一种蓄电池电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种蓄电池电源，在负载启动产生超大启动电流时，通过将升压逆变电路的输出电压和输出频率均设置为满足负载启动最低要求的电压和频率的方式，使负载电流缓慢、小幅上升，直至达到负载平稳运行时的额定电压和额定频率，限制启动时的负载电流的增幅使之不会超过安全范围，保护电路中的功率器件。由于起跳电压刚刚可以满足负载的启动需要，而且起跳电压相比于负载运行时的稳态电压低得多，在负载阻值一定的情况下可以降低启动时的负载电流；且由起跳电压计算的起跳频率也较低，负载的电机定子和转子之间的相对运动由急速上升变为缓慢上升，电机的输出功率降低，可知负载电流随即减小，这样从两个方面达到限制超大启动电流的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种清洁能源供电系统，具体涉及一种蓄电池电源。
技术介绍
当前偏远山区或牧区的无电户使用控制逆变一体机发电来满足用电需要，如风力控制逆变一体机或光伏控制逆变一体机等。将控制逆变一体机发出的电能储存在蓄电池中，蓄电池输出的直流电经过逆变器转换成交流电后，向电器供电。目前的冰箱和空调的压缩机、微波炉的电机等负载由静止状态启动时，要克服静摩擦力和冰箱的压缩机驱动线圈的冲击。在负载启动的一瞬间，由于电机定子和转子之间相对运动的速度几乎为0，即没有切割磁场的运动，就不会在电路中产生反电动势；当蓄电池的输出电压不变时，忽略线圈自感的作用，几乎所有的输出电压都加在了电路的电阻上，因此启动电流很大，为正常运行电流的7 8倍。如图1所不,若蓄电池仍对负载按照稳态电压I和稳态频率2输出，负载电流3将会形成额定负载电流7 8倍的超大启动电流导致与蓄电池连接的逆变器启动过流保护，引起蓄电池的输出电压瞬时跌落，又导致逆变器启动低压保护，频繁启动的过流保护和低压保护最终导致整个供电系统的可用性降低。现有技术中对超大启动电流的限制方法主要包括1、热敏电阻法，如专利技术专利申请-瞬态电流缓冲抑制器(公开号CN101335451)就是通过在电路中串联热敏电阻，在负载由静止到启动的瞬间如果有较大的超大启动电流产生，热敏电阻能将超大启动电流限制在额定范围之内；但是热敏电阻法的缺点在于，启动时热敏电阻需要一定时间才能到达工作状态电阻值，关闭时热敏电阻还需要一定冷却时间将阻值升高到常温态以备下一次启动，这样如果电机关闭后马上开启，热敏电阻还没有变冷这对超大启动电流就失去了限制作用。2、工频变压器法，在控制逆变一体机与用电器之间串联一个工频电压器，当电路中的压缩机、电机启动产生超大启动电流时，工频变压器使输出电压下降，但输出频率保持不变。虽然相对于稳态电压的情况下的超大启动电流有所减小，但是并未改变电机性负载的速度，因而超大启动电流仍然比较大。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出了一种能有效抑制负载由静止到启动的瞬间产生的超大启动电流，保护电源以及功率器件，避免频繁启动的过流保护和低压保护的蓄电池电源。本技术的技术方案如下一种蓄电池电源，其特征在于它包括变频启动装置、蓄电池和升压逆变电路，其中所述蓄电池和升压逆变电路依次连接；所述变频启动装置包括信号处理器、信号采集模块和驱动电路，其中所述信号采集模块的输入端连接所述升压逆变电路输入端和输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号处理器；所述信号处理器的信号输出端连接所述驱动电路；所述驱动电路的驱动信号输出端连接所述升压逆变电路中的功率器件；所述升压逆变电路包括依次连接的升压全桥、高频变压桥、整流桥和逆变桥；所述驱动电路的输出连接所述升压全桥和逆变桥中的功率器件。所述信号处理器为数字信号处理器或专用集成电路。所述逆变桥的输出端连接一滤波电路，所述信号采集模块采集所述滤波电路输出端的电压和电流信号。所述功率器件包括CMOS管和/或IGBT管。本技术的技术效果如下本技术的蓄电池电源在负载启动产生超大启动电流时，通过将升压逆变电路的输出电压和输出频率均设置为满足负载启动最低要求的电压和频率的方式，使负载电流缓慢、小幅上升，直至达到负载平稳运行时的额定电压和额定频率，限制启动时的负载电流的增幅使之不会超过安全范围，保护电路中的功率器件。由于起跳电压刚刚可以满足负载的启动需要，而且起跳电压相比于负载运行时的稳态电压低得多，在负载阻值一定的情况下可以降低启动时的负载电流；且由起跳电压计算的起跳频率也较低，负载的电机定子和转子之间的相对运动由急速上升变为缓慢上升，电机的输出功率降低，可知负载电流随即减小，这样从两个方面达到限制超大启动电流的目的。由于对输出电压和输出频率的调整是通过具有数字处理功能的信号处理器通过调整用于驱动功率器件的占空比来是实现的，因而具有响应迅速、限制效果好、保护功率器件的特点。