過第一DC/DC變換器連接低壓直流輸出端口，所述備用電源輸入端口還通過第二DC/DC變換器連接高壓直流輸出端口。2.根據權利要求1所述的一種開關電源裝置，其特征在于，所述開關電源裝置的交流輸入端口連接交流230V電源，備用電源輸入端口連接直流OV?430V備用電源，低壓直流輸出端口輸出24V直流電壓，高壓直流輸出端口輸出150V?220V直流電壓。3.根據權利要求1或2所述的一種開關電源裝置，其特征在于，在所述第一AC/DC整流器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第一防反二極管，在第一 DC/DC變換器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第二防反二極管。4.根據權利要求1或2或3所述的一種開關電源裝置，其特征在于，在所述交流輸入端口與高壓輸出端口之間的線路上串設有第一電子開關，在所述備用電源輸入端口與高壓輸出之間的線路上串設有第二電子開關； 所述開關電源裝置還包括用于控制所述第一電子開關和第二電子開關的控制信號輸入端口。5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種開關電源裝置，其特征在于，所述開關電源裝置還包括用于連接安全鏈端口，所述安全鏈端口上連接常開觸點。6.—種變槳系統(tǒng)控制柜，其特征在于，包括開關電源裝置，該開關電源包括外殼，交流輸入端口，備用電源輸入端口，低電壓直流輸出端口和高電壓直流輸出端口 ；交流輸入端口通過第一AC/DC整流器連接低壓直流輸出端口，所述交流輸入端口還通過第二AC/DC整流器連接高壓直流輸出端口 ；備用電源輸入端口通過第一DC/DC變換器連接低壓直流輸出端口，所述備用電源輸入端口還通過第二 DC/DC變換器連接高壓直流輸出端口； 所述交流輸入端口連接變槳系統(tǒng)的電機驅動電源，所述備用電源輸入端口連接變槳系統(tǒng)的備用電源，所述低壓直流輸出接口連接變槳系統(tǒng)的控制器，所述高壓直流輸出端口連接變槳系統(tǒng)的電機制動器。7.根據權利要求6所述的一種變槳系統(tǒng)控制柜，其特征在于，所述變槳系統(tǒng)電機驅動電源為交流230V電源，所述變槳系統(tǒng)的備用電源為直流OV?430V電源，低壓直流輸出端口輸出24V直流電壓，高壓直流輸出端口輸出150V?220V直流電壓。8.根據權利要求6或7所述的一種變槳系統(tǒng)控制柜，其特征在于，在所述第一AC/DC整流器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第一防反二極管，在第一 DC/DC變換器與低壓輸出端口之間的線路上串設有第二防反二極管。9.根據權利要求6或7或8所述的一種變槳系統(tǒng)控制柜，其特征在于，在所述交流輸入端口與高壓輸出端口之間的線路上串設有第一電子開關，在所述備用電源輸入端口與高壓輸出之間的線路上串設有第二電子開關； 所述開關電源裝置還包括用于控制所述第一電子開關和第二電子開關的控制信號輸入端口。10.根據權利要求6-9任意一項所述的一種變槳系統(tǒng)控制柜，其特征在于，所述開關電源裝置還包括用于連接安全鏈端口，所述安全鏈端口上連接常開觸點。
【文檔編號】H02M7/00GK105958839SQ201610447392
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】王艷領, 趙瑞杰, 代興華, 鄭衛(wèi)紅
【申請人】許繼集團有限公司, 許昌許繼風電科技有限公司, 國家電網公司