适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其包括与电源智能管理模块和超级电容智能管理模块；所述电源智能管理模块包括核心处理部分、控制电压测量与监视部分、直流升压与逆变控制部分、逆变回路测量与监视部分、电源切换与反向电势吸收部分、晃电波形输出模块；所述超级电容智能管理模块包括智能超级电容充电与管理部分。本发明专利技术能够有效的避免电源发生晃电时对负载端和控制电源造成的冲击和过压问题，实现逆变电源与控制电源的快速切切换；既能对单相设备进行有效的晃电保护也能对三相设备进行晃电保护，且带有晃电波形输出模块，便于进行晃电分析和记录。

【技术实现步骤摘要】
适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置
本专利技术涉及一种电源保护装置，特别是涉及一种适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置。
技术介绍
目前，工业控制回路中大量使用交流接触器等控制元件，当电源波动时，会造成交流接触器脱扣，影响控制回路的正常运行。因此，在电源控制装置中需要增加防晃电功能。现有技术中常用的防晃电技术方案是离线式的UPS（即不间断电源），请参照附图3，其主要包括：1）电池充电电路部分，电池充电电路主要负责对蓄电池组进行充电，当控制电源电压正常时，充电电路将交流电整流成直流电压，对电池组进行充电，一般以先恒流再恒压的充电方式，其充电电压一般是可设定的；2）蓄电池组，蓄电池组一般为多节蓄电池组串并联组成，构成了储能单元，蓄电池的容量一般按UPS的容量和负载需要后备电源的工作时间确定；3）直流/交流逆变电路，直流/交流逆变电路，主要负责将蓄电池的直流电压逆变成交流电压；4）切换电路，主要负责监视控制电源电压和切换功能，当控制电源异常时，切换电路断开控制电源后接通逆变电源，蓄电池放电为负载供电；当控制电源恢复正常时，切换电路断开逆变电源后切换到控制电源供电；5）滤波电路主要是抑制切换过程中或正常工作过程中，电压的波形闪变和干扰。现有技术中的上述方案存在以下缺点：1）蓄电池组工作温度窄，且单节电池出现异常时影响其他电池对负载的继续供电；2）逆变电源输出的交流电压和控制电源电压不同步，切换过程存在瞬态过电压，尤其是负载为感性负载时，容隐引起设备和负载损坏；3）无法提供切换过程中的数据信息，无法分析动作过程事件；4）可靠性较差，无智能管理功能，无法监视充电的特征曲线等。因此，有必要提供一种新的适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，能够有效的避免电源发生晃电时对负载端和控制电源造成的冲击和过压问题，实现逆变电源与控制电源的快速切切换；既能对单相设备进行有效的晃电保护也能对三相设备进行晃电保护，且带有晃电波形输出模块，便于进行晃电分析和记录。本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其包括与控制电源输出端连接的且设置有电源输出端的电源智能管理模块、与所述电源智能管理模块连接的超级电容智能管理模块；所述电源智能管理模块包括核心处理部分，该部分包括微处理器及外围电路；控制电压测量与监视部分，对所述控制电源的输入端的电压大小、频率以及所述电源输出端的电流大小进行监测；直流升压与逆变控制部分，该部分将所述超级电容智能管理模块中的储存能量经过高频升压后，再经过逆变电路处理成和控制电源同频率、同相位以及同幅值的电能输出；逆变回路测量与监视部分，该部分对所述直流升压与逆变控制部分的逆变电压和频率进行实时监测，并将其采集结果传送至所述核心处理部分；电源切换与反向电势吸收部分，该部分通过切换电路对控制电源和所述直流升压与逆变控制部分输出的逆变电源对负载的供电进行快速切换；所述超级电容智能管理模块包括智能超级电容充电与管理部分，当控制电源无法正常工作时，该部分将储能转化成电压为装置供电。与现有技术相比，本专利技术一种适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置的有益效果在于：采用复合因子判断的同步锁相算法将超级电容储能的直流能量逆变成和控制电源快速同步，并作为控制电源的后备电源；当控制电源发生晃电时，逆变电源迅速切换并输出到负载端，保证负载的连续工作；控制电源恢复后，逆变电源通过同步锁相算法进行逆变调节，使逆变电源与控制电源再同步，然后切换成系统控制电源供电；充分保证整个切换过程中对负载和设备的冲击最小，负载电压连续，避免由于感性负载的反向电动势引起的暂态过压问题；本装置将切换过程中的控制电压、逆变电压等波形保存到USB存储器并显示到人机界面，提供完善的事故记录与波形分析，精确的获得电压波动时间，波动幅值和相位变化；采用的N+1方式的超级电容管理模块，每个管理模块管理超级电容的充电、监视其温升以及故障情况，如果发生异常自动短接输出，不影响其他模块，保证了储能的可靠与稳定。附图说明图1为本专利技术实施例的模块化控制原理示意图；图2为本专利技术实施例中超级电容智能管理模块的控制原理示意图；图3为现有技术的模块化控制原理示意图。具体实施方式实施例：请参照图1，本实施例为适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其包括与控制电源输入端连接（即附图1中的控制电源AC220V输入）的并设置有电源输出端（即附图1中的AC220V输出）的电源智能管理模块A、与电源智能管理模块A连接的超级电容智能管理模块B。所述电源智能管理模块A包括核心处理部分a、控制电压测量与监视部分b、直流升压与逆变控制部分c、逆变回路测量与监视部分d以及电源切换与反向电势吸收部分e；所述超级电容智能管理模块B包括智能超级电容充电与管理部分f。