專利名稱：一種直流電源成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電工產(chǎn)品中的直流電源成套裝置。
為了避免市電停電造成的危害，很多場(chǎng)合例如變(配)電所必須備用直流電源成套裝置作為應(yīng)急電源。
直流電源成套裝置的原理方框圖如附圖
一。一般由電池組、充電裝置、電池組電壓與控制母線電壓間的隔離裝置(以下簡(jiǎn)稱隔離裝置)等主要部分構(gòu)成。其工作原理是當(dāng)市電正常時(shí)，由市電供電，電池組被隔離裝置“隔離”。一旦市電停電，電池組即向負(fù)荷放電，作為事故應(yīng)急電源。
因此，對(duì)直流電源成套裝置的可靠性要求很高。已有技術(shù)中的充電裝置和隔離裝置的可靠性和性能指標(biāo)都較差，而且控制母線沒有采用穩(wěn)壓裝置。本實(shí)用新型針對(duì)上述缺點(diǎn)作了改進(jìn)，與已有技術(shù)相比較，不但簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)方便，而且使用性能好。
現(xiàn)對(duì)上述改進(jìn)，分別敘述如下(一)電池組的充電方式一般采用穩(wěn)流強(qiáng)充，穩(wěn)壓浮充。
已有技術(shù)中的充電裝置系采用磁性調(diào)壓器裝置作穩(wěn)流強(qiáng)充；而用鐵磁諧振穩(wěn)壓器裝置作穩(wěn)壓浮充。也有采用可控硅整流裝置作穩(wěn)流強(qiáng)充和穩(wěn)壓浮充。這兩者的共同缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜，可靠性差。
本實(shí)用新型采用具有恒流特性的飽和電抗器為調(diào)壓元件串聯(lián)在電源輸出電路中，調(diào)節(jié)飽和電抗器的端電壓來(lái)保證穩(wěn)流強(qiáng)充和穩(wěn)壓浮充。當(dāng)穩(wěn)流強(qiáng)充時(shí)采用電流負(fù)反饋；當(dāng)穩(wěn)壓浮充時(shí)采用電壓負(fù)反饋，其電氣原理圖見附圖二(a)，其中1B為電源變壓器，1L為飽和電抗器，1J為轉(zhuǎn)換開關(guān)。穩(wěn)流強(qiáng)充時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)1、2閉合，電阻1R上的電流負(fù)反饋電壓和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流，使電池組在穩(wěn)定的強(qiáng)電流下進(jìn)行強(qiáng)充。當(dāng)強(qiáng)充終了，將轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)轉(zhuǎn)為1、3閉合，斷開電流負(fù)反饋，由電阻2R上的電壓負(fù)反饋電壓和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流，使電池組作穩(wěn)壓浮充。其中的給定穩(wěn)壓源采用集成電路；前置放大器可以采用晶體管放大器也可以采用磁放大器等放大器。
它與已有技術(shù)中的充電裝置相比較，有下列優(yōu)點(diǎn)(1)簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)方便；(2)性能好，在外電網(wǎng)(市電)電壓波動(dòng)±10％時(shí)，穩(wěn)流精度在±3％之內(nèi)；穩(wěn)壓精度在±1％之內(nèi)。
(二)電池組是一個(gè)獨(dú)立電源，由市電整流后供電的是另一個(gè)獨(dú)立電源，兩個(gè)電源都連接在控制母線上。為了保證在市電失壓時(shí)，電池組能可靠地投入運(yùn)行，兩個(gè)電源之間加入隔離裝置。
已有技術(shù)中的隔離裝置采用二極管串聯(lián)降壓器；也有采用繼電器的觸點(diǎn)作為隔離裝置的。前者的缺點(diǎn)是電池組端電壓變化時(shí)，母線電壓不能自動(dòng)調(diào)整，而且成本高；后者可靠性差。
本實(shí)用新型采用可控硅元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)，其電氣原理圖見附圖三(a)。當(dāng)市電正常時(shí)，母線由市電供電，此時(shí)繼電器2J吸合，觸點(diǎn)4與5閉合，由于電池組端壓和母線電壓之差小于穩(wěn)壓管DW的穩(wěn)壓值(一般取20伏左右)，可控硅kP不觸發(fā)導(dǎo)通，電池組被“隔離”；當(dāng)市電失壓，兩者電壓差大于DW的穩(wěn)壓值，可控硅導(dǎo)通，電池組向母線放電；同時(shí)，繼電器2J釋放，觸點(diǎn)4、6接通，電容器1C充電。當(dāng)市電恢復(fù)正常時(shí)，繼電器2J恢復(fù)吸合，觸點(diǎn)4、5接通，電容器1C的端電壓迫使可控硅關(guān)斷，使電池組恢復(fù)被“隔離”狀態(tài)。之后，操作工人對(duì)已放電的電池組再進(jìn)行穩(wěn)流強(qiáng)充，準(zhǔn)備下一次事故時(shí)再度供電。
它與已有技術(shù)中的隔離裝置相比較，有以下優(yōu)點(diǎn)(1)簡(jiǎn)單可靠；(2)電池組投入速度快(約0.2ms)。
(三)隨著技術(shù)進(jìn)步，很多場(chǎng)合例如變(配)電所要求采用微機(jī)控制和采用晶體管保護(hù)裝置，要求控制母線穩(wěn)壓。但已有技術(shù)中未見采用穩(wěn)壓裝置。
