智能电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种智能电源装置，包括连接于电网并用于储能和滤波的三相储能/滤波电感电路、连接于三相储能/滤波电感电路并用于直流和交流间转换的三相整流/逆变电路、连接于三相整流/逆变电路并对直流端电压起到稳压和滤波作用的直流滤波电容电路，以及通过采样电网电压、直流端电压、三相整流/逆变电路的网侧电流，经智能算法输出PWM控制信号于三相整流/逆变电路并控制其晶体管开通和关断的智能主控制单元；本装置具有直流端电压稳定、可调节，能量可双向流动，对电网谐波干扰小，且工作噪音低、效率高等优点。

Intelligent Power Supply Device

【技术实现步骤摘要】
智能电源装置
本专利技术涉及一种电源装置，更具体地说，涉及一种一端连接于电网，另一端连接于电机控制器的智能电源装置。
技术介绍
绿色制造在国际机床行业的影响逐渐上升。特别是自金融危机之后，各大机床制造厂商纷纷大力发展高新技术、加大研发投入力度，为后金融危机时代下一轮产业升级做准备。在制造业生产中，机械装备的绿色性能的优劣将直接决定产品制造过程对环境的影响，能源和资源的利用率以及机械装备本身在报废过程的再利用率和对环境、生态的影响；数控机床是现代制造业生产中最主要的生产设备，绿色制造技术在数控机床中的应用对于制造业的可持续发展将发挥重大的作用。机床电气系统中耗电的主体包括伺服电机、主轴电机、液压泵均属于典型的感性负载，均会造成大量的无功功率。而且电动机运行时还会对电网造成谐波污染。谐波污染对连接入电网的各种电器设备均会造成不同程度的危害，包括：谐波附加损耗造成的设备过载发热、绝缘老化、继电器过压过流保护误动作以及对通讯系统的电磁干扰等。目前现有的静态整流器装置，存在直流端电压不可控，能量不能回馈只能通过电阻等消耗掉，功率因数低，电流谐波成分大等缺点。目前现有的能量回馈装置，属于不可控整流/回馈装置，虽然拥有能量回馈能力，但大多数工作在低开关频率下，其存在滤波电感工作噪声大、功率因数及效率不高、直流端电压不可调节、回馈电流谐波成分含量高等缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种智能电源装置，解决现有技术直流端电压不可控、功率因数低、电流谐波成分高、工作噪声大等问题。为了达到上述目的，本专利技术一种智能电源装置包括连接于电网并用于储能和滤波的三相储能/滤波电感电路、连接于所述三相储能/滤波电感电路并用于直流和交流间转换的三相整流/逆变电路、连接于所述三相整流/逆变电路并对直流端电压起到稳压和滤波作用的直流滤波电容电路，以及连接于所述电网、三相储能/滤波电感电路、三相整流/逆变电路和直流滤波电容电路的智能主控制单元；所述智能主控制单元通过采样电网电压、直流端电压、三相整流/逆变电路的网侧电流，经智能算法输出PWM控制信号于三相整流/逆变电路，从而控制所述三相整流/逆变电路的晶体管开通和关断。所述三相储能/滤波电感电路包括：串联于A相电路的第一工频电感；串联于B相电路的第二工频电感；串联于C相电路的第三工频电感。所述三相整流/逆变电路包括：第一晶体管、两端分别连接于所述第一晶体管的发射极和集电极的第一续流二极管；第二晶体管、两端分别连接于所述第二晶体管的发射极和集电极的第二续流二极管；第三晶体管、两端分别连接于所述第三晶体管的发射极和集电极的第三续流二极管；第四晶体管、两端分别连接于所述第四晶体管的发射极和集电极的第四续流二极管；第五晶体管、两端分别连接于所述第五晶体管的发射极和集电极的第五续流二极管；第六晶体管、两端分别连接于所述第六晶体管的发射极和集电极的第六续流二极管；所述第一晶体管的发射极和所述第四晶体管的集电极相连；所述第二晶体管的发射极和所述第五晶体管的集电极相连；所述第三晶体管的发射极和所述第六晶体管的集电极相连；所述第一晶体管、第二晶体管以及第三晶体管的集电极串联在一起，并连接至所述直流滤波电容电路的一端；所述第四晶体管、第五晶体管以及第六晶体管的发射极串联在一起，并连接至所述直流滤波电容电路的另一端。所述PWM控制信号包括：输出于所述第一晶体管的基极的A相第一信号；输出于所述第四晶体管的基极的A相第二信号；输出于所述第二晶体管的基极的B相第一信号；输出于所述第五晶体管的基极的B相第二信号；输出于所述第三晶体管的基极的C相第一信号；输出于所述第六晶体管的基极的C相第二信号。所述PWM控制信号的频率为10000Hz及以上。所述直流滤波电容电路包括第一电容，以及与所述第一电容并联的第二电容。本专利技术的优点在于，在该装置的设置下，直流端电压稳定、可调节，可运行于单位功率因数，能量可以双向流动，受电网电压影响小、对电网谐波干扰小，电网电压相位能够自动识别，具有全面的故障检测及保护功能，且工作噪音低、效率高。附图说明图1是本专利技术的基本原理图，虚线框内为本装置的主体；图2是本专利技术的电路拓扑图；图3是本专利技术的PWM控制信号示意图，图中1表示控制晶体管导通，0表示控制晶体管关断。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作描述。如图1所示，此种采用智能电源装置，包括三相储能/滤波电感电路、三相整流/逆变电路、直流滤波电容电路、智能主控制单元。所述三相储能/滤波电感电路，用于储能提升电压，从而使得直流端电压可以调节，并且对三相整流/逆变电路的网侧电流起到滤波的作用，可以滤除基波以外的谐波成分。其输入端接三相电网，输出端接三相整流/逆变电路。输入端的电网电压传递给智能主控制单元；具体来说，如图2所述，所述三相储能/滤波电感电路包括：串联于A相电路A的第一工频电感L1；串联于B相电路B的第二工频电感L2；串联于C相电路C的第三工频电感L3。所述三相整流/逆变电路，既可以将电网电压可控整流为直流电压，也可以将电机控制器回馈至直流端的能量逆变传递回电网中。其输入端接三相储能/滤波电感输出端，输出端接直流滤波电容电路。三相整流/逆变电路的网侧电流输出给智能主控制单元；具体来说，如图2所示，所述三相整流/逆变电路包括：第一晶体管T1、两端分别连接于所述第一晶体管T1的发射极和集电极的第一续流二极管D1；第二晶体管T2、两端分别连接于所述第二晶体管T2的发射极和集电极的第二续流二极管D2；第三晶体管T3、两端分别连接于所述第三晶体管T3的发射极和集电极的第三续流二极管D3；第四晶体管T4、两端分别连接于所述第四晶体管T4的发射极和集电极的第四续流二极管D4；第五晶体管T5、两端分别连接于所述第五晶体管T5的发射极和集电极的第五续流二极管D5；第六晶体管T6、两端分别连接于所述第六晶体管T6的发射极和集电极的第六续流二极管D6；所述第一晶体管T1的发射极和所述第四晶体管T4的集电极相连；所述第二晶体管T2的发射极和所述第五晶体管T5的集电极相连；所述第三晶体管T3的发射极和所述第六晶体管T6的集电极相连；所述第一晶体管T1、第二晶体管T2以及第三晶体管T3的集电极串联在一起，并连接至所述直流滤波电容电路的一端；所述第四晶体管T4、第五晶体管T5以及第六晶体管T6的发射极串联在一起，并连接至所述直流滤波电容电路的另一端。所述直流滤波电容电路，用于直流端电压滤波，以及为与之连接的电机控制器提供瞬时的能量，所述直流端母线电压信号传递给智能主控制单元用于直流母线电压闭环控制。直流滤波电容电路与三相整流/逆变电路的输出端连接。直流滤波电容电路的直流端电压输出至智能主控制单元；具体来说，如图2所示，所述直流滤波电容电路包括第一电容C1，以及与所述第一电容C1并联的第二电容C2。所述智能主控制单元包括信号采集、数据计算和三相整流/逆变电路的驱动电路。采集来自三相储能/滤波电感电路的电网电压信号、三相整流/逆变电路的网侧电流信号、直流滤波电容电路的直流电压信号。连接三相整流/逆变电路控制六个晶体管的通断，以达到控制三相整流/逆变电路的网侧电流及直流端电压的目的。具体来说，如图2和图3所示，所述PWM控制信号包括：输出于所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电源装置，其特征在于，包括连接于电网并用于储能和滤波的三相储能/滤波电感电路、连接于所述三相储能/滤波电感电路并用于直流和交流间转换的三相整流/逆变电路、连接于所述三相整流/逆变电路并对直流端电压起到稳压和滤波作用的直流滤波电容电路，以及连接于所述电网、所述三相储能/滤波电感电路、所述三相整流/逆变电路和所述直流滤波电容电路的智能主控制单元；所述智能主控制单元通过采样电网电压、直流端电压、三相整流/逆变电路的网侧电流，经智能算法输出PWM控制信号于三相整流/逆变电路，从而控制所述三相整流/逆变电路内晶体管的开通和关断。