所述核心处理部分a主要包含微处理器及外围电路、AC/DC电源转换及储能电路、USB读取与存储电路、对外部监控系统的数据通讯接口、触屏显示及LED指示部分、与所述超级电容智能管理模块B连接的通讯接口电路。微处理器及外围电路作为装置的核心部件，主要实现各种数据量的采集与分析，经过算法实现本专利技术的控制功能。AC/DC电源转换及储能电路，主要作用是为装置提供弱电电源，其储能部分是当控制电源发生电压降低或电压晃电时，其储能能量可提供装置继续稳定工作，VCC为AC/DC经过储能回路后输出的装置供电电压，Ucap为储能电容的电压。USB读取与存储电路，负责存储装置记录的波形数据、动作记录等信息，形成文件后将其存储在U盘中，方便用户分析事故记录，USB的控制通过SPI总线和微处理器进行通讯和控制。数据通讯接口，主要是通过微处理器及外围电路与其连接，进行对外的数据交换，将装置的测量信息、动作信息及自我检测信息以及监控系统的控制命令等进行数据交换，实现装置的智能化，数据通讯接口和微处理器的串口UART1连接。触屏显示及LED指示部分作为装置的人机交互部分，其重要作用是显示装置的各种数据和信息、提供用户参数设定界面等。与超级电容智能管理模块B进行通讯的通讯接口电路为RS485通讯接口，即附图1中的RS485通讯接口电路，主要通过RS485通讯，实现对超级电容的充电情况（包括充电电流和充电电压）、超级电容的温度、充电电路的温度等信息进行智能管理和检测。请参照附图1控制电压测量与监视部分b，主要负责监测控制电源输入端的电压大小、频率以及电源输出端的电流大小。控制电压测量与监视部分b包括与控制电源输入端连接的电压互感器TV1、与电压互感器TV1连接的控制电压采集及频率测量电路以及设置在所述电源输出端的电流互感器TA，控制电压采集及频率测量电路和电流互感器TA均与所述微处理器及外围电路连接。电压互感器TV1的作用是起到强弱电的隔离。电流互感器TA的作用是对信号的进行变换。电压互感器TV1将控制电压和控制电压的频率变换为微处理器可以接受和识别的信号Uac1和Freq1，电流互感器TA将电流信号变换成Iac，Uac1、Freq1和Iac三个信号被输入到微处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其特征在于：其包括与控制电源输出端连接的且设置有电源输出端的电源智能管理模块、与所述电源智能管理模块连接的超级电容智能管理模块；所述电源智能管理模块包括：核心处理部分，该部分包括微处理器及外围电路；控制电压测量与监视部分，对所述控制电源的输入端的电压大小、频率以及所述电源输出端的电流大小进行监测；直流升压与逆变控制部分，该部分将所述超级电容智能管理模块中的储存能量经过高频升压后，再经过逆变电路处理成和控制电源同频率、同相位以及同幅值的电能输出；逆变回路测量与监视部分，该部分对所述直流升压与逆变控制部分的逆变电压和频率进行实时监测，并将其采集结果传送至所述核心处理部分；电源切换与反向电势吸收部分，该部分通过切换电路对控制电源和所述直流升压与逆变控制部分输出的逆变电源对负载的供电进行快速切换；晃电波形输出模块；所述超级电容智能管理模块包括智能超级电容充电与管理部分，当控制电源无法正常工作时，该部分将储能转化成电压为装置供电。

【技术特征摘要】
1.适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其特征在于：其包括与控制电源输出端连接的且设置有电源输出端的电源智能管理模块、与所述电源智能管理模块连接的超级电容智能管理模块；所述电源智能管理模块包括：核心处理部分，该部分包括微处理器及外围电路；控制电压测量与监视部分，对所述控制电源的输入端的电压大小、频率以及所述电源输出端的电流大小进行监测；直流升压与逆变控制部分，该部分将所述超级电容智能管理模块中的储存能量经过高频升压后，再经过逆变电路处理成和控制电源同频率、同相位以及同幅值的电能输出；逆变回路测量与监视部分，该部分对所述直流升压与逆变控制部分的逆变电压和频率进行实时监测，并将其采集结果传送至所述核心处理部分；电源切换与反向电势吸收部分，该部分通过切换电路对控制电源和所述直流升压与逆变控制部分输出的逆变电源对负载的供电进行快速切换；晃电波形输出模块；所述超级电容智能管理模块包括智能超级电容充电与管理部分，当控制电源无法正常工作时，该部分将储能转化成电压为装置供电。2.如权利要求1所述的适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其特征在于：所述核心处理部分包括与所述微处理器及外围电路连通的AC/DC电源转换及储能电路、USB读取与存储电路、对外部监控系统的数据通讯接口、触屏显示及LED指示部分、与所述超级电容智能管理模块连接的通讯接口电路。3.如权利要求1所述的适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其特征在于：所述控制电压测量与监视部分包括将控制电源输入的电压和频率转换为所述微处理器可以接受的信号的电压互感器、与所述电压互感器连接的控制电压采集及频率测量电路以及设置在所述电源输出端的电流互感器，所述控制电压采集及频率测量电路与所述微处理器及外围电路连接。4.如权利要求1所述的适用于单相与多相设备的带有晃电波形输出的抗晃电装置，其特征在于：所述直流升压与逆变控制部分包括将所述智能超级电容充电与管理部分的电能进行高频升压变换成直流电压的宽输入直...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗婉婷，王野，张瑞怡，郑仰勋，王顺利，彭一梅，王翊，
申请(专利权)人：丽水学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33