本實(shí)用新型采用穩(wěn)壓裝置的電氣原理圖見附圖四。其中3B為電源變壓器，3L為我所和麗水師范?？茖W(xué)校共同研制、共同申請(qǐng)發(fā)明專利的七柱式單鐵芯三相飽和電抗器(請(qǐng)?jiān)斠娭袊?guó)專利公開號(hào)85103560)。用飽和電抗器為調(diào)壓元件串聯(lián)在電源輸出電路中，調(diào)節(jié)飽和電抗器的端電壓來(lái)保證輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)荷波動(dòng)時(shí)能穩(wěn)壓。飽和電抗器采用電流正反饋和電壓負(fù)反饋控制。由4R上取出的電流正反饋電壓加上5R上取出的電壓負(fù)反饋電壓(也可以采用兩個(gè)反饋繞組的磁聯(lián)系結(jié)構(gòu))，再和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器來(lái)調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流，使控制母線穩(wěn)壓。其給定穩(wěn)壓電源和前置放大器的結(jié)構(gòu)類型與附圖二(a)中所述的相同。
這種穩(wěn)壓裝置不但簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)方便，而且性能好，在外電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％，負(fù)載從5～100％額定負(fù)載內(nèi)波動(dòng)時(shí)，穩(wěn)壓精度在±2.5％之內(nèi)。
由于控制母線采用穩(wěn)壓裝置，因此系統(tǒng)可作下列簡(jiǎn)化(1)充電裝置中可略去穩(wěn)壓浮充環(huán)節(jié)，其電氣原理圖簡(jiǎn)化為附圖二(b)；(2)隔離裝置中可略去可控硅關(guān)斷回路，其電氣原理圖簡(jiǎn)化為附圖三(b)。
綜合上述，本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比較，具有簡(jiǎn)單可靠、維護(hù)方便和性能指標(biāo)好等優(yōu)點(diǎn)，適宜用作變(配)電所中的直流操作電源和應(yīng)急電源，和用作電臺(tái)、機(jī)場(chǎng)、賓館、冶金工廠等企事業(yè)單位作事故狀態(tài)下的應(yīng)急電源。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型屬電工產(chǎn)品中的直流電源成套裝置，其特征是其中的充電裝置主回路包括作為電源的變壓器1B，作為調(diào)節(jié)輸出電壓的飽和電抗器1L和整流元件等組成；其控制回路包括給定穩(wěn)壓電源裝置、前置放大器、電流負(fù)反饋電壓裝置、電壓負(fù)反饋電壓裝置以及作為選擇穩(wěn)流強(qiáng)充或穩(wěn)壓浮充的轉(zhuǎn)換開關(guān)1J等組成；選擇穩(wěn)流強(qiáng)充時(shí)，電流負(fù)反饋電壓和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器來(lái)調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流；選擇穩(wěn)壓浮充時(shí)，電壓負(fù)反饋電壓和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器來(lái)調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流。
2.按照權(quán)利要求1所述的直流電源成套裝置，其特征是其中的電池電壓和母線電壓間的隔離裝置包括作為執(zhí)行元件的可控硅kP，作為觸發(fā)元件的穩(wěn)壓管DW，作為關(guān)斷元件的電容器1C，作為反映市電是否正常的繼電器2J等組成；當(dāng)市電失壓，電池電壓與母線電壓之差超過(guò)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，可控硅導(dǎo)通，電池組對(duì)母線放電；當(dāng)市電恢復(fù)正常，電容器端電壓迫使可控硅關(guān)斷，電池組恢復(fù)被“隔離”。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的直流電源成套裝置，當(dāng)要求控制母線穩(wěn)壓時(shí)，其特征是主回路串入作為調(diào)節(jié)輸出電壓的單鐵芯三相飽和電抗器3L；其控制回路包括給定穩(wěn)壓電源裝置、前置放大器、電壓負(fù)反饋電壓裝置、電流正反饋電壓裝置等組成；當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，電流正反饋電壓加上電壓負(fù)反饋電壓，再和給定電壓比較后經(jīng)前置放大器來(lái)調(diào)節(jié)飽和電抗器的直流控制電流。
專利摘要本實(shí)用新型中的充電器由具有恒流特性的飽和電抗器為主要元件組成；電池電壓和母線電壓間的隔離裝置由可控硅組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)為主要元件組成；在要求控制母線穩(wěn)壓時(shí)，采取由單鐵芯三相飽和電抗器為主要元件的穩(wěn)壓器。本實(shí)用新型具有性能好，簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于變(配)電所中的直流操作與應(yīng)急電源，也可作各企事業(yè)單位中的應(yīng)急事故電源。
文檔編號(hào)H02J7/12GK2033958SQ8721594
公開日1989年3月8日 申請(qǐng)日期1987年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月28日
發(fā)明者陳立榮, 王炳林 申請(qǐng)人:青田縣電器技術(shù)研究所