【技术特征摘要】
1.一种智能电源装置，其特征在于，包括连接于电网并用于储能和滤波的三相储能/滤波电感电路、连接于所述三相储能/滤波电感电路并用于直流和交流间转换的三相整流/逆变电路、连接于所述三相整流/逆变电路并对直流端电压起到稳压和滤波作用的直流滤波电容电路，以及连接于所述电网、所述三相储能/滤波电感电路、所述三相整流/逆变电路和所述直流滤波电容电路的智能主控制单元；所述智能主控制单元通过采样电网电压、直流端电压、三相整流/逆变电路的网侧电流，经智能算法输出PWM控制信号于三相整流/逆变电路，从而控制所述三相整流/逆变电路内晶体管的开通和关断。2.根据权利要求1所述智能电源装置，其特征在于，所述三相储能/滤波电感电路包括：串联于A相电路(A)的第一工频电感(L1)；串联于B相电路(B)的第二工频电感(L2)；串联于C相电路(C)的第三工频电感(L3)。3.根据权利要求1所述智能电源装置，其特征在于，所述三相整流/逆变电路包括：第一晶体管(T1)、两端分别连接于所述第一晶体管(T1)的发射极和集电极的第一续流二极管(D1)；第二晶体管(T2)、两端分别连接于所述第二晶体管(T2)的发射极和集电极的第二续流二极管(D2)；第三晶体管(T3)、两端分别连接于所述第三晶体管(T3)的发射极和集电极的第三续流二极管(D3)；第四晶体管(T4)、两端分别连接于所述第四晶体管(T4)的发射极和集电极的第四续流二极管(D4)；第五晶体管(T5)、两端分别连接于所述第五晶体管(T5)的发射极和集电极的第五续...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，金蒙，商怀昊，王庆朋，李文庆，李作庆，肖鹏，陈星年，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21