具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及動力類應(yīng)急電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法。一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源，包括有變頻單元、充電器、電池組、切換接觸器KM1、切換接觸器KM2、負(fù)載電機M1、負(fù)載電機M2、整流單元、防逆二極管D1、開關(guān)電源、控制器、電流傳感器ACI1和電流傳感器ACI2。本發(fā)明的具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法，在應(yīng)急電源與市電供電切換時，電機能夠無間斷運行，不存在電機停止運行現(xiàn)象。當(dāng)主電機故障時，備電機可以自動投切運行，這樣極大地保證了重要負(fù)荷的持續(xù)不間斷的運行，保證了生產(chǎn)重要負(fù)荷的安全運行。
【專利說明】具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及動力類應(yīng)急電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法 。
【背景技術(shù)】
[0003]在化工、冶金等行業(yè)，有些一級負(fù)荷如循環(huán)氣體壓縮機維持循環(huán)冷卻水或油系統(tǒng)運行，如果電網(wǎng)供電系統(tǒng)發(fā)生電力故障，造成循環(huán)冷卻水或油系統(tǒng)停止運行，將造成生產(chǎn)過程破壞，引起設(shè)備和人身事故，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。所以，特殊場合需要保障一級負(fù)荷和重要負(fù)荷的供電連續(xù)性，動力類應(yīng)急電源防止正常電源中斷對生產(chǎn)過程的破壞。
[0004]普通動力類應(yīng)急電源工作原理較為簡單，原理請參閱圖1。由于生產(chǎn)現(xiàn)場的電機負(fù)荷一般很大，電機啟動時的電流也非常大，所以電源一般都采用變頻方式啟動，以減小啟動電流。普通動力類應(yīng)急電源由控制單元、變頻電源、切換接觸器KM1-KM2、輸出開關(guān)QFl、電池組、充電器等關(guān)鍵部件組成。變頻電源的直流輸入端與電池組相連，變頻電源輸出端分別接到切換接觸器KM2，市電輸入接切換接觸器KM1，電源的控制器分別與變頻電源和接觸器相連接。
[0005]在市電輸入正常時，輸入市電通過切換裝置KMl給重要負(fù)載供電，同時系統(tǒng)控制器自動進(jìn)行市電檢測及通過充電機對蓄電池組充電管理。變頻電源停止工作，處于自動關(guān)機狀態(tài)；當(dāng)輸入市電供電中斷或市電電壓超限時，系統(tǒng)控制器指令切換裝置KM2投切至變頻電源供電，變頻電源在蓄電池組所提供的直流能源的支持下，向負(fù)載供電。
[0006]當(dāng)輸入市電電壓恢復(fù)正常工作時，應(yīng)急電源的系統(tǒng)控制器發(fā)出指令對變頻電源執(zhí)行關(guān)機操作，同時還通過切換開關(guān)執(zhí)行從逆變器供電向交流旁路供電的切換操作。
[0007]普通動力類應(yīng)急電源主要存在如下缺陷:
I)、當(dāng)市電電源與應(yīng)急源切換時，存在電機中斷運行現(xiàn)象。
[0008]2)、只能實現(xiàn)一臺電機的應(yīng)急供電。在實際生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)場，有時是一主一備兩臺電機為循環(huán)冷卻水或油系統(tǒng)提供動力，按照普通動力應(yīng)急電源模式，必須有兩套動力類應(yīng)急電源才能滿足一主一備兩臺電機應(yīng)急需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法，該動力類應(yīng)急電源使用一套控制系統(tǒng)，通過控制切換裝置，實現(xiàn)一臺變頻電源給一主一備兩臺電機自動轉(zhuǎn)換的應(yīng)急供電。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)方案為:一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源，包括有變頻單元、充電器、電池組、切換接觸器KMl、切換接觸器KM2、負(fù)載電機Ml、負(fù)載電機M2、整流單元、防逆二極管D1、開關(guān)電源、控制器、電流傳感器ACIl和電流傳感器ACI2，其中，
市電接入整流單元，整流單元的直流輸出端通過直流母線連接變頻單元的直流輸入
端;
變頻單元的交流輸出端分別接到切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的輸入端，切換接觸器KMl的輸出端通過電流傳感器ACIl與負(fù)載電機Ml連接，切換接觸器KM2的輸出端通過電流傳感器ACI2與負(fù)載電機M2連接；
電池組的輸入端通過充電器連接市電，電池組的輸出端經(jīng)過防逆二極管Dl連接直流母線；
開關(guān)電源的輸入端連接電池組的輸出端，開關(guān)電源的輸出端連接切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的控制線圈；
