一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置制造方法及图纸

一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，包括市电输入端与负载端，所述市电输入端与负载端之间串联电流互感器和应急供电电源，所述应急供电电源包括切换单元、滤波电路、主控单元、隔离变压器、逆变器、电池组和充电器，所述第二电流互感器连接所述应急供电电源中的所述主控单元，所述切换单元与负载之间串联第一电流互感器，所述切换单元与滤波电路连接，所述滤波电路依次与隔离变压器、逆变器、电池组与充电器连接，所述主控单元分别与逆变器、市电输入端、滤波电路和切换单元连接本实用新型专利技术实现了应急供电电源与有源滤波的分时复用。

【技术实现步骤摘要】
一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置
本技术属于逆变器装置的
，尤其涉及一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置。
技术介绍
随着我国经济的发展，应急电源在消防、工业等领域得到了大量的使用。这种应急电源在市电正常时输出市电，只有当市电异常时才启动逆变器，将电池的直流电逆变为交流电，保证后接负载的持续工作，以避免人员或财产损失。此类应急电源功率在一个民用建筑里可以达到几十个KVA，在大型工矿企业的装机容量则达到几百个KVA，考虑到可靠性，此类应急电源往往采用工频逆变器。由于市电在绝大部分时间里处于正常状态，设备的逆变器也就处于停机或空载运行状态。目前，随着电子类设备的大量使用，民用建筑及工业场所的谐波越来越严重，需要配置有源滤波器，将谐波控制在规定的范围之内。而现有的有源滤波器只在市电正常时才使用。也即应急电源的逆变器在市电正常时处于待机状态，有源滤波器则需要在此时工作。虽然应急电源与有源滤波器的核心组成部分均为逆变器，但是现有的应急电源与有源滤波器均是分开使用，造成了设备的浪费，增大设备投资金额。在两类设备的核心部件一致的情况下，若能通过增加部分器件并配以适当的控制实现分时复用，则可以大大提高设备的利用率。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，实现应急电源的逆变器与有源滤波器的逆变器分时复用的目的，提供一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，包括市电输入端与负载端，所述市电输入端与负载端之间串联第二电流互感器和应急供电电源；所述应急供电电源包括切换单元、滤波电路、主控单元、隔离变压器、逆变器、电池组和充电器，所述第二电流互感器连接所述应急供电电源中的所述主控单元，所述切换单元与负载之间串联第一电流互感器，所述切换单元与滤波电路连接，所述滤波电路依次与隔离变压器、逆变器、电池组与充电器连接，所述主控单元分别与逆变器、市电输入端、滤波电路和切换单元连接。进一步的，所述负载端包括第一负载与第二负载，所述第一负载只需要市电供电，所述第二负载需要应急供电电源供电。进一步的，所述切换单元包括第一开关与第二开关。进一步的，所述滤波电路中包括互相并联的第一电抗、第二电抗和第三电抗，所述第一电抗与第四电抗连接，所述第二电抗与第五电抗连接，所述第三电抗与第六电抗连接，所述第四电抗并联连接接触器的第一开关，所述第五电抗并联连接接触器的第二开关，所述第六电抗并联连接接触器的第三开关。进一步的，所述主控单元连接显示单元，所述显示单元显示电压、电流、状态信息。进一步的，所述主控单元接收检测的市电电压、直流母线电压，在工作于应急供电模式时，接收采集的实际三相输出电压，所述主控单元采用电压控制方式控制所述切换单元与所述逆变器；工作于有源滤波模式时，接收第一电流互感器采集的电流信号或第二电流互感器采集的电流信号，根据接收的电流信号计算出需要的输出电压，所述主控单元采用电压控制方式控制所述切换单元与所述逆变器。进一步的，所述逆变器采用三相逆变器。进一步的，所述隔离变压器采用工频隔离变压器。本技术的工作原理为：本技术的工作模式包括两种，分别是：应急供电模式与有源滤波模式；本技术工作于应急供电模式时，以电压为控制目标，采集三相输出电压Uo，并且将采集到的三相输出电压Uo输送至主控单元，在主控单元中预先设定三相输出电压Uo′，主控单元控制逆变器处于电压源模式，使实际的三相输出电压Uo在规定的Uo′范围内。同时，采集输出电流信号Io用于逆变器的过流保护。本技术工作于有源滤波模式时，以电流为控制目标，主控单元根据需要，选择第一电流互感器采集的电流信号I1或第二电流互感器采集的电流信号I2，根据瞬时无功理论计算出谐波电流Ish作为补偿对象，根据计算出需要的输出电压，式中，Uo代表需要的输出电压，Us代表市电电压，wl代表感抗，Ish代表谐波电流，主控单元根据计算出的逆变器的输出电压控制逆变器的实际输出电压。