本技术的变频启动装置由于采用上述方法设置，相比于现有的热敏电阻法，具有可对启动时间间隔短、反复启动的负载产生的超大启动电流进行有效限制的优点。相比于现有的工频变压器法，由于缺省了体积巨大的变压器设备，使整个调节器的体积明显压缩，且响应速度更加迅速。附图说明图1是负载由静止到启动时的输出电压、输出频率和负载电流的状态示意图图2是本技术的装置结构示意图图3是经过本技术的装置调整后的产生冲击性电流时的输出电压、输出频率和负载电流的状态示意图图4是冰箱正常工作时的输出电压和负载电流波形图5是冰箱启动时不改变给定电压Uref和给定频率fMf，输出电压和负载电流波形图6是冰箱启动时改变给定电压Uref和给定频率fMf，输出电压和负载电流波形具体实施方式以下结合附图对本技术进行说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术的变频启动装置4包括信号处理器5、信号采集模块6和驱动电路7，信号处理器5的输入连接信号采集模块6的输出，输出分别连接一驱动电路7的输入和另一驱动电路7的输入；其中信号处理器5可以是数字信号处理(DSP)或专用集成电路(ASIC)等。蓄电池电源包括变频启动装置4、蓄电池8、升压逆变电路、负载端口 10，蓄电池8、升压逆变电路、负载端口 10依次连接；升压逆变电路中包括依次连接的升压全桥91、高频变压桥92、整流桥93、逆变桥94和滤波电路95。一驱动电路7的输出驱动升压全桥91中的功率器件，另一驱动电路7的输出驱动逆变桥94中的功率器件，功率器件包括CMOS管、IGBT管等。信号采集模块6分别采集蓄电池8输出端的电压和电流信号、整流桥93和逆变桥94之间的母线电压和电流信号、滤波电路95输出端的电压和电流信号。信号采集模块6将采集到的电压和电流信号输入信号处理器5进行判断，一方面判断负载的静止状态和启动状态，通过缓慢增加输出电压和输出频率的方式限制负载启动时产生的超大启动电流；另一方面判断蓄电池8的输出电压是否达到蓄电池8的额定输出电压、整流桥93与逆变桥94之间的直流母线电流是否达到额定直流电流、滤波电路95输出的输出电压是否达到整个蓄电池电源的额定输出电压，通过反馈控制的方式保证蓄电池电源的正常运行。当信号采集模块6在滤波电路95处采集的输出电压Uout低于负载运行的最小电压Umin，或负载由静止状态启动时。信号处理器5设定相应的给定电压UMf，再根据当前给定电压Uref计算当前给定频率fMf，fMf=kUrrf+b，其中k、b为常数。信号处理器5调节指令信号中的占空比使之与当前给定电压Uref对应，驱动电路7根据占空比驱动升压全桥91和逆变桥94的功率器件，实现对升压逆变电路的输出电压Uout和输出频率fwt的调整，f0Ut=k*U0Ut+b,其中k、b为常数。使输出电压Uout和输出频率f；ut随着给定电压Uref和给定频率fMf变化而变化，最终达到输出电压Uout=给定电压Uref,输出频率fwt=给定频率fMf。由上可知，当负载刚刚由静止状态启动，电机定子和转子之间相对运动的速度几本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池电源，其特征在于：它包括变频启动装置、蓄电池和升压逆变电路，其中所述蓄电池和升压逆变电路依次连接；所述变频启动装置包括信号处理器、信号采集模块和驱动电路，其中所述信号采集模块的输入端连接所述升压逆变电路输入端和输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号处理器；所述信号处理器的信号输出端连接所述驱动电路；所述驱动电路的驱动信号输出端连接所述升压逆变电路中的功率器件；所述升压逆变电路包括依次连接的升压全桥、高频变压桥、整流桥和逆变桥；所述驱动电路的输出连接所述升压全桥和逆变桥中的功率器件。

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池电源，其特征在于它包括变频启动装置、蓄电池和升压逆变电路，其中所述蓄电池和升压逆变电路依次连接；所述变频启动装置包括信号处理器、信号采集模块和驱动电路，其中所述信号采集模块的输入端连接所述升压逆变电路输入端和输出端，所述信号采集模块的输出端连接所述信号处理器；所述信号处理器的信号输出端连接所述驱动电路；所述驱动电路的驱动信号输出端连接所述升压逆变电路中的功率器件；所述升压逆变电路包括依次连接的升压全...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，王宝珠，常东来，宋风才，
申请(专利权)人：中科恒源科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：