矿用交流稳压电源制造技术

矿用交流稳压电源，涉及交流稳压电源装置，本实用新型专利技术为了解决现有矿用电源体积大、价格高的问题，本实用新型专利技术包括工频降压变压器、工频整流电路、第一逆变电路、高频升压变压器、高频整流电路、第二逆变电路、输出滤波电路和控制单元，工频降压变压器的输入与煤矿井下电源的输出连通，工频降压变压器的输出与工频整流电路的输入连通，工频整流电路的输出与第一逆变电路的输入连通，第一逆变电路的输出与高频升压变压器的输入连通，高频升压变压器的输出与高频整流电路的输入连通，高频整流电路的输出与第二逆变电路的输入连通，第二逆变电路的输出与输出滤波电路的输入连通，输出滤波电路的输出为所述稳压电源的输出。本实用新型专利技术适用于交流稳压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及交流稳压电源装置。
技术介绍
在煤矿井下的电源系统中一般采用交流660V供电电压，同一电源传输线上会接有多种用电设备，有些设备的功率达几百千瓦。当这些功率较大的用电设备启停时会造成电源电压在较大范围内波动，在交流660V供电情况下电源波动有时会达到±30%（462-858V）。电源在这样大的范围变化时会使一些设备不能正常工作。目前，常用的井下矿用电源通常采用工频、多抽头的供电方式，输出电压分段、有级、体积大、价格高，同时输出电压的响应速度慢，使用效果不理想。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有矿用电源体积大、价格高的问题，提供一种矿用交流稳压电源。矿用交流稳压电源，它包括工频降压变压器、工频整流电路、第一逆变电路、高频升压变压器、高频整流电路、第二逆变电路、输出滤波电路和控制单元，工频降压变压器的输入端对应与煤矿井下电源的输出端连通，工频降压变压器的输出端与工频整流电路的输入端连通，工频整流电路的输出端与第一逆变电路的输入端连通，第一逆变电路的输出端与高频升压变压器的输入端连通，高频升压变压器的输出端与高频整流电路的输入端连通，高频整流电路的输出端与第二逆变电路的输入端连通，第二逆变电路的输出端与输出滤波电路的输入端连通，输出滤波电路的输出端为所述稳压电源的输出端；控制单元的第一功放的输出端与第一逆变电路的功放的输入端连通，控制单元的第二功放的输出端与第二逆变电路的功放的输入端连通，控制单元的第一电压检测电路的输入端与第一逆变电路的电压检测信号的输出端连通，控制单元的第一电流检测电路的输入端与第一逆变电路的电流检测信号的输出端连通，控制单元的第二电压检测电路的输入端与第二逆变电路的电压检测信号的输出端连通，控制单元的第二电流检测电路的输入端与第二逆变电路的电流检测信号的输出端连通。本技术对现有矿井中不稳定的交流电源输入经工频降压变压器降压、通过工频整流、稳压处理后得到直流电压；由工频整流得到的直流电压经逆变单元处理后输出基波为零的PWM波，PWM输出电压经过高频升压变压器、高频整流及滤波后得到稳定的1000V直流电压；通过第二逆变电路，采用SPWM技术和适当的调制比M，通过功率管输出的SPWM波经滤波器将高频载波信号滤掉，最终得到50Hz、660±1%的输出交流电压。本技术具有输入电压范围宽、输出电压精度高、动态调节速度快的特点，同时减小了电源装置的体积，降低了成本，提高了可靠性。附图说明图1为本技术的系统结构示意图，图2为具体实施方式四的主要输出波形图，图3为具体实施方式九的稳压控制原理图，图4为具体实施方式九的输出电压检测电路图，图5为具体实施方式九的过载保护电路图，图6为具体实施方式九的功率驱动电路图，图7为具体实施方式九的主程序流程图，图8为具体实施方式九的输出电压PI调节流程图，图9为具体实施方式九的逆变输出波形图，图10为具体实施方式九的交流正弦输出波形图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述矿用交流稳压电源，它包括工频降压变压器1、工频整流电路2、第一逆变电路3、高频升压变压器4、高频整流电路5、第二逆变电路6、输出滤波电路7和控制单元8，工频降压变压器1的输入端对应与煤矿井下电源的输出端连通，工频降压变压器1的输出端与工频整流电路2的输入端连通，工频整流电路2的输出端与第一逆变电路3的输入端连通，第一逆变电路3的输出端与高频升压变压器4的输入端连通，高频升压变压器4的输出端与高频整流电路5的输入端连通，高频整流电路5的输出端与第二逆变电路6的输入端连通，第二逆变电路6的输出端与输出滤波电路7的输入端连通，输出滤波电路7的输出端为所述稳压电源的输出端；控制单元8的第一功放的输出端与第一逆变电路3的功放的输入端连通，控制单元8的第二功放的输出端与第二逆变电路6的功放的输入端连通，控制单元8的第一电压检测电路的输入端与第一逆变电路3的电压检测信号的输出端连通，控制单元8的第一电流检测电路的输入端与第一逆变电路3的电流检测信号的输出端连通，控制单元8的第二电压检测电路的输入端与第二逆变电路6的电压检测信号的输出端连通，控制单元8的第二电流检测电路的输入端与第二逆变电路6的电流检测信号的输出端连通。