同时，当输出电流信号Io超出逆变器允许电流时，控制器控制逆变器进入限流模式，保证逆变器的安全。从而实现应急供电与有源滤波的分时复用。本技术的有益效果：本技术在在常规工频应急供电电源电路基础上增加了电抗器、电流互感器、切换器件等器件，选择采用电压控制的方式，从而实现应急供电电源与有源滤波的分时复用。在本技术中采用电压源控制，避免了滤波时高频纹波二次污染电网。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，在常用的大功率工频应急供电电源，为实现应急电源的应急供电与有源滤波的二分复用，本技术在常规工频应急供电电源电路基础上增加了隔离变压器、电抗器L4-L6，接触器K3，接触器K3包括三个触点开关K3-1、K3-2、K3-3，第二电流互感器和断路器CB1-CB4，第一电流互感器为应急电源正常配置。CB1-4为断路器用于电路的通断。一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，包括市电输入端与负载端，所述市电输入端与负载端之间串联第二电流互感器和应急供电电源；所述应急供电电源包括切换单元、滤波电路、主控单元、隔离变压器、逆变器、电池组和充电器，所述第二电流互感器连接所述应急供电电源中的所述主控单元，所述切换单元与负载之间串联第一电流互感器，所述切换单元与滤波电路连接，所述滤波电路依次与隔离变压器、逆变器、电池组与充电器连接，所述主控单元分别与逆变器、市电输入端、滤波电路和切换单元连接。进一步的，所述负载端包括第一负载与第二负载，所述第一负载只需要市电供电，所述第二负载需要应急供电电源供电。进一步的，所述切换单元包括第一开关与第二开关。进一步的，所述滤波电路中包括互相并联的第一电抗、第二电抗和第三电抗，所述第一电抗与第四电抗连接，所述第二电抗与第五电抗连接，所述第三电抗与第六电抗连接，所述第四电抗并联连接接触器的第一开关，所述第五电抗并联连接接触器的第二开关，所述第六电抗并联连接接触器的第三开关。进一步的，所述主控单元连接显示单元，所述显示单元显示电压、电流、状态等信息。进一步的，所述主控单元接收检测的市电电压、直流母线电压，在工作于应急供电模式时，接收采集的实际三相输出电压，所述主控单元采用电压控制方式控制所述切换单元与所述逆变器；工作于有源滤波模式时，接收第一电流互感器采集的电流信号或第二电流互感器采集的电流信号，根据接收的电流信号计算出需要的输出电压，所述主控单元采用电压控制方式控制所述切换单元与所述逆变器。进一步的，所述逆变器采用三相逆变器。进一步的，所述隔离变压器采用工频隔离变压器。所述主控单元以32位的DSP-TMS320F2812为核心控制芯片，按照以下所述方式进行控制，断路器CB1-4均处于闭合状态：当本技术工作于应急供电模式时，K1断开，K2、K3闭合，以电压为控制目标，采集三相输出电压Uo，并且将采集到的三相输出电压Uo输送至主控单元，在主控单元中预先设定三相输出电压Uo′，主控单元控制逆变器处于电压源模式，使实际的三相输出电压Uo在规定的Uo′范围内。同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，包括市电输入端与负载端，其特征是：所述市电输入端与负载端之间串联第二电流互感器和应急供电电源；所述应急供电电源包括切换单元、滤波电路、主控单元、隔离变压器、逆变器、电池组和充电器，所述第二电流互感器连接所述应急供电电源中的所述主控单元，所述切换单元与负载之间串联第一电流互感器，所述切换单元与滤波电路连接，所述滤波电路依次与隔离变压器、逆变器、电池组与充电器连接，所述主控单元分别与逆变器、市电输入端、滤波电路和切换单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，包括市电输入端与负载端，其特征是：所述市电输入端与负载端之间串联第二电流互感器和应急供电电源；所述应急供电电源包括切换单元、滤波电路、主控单元、隔离变压器、逆变器、电池组和充电器，所述第二电流互感器连接所述应急供电电源中的所述主控单元，所述切换单元与负载之间串联第一电流互感器，所述切换单元与滤波电路连接，所述滤波电路依次与隔离变压器、逆变器、电池组与充电器连接，所述主控单元分别与逆变器、市电输入端、滤波电路和切换单元连接。2.如权利要求1所述的一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，其特征是：所述负载端包括第一负载与第二负载，所述第一负载只需要市电供电，所述第二负载需要应急供电电源供电。3.如权利要求1所述的一种应急供电与有源滤波分时复用的工频逆变装置，其特征是：所述切换单元包括第一开关与第二开关。4.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，顾建勇，狄国，
申请(专利权)人：山东华天电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37