控制器分別與變頻單元、切換接觸器KM1、切換接觸器KM2、電流傳感器ACIl和電流傳感器ACI2連接。
[0011]一種具有主備負(fù)載電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的工作方法，包括有應(yīng)急時無間斷切換工作方法，具體為:
市電正常時，當(dāng)需要運行負(fù)載電機時，控制器啟動整流單元與變頻單元，先閉合切換接觸器KMl,應(yīng)急電源系統(tǒng)變頻啟動負(fù)載電機Ml運行，同時,市電給充電器供電,充電器給電池組充電儲能，由于其充電直流電壓小于直流母線電壓和防逆二極管Dl的存在，電池組的直流電能并不能進(jìn)入直流母線；
當(dāng)市電故障時，整流單元停止工作，電池組的直流電能通過防逆二極管Dl進(jìn)入直流母線，通過變頻單元和切換接觸器KM1，不間斷地向負(fù)載電機Ml提供電能，保證了負(fù)載電機Ml的不間斷運行。
[0012]一種具有主備負(fù)載電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的工作方法，包括有負(fù)載電機故障時切換工作方法，具體為:
當(dāng)負(fù)載電機Ml運行時，控制器通過檢測電流傳感器ACIl與故障信號判斷負(fù)載電機Ml的運行狀態(tài)，當(dāng)電流傳感器ACIl超出額定范圍或存在故障信號時，控制器停止變頻單元運行，控制切換接觸器KMl斷開，然后再控制切換接觸器KM2吸合，變頻啟動負(fù)載電機M2運行，從而實現(xiàn)備用負(fù)載電機自動投切運行模式。
[0013]隨著動力類應(yīng)急電源系統(tǒng)在我國的廣泛推廣和應(yīng)用，增強了工業(yè)設(shè)備、消防設(shè)備等抵御突發(fā)電力故障的能力，保障了工業(yè)設(shè)備、消防設(shè)備等的安全運行。
[0014]具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源，將一臺變頻電源應(yīng)用于主、備電機應(yīng)急供電，與普通動力應(yīng)急電源模式相比，減少了一套控制系統(tǒng)、一套電池組和一臺變頻電源；應(yīng)急電源與市電供電切換時，電機能夠無間斷運行，不存在電機停止運行現(xiàn)象；當(dāng)主電機故障時，備電機可以自動投切運行，有力的保障了一主一備一級負(fù)荷和重要負(fù)荷的供電連續(xù)性，防止正常電源中斷或正常生產(chǎn)過程破壞時，引起的設(shè)備和人身事故，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，而且系統(tǒng)更加優(yōu)化，更能受到用戶歡迎。
[0015]本發(fā)明的具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源及工作方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果表現(xiàn)在:
I)、應(yīng)急電源與市電供電切換時，電機能夠無間斷運行，不存在電機停止運行現(xiàn)象。
[0016]2)、當(dāng)主電機故障時，備電機可以自動投切運行，這樣極大地保證了重要負(fù)荷的持續(xù)不間斷的運行，保證了生產(chǎn)重要負(fù)荷的安全運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的動力類應(yīng)急電源的電氣原理圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的電氣原理圖?！揪唧w實施方式】
[0019]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。作為本發(fā)明的一種較佳實施例，請參閱圖2，一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源，包括有變頻單元、充電器、電池組、切換接觸器KMl、切換接觸器KM2、負(fù)載電機Ml、負(fù)載電機M2、整流單元、防逆二極管D1、開關(guān)電源、控制器、電流傳感器ACIl和電流傳感器ACI2。
[0020]市電接入整流單元，整流單元的直流輸出端通過直流母線連接變頻單元的直流輸入端。變頻單元的交流輸出端分別接到切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的輸入端，切換接觸器KMl的輸出端通過電流傳感器ACIl與負(fù)載電機Ml連接，切換接觸器KM2的輸出端通過電流傳感器ACI2與負(fù)載電機M2連接。電池組的輸入端通過充電器連接市電，電池組的輸出端經(jīng)過防逆二極管Dl連接直流母線。開關(guān)電源的輸入端連接電池組的輸出端，開關(guān)電源的輸出端連接切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的控制線圈。控制器分別與變頻單元、切換接觸器KMl、切換接觸器KM2、電流傳感器ACIl和電流傳感器ACI2連接。
[0021]整流單元將輸入的市電交流電能變換為為直流電能，變頻單元是應(yīng)急電源的重要部分，它執(zhí)行控制器控制指令，將整流后或是電池組的直流電能逆變成交流電能，并分別帶動負(fù)載電機運行?？刂破魇菓?yīng)急電源的核心控制部分，主要進(jìn)行電源系統(tǒng)的信號采樣、數(shù)據(jù)分析、邏輯控制和顯示通信等工作。充電器是市電時對電池組進(jìn)行充電儲能。開關(guān)電源是為切換接觸器KM1、切換接觸器KM2的控制線圈提供電源，切換接觸器KM1、切換接觸器KM2執(zhí)行控制器控制指令、實現(xiàn)電源切換。
