用燃气轮机作动力的不间断电源装置制造方法及图纸

一种用燃气轮机作动力的不间断电流装置是采用在市电故障时由蓄电池不间断供电而发电机组迅速起动运行以持续供电的组合式发明专利技术。属于机电一体化的电力电子产品。充分利用稀土永磁转子的无励磁发电机及其驱动源（小型燃气轮机）优良特性，配以微型计算机和工业控制界面的实时控制，使整套装置结构简单、控制容易、体积小，重量轻，输出功率大填补了大容量ＵＰＳ设备的空缺，为保证安全、可靠而长时间供电，提供了一项新装备。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种不停电的供电设备，具体地说，涉及一种用燃气轮机作动力的不间断电源装置，属于机电一体化的电力电子产品。由于电能可以用很简便的方法就被转变为其他形式的能量(如热能、光能、机械能和化学能等)，所以在国民经济各部门和日常生活中占有愈来愈重要的位置，并且人们对电源的稳定和可靠的要求也日益严格和苛刻。为避免微机和电子仪器等小容量仪器对交流电源因电压波动、突然仃电、尖峰电压或高频电波的干扰等供电故障影响正常工作运行的不间断供电装置UPS(UNINTERRUPTIBLE POWER SYSTEM)已有大量商品投入市场，但这些产品通常只能在很有限的时间内满载稳压供电，例如几分钟至十几分钟而已，即容量很小。对于一些需要比较长时间地持续供电或需输出较大容量的电功率以驱动常规机电装备的不间断供电设备一直没有见到问世。本专利技术的目的是提供一种大容量低电压(单相为240伏，三相为400伏)持续供电的不间断电源装置，其供电时间可以不受蓄电池容量限制而长时间供电。本专利技术的目的是通过一种用燃气轮机作动力的不间断电源装置来实现的。其组成包括有发电机组、蓄电池和逆变器组成的后备电源机组和切换开关及其控制装置，其特征在于发电机为稀土永磁转子的无励磁发电机，用小型燃气轮机作其驱动的动力源和用标准工业控制界面(RTU)及微型计算机作为实时控制装置。本专利技术的硬件配置如附图说明图1所示，图中1是小型燃气轮机。2是与燃气轮机同轴转动的发电机-稀土永磁转子的无励磁发电机。3是燃气供应装置。4是蓄电池组。5是逆变器，它与前者构成后备电源机组。6是市电网。7是切换开关组。8是对各单机进行控制的就地分布式工业控制界面(RTU)。9是微型计算机，10是通讯电缆。附图表明了在发电机组、后备电源机组的近旁和切换开关组的近旁各有自己的标准工业控制界面RTU1和RTU2，在各个RTU上分别插有控制各单机的输入模块11，这些模块11又通过RTU上的串行通讯接口与微型计算机9相连通，并接受其指令实时控制各单机运转或动作，以及向微机传感反映其工况。例如，RTU2负责实时采集市电供电网6的电压和频率并向微机9传送，由微机处理这些参数。如参数正常，本专利技术处于热备用状态;如市电出现不良征兆(如突然仃电、电压过低或周波超出规范等)，微机9会根据情节严重与否作出是否需要干预的判断。一旦问题需要作出反应时，微机9就通过通讯电缆10发出指令，要RTU2切断供电故障的市电网开关组A和接通本专利技术的供电开关组B，与此同时，要RTU1立即启动后备电源机组供电和在15秒钟内启动小型燃气轮机和发电机。后备电源机组的蓄电池组4应在十几毫秒的时间内供电，经逆变器5输出单相220伏±5%或三相380伏±3%的纯正弦波电压。本专利技术所采用的可靠性极高的小型航空燃气轮机可以在很短时间内(通常不超过15秒钟)启动并进入运行状态带动发电机正常运转。这时后备电源机组自动切断供电，而由发电机组并网供电。所有上述动作都是在微机统一协调指挥下，通过RTU1和RTU2发出的各种指令下完成的。而当市电网恢复正常时，又自动恢复由市电供电原、状态并由市电对蓄电池组充电，达到额定值为止，无人值守，自动投入或撤出。本专利技术采用的稀土永磁转子的无励磁发电机，由于稀土永磁材料的磁能积高，可使得其转子的径向尺寸减小，转动惯量小，直接与高转速的燃气轮机同轴匹配安装而不必安装减速机构，无刷和不需励磁，控制简单。因输出交流电的频率是由整流逆变器5来决定的，与发电机2的转速无关，不受同步转速的限制，使用中可使燃气轮机1和发电机始终保持最佳转速匹配，而当负载变化引起输出电压变化时，只要调整燃气轮机和发电机的转速就能调整输出的交流电电压，实现稳压目标。发电机组输出的中频交流电再经逆变器5高频成符合电网标准规范后，经本专利技术的供电开关组B向负载送电。整个过程不超过15秒钟就可完成，在这15秒钟期间，则由后备电源机组对外供电，这样就保证对外负载处于不间断供电状态。本专利技术的燃气轮机可以选用苏制WDZ-1型航空燃机或PT-6、AH-1等型号的小型航空燃机。建议采用液化石油气、天然气或城市管道输送的焦炉煤气作为燃气轮机的燃料，以保证供应充足、价格低蒹，降低发电成本。而且不需要准备专门的燃料贮存系统。必要时也可使用航空煤油，但经济性差，只适用于特殊场合。如用苏制WDZ-1型燃机作动力源，本专利技术装置的全部重量为100公斤左右，包括控制系统在内全部集装成一个箱体，占用空间约2×1.5×1.5立方米，体积小、重量轻，完全可以作为车载应急电源使用，而其输出功率可达60瓦，如果燃料供应有保证，可以很长时间地不间断地输出全稳压稳频的纯正弦波交流电压供普通机电设备使用。本专利技术是采用蓄电池不间断供电而发电机组持续供电的组合式不间断供电装置。由微型计算机和标准工业控制界面对整个装置进行实时监控，可实现无人管理的自动值守，属于机电一体化的电力电子品，将物流(能流)与信息流有机结合统一。既能保证大容量机电设备的长时间供电安全，可靠运行，又能采用城市管道煤气、天然气或液化石油气作燃料，不必另行专门解决燃料贮存或输送系统配置。选用稀土永磁变速发电机和小型燃气轮机作发电机组，使整套装置结构简单、控制容易，体积小、重量轻，可以做成车载活动应急电源，另外，其输出功率大，可从60瓦到750瓦，形成系列，解决了大容量LPS设备空缺的矛盾，为重要的机关、单位(例如医院、通讯中心、电视差转台等)的供电可靠安全提供了一项物质装备。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机作动力的不间断电源装置，其组成包括有发电机组、后备电源机组和切换开关其控制装置，其特征在于发电机为稀土永磁转子的无励磁发电机，并且小型燃气轮机作其驱动的动力源和用标准工业控制界面（ＲＴＵ）及微型计算机作为实时控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃气轮机作动力的不间断电源装置，其组成包括有发电机组、后备电源机组和切换开关及其控制装置，其特征在于发电机为稀土永磁转子的无励磁发电机，并用小型燃气轮机作其驱动的动力源和用标准工业控制界面(RTU)及微型计算机作为实时控制装置。2.如权利要求1所述的用燃气轮机作动力的不间断电源装置，其特征在于在发电机和其动力源...

【专利技术属性】
技术研发人员：石行，尤装，
申请(专利权)人：北京市西城新开通用试验厂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]