專利名稱：電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工領(lǐng)域的電力轉(zhuǎn)換技術(shù)，是一種把國內(nèi)電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成國際上其它不同制式電源，且在負(fù)載變化時(shí)保持電壓穩(wěn)定的裝置。
背景技術(shù)：
在大型港口或碼頭，熙熙攘攘的船只在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來了巨大的污染。船只?？看a頭一般可采用岸電供電，但由于國內(nèi)外電網(wǎng)制式不同，例如日本電源為 100V，歐洲電源有127V、230V等，因此存在著匹配問題，目前各國的船只仍用柴油作為主要能源，靠自帶發(fā)電機(jī)發(fā)電，因此柴油排放物對港口的污染尤為嚴(yán)重。隨著對環(huán)境保護(hù)越來越重視，使用清潔能源為船只提供動(dòng)力成為了唯一的解決途徑。因各種清潔能源最終都轉(zhuǎn)化成電能輸出，而由于各國交流電工頻不盡相同，來往于港口的各國船只也可能使用不同頻率、不同電壓的交流電，要為這些船只供電，就需要一種將國內(nèi)工頻交流電轉(zhuǎn)換為其他頻率和電壓的裝置。目前國內(nèi)外普遍采用的方法是將標(biāo)準(zhǔn)工頻交流電整流成直流電，再將直流電逆變成目標(biāo)頻率、電壓的交流電。這種方法有兩個(gè)缺點(diǎn)一是整流過程會(huì)產(chǎn)生高次諧波，容易引起用電設(shè)備的干擾問題，并且變頻器對輸入的直流電的穩(wěn)定性要求較高，諧波問題容易導(dǎo)致變頻器工作狀況不佳；二是變頻器在高電壓、大電流情況下內(nèi)部器件工作狀況難以確定， 大量散熱容易燒毀器件，并且轉(zhuǎn)換效率也難以提高。此外，大型船只上的用電設(shè)備負(fù)載較大，極容易使發(fā)電機(jī)輸出電壓產(chǎn)生波動(dòng)，電壓不穩(wěn)將導(dǎo)致安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，以解決已有的采用變頻器來進(jìn)行電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換的方法存在的電網(wǎng)污染、成本高、轉(zhuǎn)換效率低等問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是包括變壓器、電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、手動(dòng)控制電路、主控制器、多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路及模塊、 相加器、顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。其中變壓器把三相發(fā)電機(jī)輸出電壓等比變換成兩路低壓輸出，第一路輸出經(jīng)電壓幅度檢測電路后到主控制器，第二路輸出經(jīng)電壓頻率檢測電路后到主控制器；負(fù)載回路經(jīng)過負(fù)載電流檢測電路與主控制器連接；手動(dòng)控制電路與主控制器連接；主控制器輸出三路PWM波給IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，IGBT模塊輸出勵(lì)磁電流經(jīng)過相加器后共同激勵(lì)發(fā)電機(jī)；顯示系統(tǒng)直接與主控制器連接顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述的變壓器，把三相發(fā)電機(jī)接負(fù)載回路輸出的數(shù)百伏電壓等比降低到幾十伏， 這樣不僅可以使檢測精度提高，而且安全性更高。。所述變壓器的第一路輸出經(jīng)過幅度檢測電路輸入到主控制器的電路中，通過A/D 變換后由主控制器判斷得出電壓的幅度，并由主控制器編程輸出具有自動(dòng)負(fù)反饋?zhàn)饔玫牡谝宦稰WM波到第一個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊；通過負(fù)載電流檢測電路的輸出經(jīng)A/D變換后由主控制器判斷得出負(fù)載回路電流大小，并由主控制器編程輸出具有自動(dòng)正反饋?zhàn)饔玫牡诙稰WM波到第二個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊，若負(fù)載變化使回路電流增大，則反饋輸出的PWM波占空比增大，使勵(lì)磁電流增大。兩路自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出并聯(lián)作用，從而使發(fā)電機(jī)輸出的電壓基本保持不變。所述變壓器的第二路輸出經(jīng)過電壓頻率檢測電路輸入到主控制器后，通過A/D變換再由主控制器判斷得出所測電壓的頻率。所述手動(dòng)控制電路使主控制器輸出相應(yīng)占空比的第三路PWM波到第三個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊，其強(qiáng)制調(diào)節(jié)輸出可以控制三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流大小來改變發(fā)電機(jī)電壓。上述三個(gè)IGBT模塊輸出通過相加器并聯(lián)，共同控制三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流。所述顯示系統(tǒng)由主控制器控制實(shí)時(shí)顯示三相發(fā)電機(jī)的輸出電壓幅度與頻率、變壓器的輸出電壓幅度與頻率、負(fù)載回路電流大小及主控制器輸出的PWM波的頻率和占空比。所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和主控制器的通信信道是有線信道或無線信道，并且通過網(wǎng)頁、應(yīng)用程序或移動(dòng)終端對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置采用IGBT模塊控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中電流大小，屬于強(qiáng)電控制部分，而電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、主控制器、手動(dòng)控制電路、顯示系統(tǒng)是弱電部分，裝置中對強(qiáng)弱電進(jìn)行隔離是采用光電耦合器、電流互感器實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明提供的上述電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其由24V蓄電池電源變換出四組獨(dú)立的低壓電源。電源獨(dú)立，減少了各電路相互之間的干擾，增加了系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)