[0022]具有主備負(fù)載電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的工作方法，主要包括有應(yīng)急時無間斷切換工作方法和負(fù)載電機故障時切換工作方法。
[0023]應(yīng)急時無間斷切換工作方法，具體為:
市電正常時，當(dāng)需要運行負(fù)載電機時，控制器啟動整流單元與變頻單元，先閉合切換接觸器KMl,應(yīng)急電源系統(tǒng)變頻啟動負(fù)載電機Ml運行，同時,市電給充電器供電,充電器給電池組充電儲能，由于其充電直流電壓小于直流母線電壓和防逆二極管Dl的存在，電池組的直流電能并不能進(jìn)入直流母線。
[0024]當(dāng)市電故障時，整流單元停止工作，電池組的直流電能通過防逆二極管Dl進(jìn)入直流母線，通過變頻單元和切換接觸器KM1，不間斷地向負(fù)載電機Ml提供電能，保證了負(fù)載電機Ml的不間斷運行。
[0025]在整個應(yīng)急無間斷切換過程中，切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的控制線圈的電源是關(guān)鍵設(shè)計。因為應(yīng)急時，電池組的直流電能通過防逆二極管Dl無間斷地進(jìn)入直流母線向負(fù)載電機Ml提供電能，如果控制線圈的電源在應(yīng)急切換過程中存在間斷，則必然導(dǎo)致切換接觸器KMl斷開，從而使負(fù)載電機Ml停機。所以，本發(fā)明采用從連接電池組的開關(guān)電源無間斷地提供控制線圈的電源，從而保證了市電與應(yīng)急之間的無間斷切換。[0026]負(fù)載電機故障時切換工作方法，具體為:
當(dāng)負(fù)載電機Ml運行時，控制器通過檢測電流傳感器ACIl與故障信號判斷負(fù)載電機Ml的運行狀態(tài)，當(dāng)電流傳感器ACIl超出額定范圍或存在故障信號時，控制器停止變頻單元運行，控制切換接觸器KMl斷開，然后再控制切換接觸器KM2吸合，變頻啟動負(fù)載電機M2運行，從而實現(xiàn)備用負(fù)載電機自動投切運行模式。
[0027]以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有主備電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源，包括有變頻單元、充電器、電池組、切換接觸器KM1、切換接觸器KM2、負(fù)載電機Ml和負(fù)載電機M2，其特征在于:本動力類應(yīng)急電源還包括有整流單元、防逆二極管Dl、開關(guān)電源、控制器、電流傳感器ACII和電流傳感器ACI2，其中， 市電接入整流單元，整流單元的直流輸出端通過直流母線連接變頻單元的直流輸入端; 變頻單元的交流輸出端分別接到切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的輸入端，切換接觸器KMl的輸出端通過電流傳感器ACIl與負(fù)載電機Ml連接，切換接觸器KM2的輸出端通過電流傳感器ACI2與負(fù)載電機M2連接； 電池組的輸入端通過充電器連接市電，電池組的輸出端經(jīng)過防逆二極管Dl連接直流母線； 開關(guān)電源的輸入端連接電池組的輸出端，開關(guān)電源的輸出端連接切換接觸器KMl和切換接觸器KM2的控制線圈； 控制器分別與變頻單元、切換接觸器KM1、切換接觸器KM2、電流傳感器ACIl和電流傳感器ACI2連接。
2.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主備負(fù)載電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的工作方法，其特征在于:包括有應(yīng)急時無間斷切換工作方法，具體為: 市電正常時，當(dāng)需要運行負(fù)載電機時，控制器啟動整流單元與變頻單元，先閉合切換接觸器KMl,應(yīng)急電源系統(tǒng)變頻啟動負(fù)載電機Ml運行，同時,市電給充電器供電,充電器給電池組充電儲能，由于其充電直流電壓小于直流母線電壓和防逆二極管Dl的存在，電池組的直流電能并不能進(jìn)入直流母線； 當(dāng)市電故障時，整流單元停止工作，電池組的直流電能通過防逆二極管Dl進(jìn)入直流母線，通過變頻單元和切換接觸器KM1，不間斷地向負(fù)載電機Ml提供電能，保證了負(fù)載電機Ml的不間斷運行。
3.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有主備負(fù)載電機自動轉(zhuǎn)換功能的動力類應(yīng)急電源的工作方法，其特征在于:包括有負(fù)載電機故障時切換工作方法，具體為: 當(dāng)負(fù)載電機Ml運行時，控制器通過檢測電流傳感器ACIl與故障信號判斷負(fù)載電機Ml的運行狀態(tài)，當(dāng)電流傳感器ACIl超出額定范圍或存在故障信號時，控制器停止變頻單元運行，控制切換接觸器KMl斷開，然后再控制切換接觸器KM2吸合，變頻啟動負(fù)載電機M2運行，從而實現(xiàn)備用負(fù)載電機自動投切運行模式。
【文檔編號】H03K17/78GK103546133SQ201310410980
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】李多山, 劉暉 申請人:合肥聯(lián)信電源有限公司