本技术采用AC-DC-DC-AC的控制方案，其中AC-DC采用工频变压器实现，DC-DC环节采用高频变压器实现，DC-AC采用全桥结构和LC滤波实现。该方案的优点是该装置具有在很宽的输入电压范围内进行调节的能力。此外，本技术还具有过压、欠压、过载、过流保护功能，确保了装置安全、可靠。由于其中的DC-DC变换环节采用高频升压变压器实现，减小了装置的体积，降低了成本，提高了装置的响应速度和交流输出电压的精度。不稳定交流输入电压660V±30%（462-858V）经过降压变压器（660/110）降压、整流（D1-D4）、稳压（C1）处理后得到直流母线电压U1（电压范围：90-170V），通过高频升压变压器（80/1000）升压及电压闭环控制得到直流母线电压U2（为1000V）；直流母线电压U2采用适当调制比M和SPWM技术，使M2、N2得到SPWM电压输出；经L、C3滤波处理后，M2、N2输出的SPWM电压中的高频成分被消除，得到50Hz、660V交流电压输出。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述矿用交流稳压电源的进一步限定，工频降压变压器1采用660/110的工频降压变压器。具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述矿用交流稳压电源的进一步限定，工频整流电路2包括第一桥式整流电路和一号电容C1，第一桥式整流电路的交流输入端对应与工频降压变压器1的输出端连通，一号电容C1并联在第一桥式整流电路的直流输出端。具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述矿用交流稳压电源的进一步限定，第一逆变电路3包括一号功率管V1、二号功率管V2、三号功率管V3、四号功率管V4、一号电阻R1和四个二极管，一号功率管V1的源极通过一个二极管与漏极连通，二号功率管V2的源极通过一个二极管与漏极连通，三号功率管V3的源极通过一个二极管与漏极连通，四号功率管V4的源极通过一个二极管与漏极连通，第一桥式整流电路的一个直流输出端同时与一号功率管V1的漏极和二号功率管V2的漏极连通，第一桥式整流电路的另一个直流输出端同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿用交流稳压电源，其特征在于，它包括工频降压变压器(1)、工频整流电路(2)、第一逆变电路(3)、高频升压变压器(4)、高频整流电路(5)、第二逆变电路(6)、输出滤波电路(7)和控制单元(8)，工频降压变压器(1)的输入端对应与煤矿井下电源的输出端连通，工频降压变压器(1)的输出端与工频整流电路(2)的输入端连通，工频整流电路(2)的输出端与第一逆变电路(3)的输入端连通，第一逆变电路(3)的输出端与高频升压变压器(4)的输入端连通，高频升压变压器(4)的输出端与高频整流电路(5)的输入端连通，高频整流电路(5)的输出端与第二逆变电路(6)的输入端连通，第二逆变电路(6)的输出端与输出滤波电路(7)的输入端连通，输出滤波电路(7)的输出端为所述稳压电源的输出端；控制单元(8)的第一功放的输出端与第一逆变电路(3)的功放的输入端连通，控制单元(8)的第二功放的输出端与第二逆变电路(6)的功放的输入端连通，控制单元(8)的第一电压检测电路的输入端与第一逆变电路(3)的电压检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第一电流检测电路的输入端与第一逆变电路(3)的电流检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第二电压检测电路的输入端与第二逆变电路(6)的电压检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第二电流检测电路的输入端与第二逆变电路(6)的电流检测信号的输出端连通。...

【技术特征摘要】
1.矿用交流稳压电源，其特征在于，它包括工频降压变压器(1)、工频整流电路(2)、
第一逆变电路(3)、高频升压变压器(4)、高频整流电路(5)、第二逆变电路(6)、输出滤波电
路(7)和控制单元(8)，工频降压变压器(1)的输入端对应与煤矿井下电源的输出端连通，工
频降压变压器(1)的输出端与工频整流电路(2)的输入端连通，工频整流电路(2)的输出端与
第一逆变电路(3)的输入端连通，第一逆变电路(3)的输出端与高频升压变压器(4)的输入端
连通，高频升压变压器(4)的输出端与高频整流电路(5)的输入端连通，高频整流电路(5)的
输出端与第二逆变电路(6)的输入端连通，第二逆变电路(6)的输出端与输出滤波电路(7)的
输入端连通，输出滤波电路(7)的输出端为所述稳压电源的输出端；控制单元(8)的第一功放
的输出端与第一逆变电路(3)的功放的输入端连通，控制单元(8)的第二功放的输出端与第二
逆变电路(6)的功放的输入端连通，控制单元(8)的第一电压检测电路的输入端与第一逆变电
路(3)的电压检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第一电流检测电路的输入端与第一逆变
电路(3)的电流检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第二电压检测电路的输入端与第二逆
变电路(6)的电压检测信号的输出端连通，控制单元(8)的第二电流检测电路的输入端与第二
逆变电路(6)的电流检测信号的输出端连通。
2.根据权利要求1所述矿用交流稳压电源，其特征在于，工频降压变压器(1)采用
660/110的工频降压变压器。
3.根据权利要求1所述矿用交流稳压电源，其特征在于，工频整流电路(2)包括第一
桥式整流电路和一号电容(C1)，第一桥式整流电路的交流输入端对应与工频降压变压器(1)
的输出端连通，一号电容(C1)并联在第一桥式整流电路的直流输出端。
4.根据权利要求1所述矿用交流稳压电源，其特征在于，第一逆变电路(3)包括一号
功率管(V1)、二号功率管(V2)、三号功率管(V3)、四号功率管(V4)、一号电阻(R1)和四个二
极管，一号功率管(V1)的源极通过一个二极管与漏极连通，二号功率管(V2)的源极通过一
个二极管与漏极连通，三号功率管(V3)的源极通过一个二极管与漏极连通，四号功率管(V4)
的源极通过一个二极管与漏极连通，第一桥式整流电路的一个直流输出端同时与一号功率
管(V1)的漏极和二号功率管(V2)的漏极连通，第一桥式整流电路的另一个直流输出端同时
与三号功率管(V3)的源极、四号功率管(V4)的源极和一号电阻(R1)的一端连通，一号电阻
(R1)的另一端接地，一号功率管(V1)的源极同时与三号功率管(V3)的漏极、第一逆变电路(3)
的一个输出端连通，二号功率管(V2)的源极同时与四号功率管(V4)的漏极、第一逆变电路
(3)的另一个输出端连通，控制单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，
申请(专利权)人：哈尔滨华富科技有限公司，
类型：实用新型
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