1.可實(shí)現(xiàn)國內(nèi)工頻交流電向各國常用頻率交流電的轉(zhuǎn)換，輸出功率可達(dá) 300KW-500KW。2.具有穩(wěn)壓效果良好的輸出，當(dāng)輸出所接負(fù)載變化時(shí)，可以保證輸出電壓恒定在一定的電平范圍。3.具有極高的轉(zhuǎn)換效率，將能量浪費(fèi)控制在最小范圍。4.采用變壓器耦合和光電耦合的方法，可將發(fā)電機(jī)輸出電壓進(jìn)行隔離檢測和控制，使精度更高、安全性更好。5.可實(shí)時(shí)對系統(tǒng)工作情況以及各輸出量進(jìn)行采樣測量，并以各種形式的顯示方式展示在用戶控制面板上。6.可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，其形式可以是網(wǎng)頁、應(yīng)用程序、移動(dòng)終端?？傊?，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，具有實(shí)用性強(qiáng)，具有轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、安全性好、利于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的電壓幅度自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的電流反饋?zhàn)詣?dòng)控制結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明的電壓幅度手動(dòng)控制結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明的電壓頻率檢測結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明的低壓電源結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其用于把國內(nèi)電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成國際上其它不同制式電源，且在負(fù)載變化時(shí)保持電壓穩(wěn)定。由電網(wǎng)電源給電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)與三相交流發(fā)電機(jī)通過聯(lián)軸器連接實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換，負(fù)載變化時(shí)通過本裝置控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流大小，以此對負(fù)載所引起的發(fā)電機(jī)輸出電壓變化進(jìn)行補(bǔ)償。所述電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置包括變壓器、電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、手動(dòng)控制電路、主控制器、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及其模塊、相加器電路、顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明轉(zhuǎn)換效率高，輸出電源的電壓穩(wěn)定，并可遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全性高、實(shí)用性強(qiáng)，易于在港口超大功率電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換電站中推廣應(yīng)用。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。本發(fā)明提供的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其主控制器對三相發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率和幅度、負(fù)載回路電流進(jìn)行檢測，根據(jù)電壓幅度大小一方面由主控制器編程輸出具有負(fù)反饋?zhàn)饔玫牡谝宦稰WM波驅(qū)動(dòng)第一個(gè)IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)模塊，控制IGBT模塊1對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流進(jìn)行自動(dòng)負(fù)反饋調(diào)整，另一方面根據(jù)負(fù)載回路電流大小由主控制器編程輸出具有正反饋?zhàn)饔玫牡诙稰WM波驅(qū)動(dòng)第二個(gè)IGBT模塊，控制IGBT模塊2 對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流進(jìn)行自動(dòng)正反饋調(diào)整，同時(shí)可由手動(dòng)控制電路控制主控制器輸出相應(yīng)占空比的第三路PWM波驅(qū)動(dòng)第三個(gè)IGBT模塊，三個(gè)IGBT模塊的輸出通過相加器電路共同控制三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中電流使負(fù)載發(fā)生變化時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓也能保持穩(wěn)定。本發(fā)明提供的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括變壓器、電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、手動(dòng)控制電路、主控制器、相加器電路、 顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，以及IGBT1、IGBT 2和IGBT 3模塊及其驅(qū)動(dòng)電路。其中變壓器把發(fā)電機(jī)輸出電壓等比變換成兩路低壓輸出，第一路輸出經(jīng)電壓幅度檢測電路后到主控制器，第二路輸出經(jīng)電壓頻率檢測電路后到主控制器；負(fù)載回路經(jīng)過負(fù)載電流檢測電路與主控制器電路連接；手動(dòng)控制電路與主控制器電路連接；主控制器電路輸出三路PWM波給 IGBT驅(qū)動(dòng)電路1、IGBT驅(qū)動(dòng)電路2和IGBT驅(qū)動(dòng)電路3分別去驅(qū)動(dòng)三個(gè)IGBT模塊；三個(gè)IGBT 模塊的輸出經(jīng)過相加器電路后控制勵(lì)磁電流共同激勵(lì)發(fā)電機(jī)；顯示系統(tǒng)直接與主控制器連接顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述主控制器可選用ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)ATMEGA128，當(dāng)電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路和手動(dòng)控制電路的模擬輸出到主控制器后，經(jīng)過主控制器自帶的A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字控制信號(hào)，控制主控制器編程輸出相應(yīng)占空比的PWM 波形。所述IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路由IGBT驅(qū)動(dòng)電路和三個(gè)IGBT模塊組成，其中IGBT模塊選用英飛凌公司的BSM400GA120DN2，其驅(qū)動(dòng)電路選用三菱公司的IGBT專用驅(qū)動(dòng)芯片 M57962和光電耦合器4N25組成。
所述顯示系統(tǒng)選用液晶模塊12864。所述電壓幅度檢測電路，其自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括變壓器、全波整流器、 幅度調(diào)節(jié)電路1、光電耦合器、緩沖電路、幅度調(diào)節(jié)電路2、主控制器、IGBTl驅(qū)動(dòng)電路、IGBT 模塊1、顯示系統(tǒng)，其中變壓器的第一路交流輸出首先經(jīng)過全波整流器把正弦波變?yōu)榉讲?，再?jīng)過光電耦合器進(jìn)行光電隔離放大，然后經(jīng)過緩沖電路后輸入到主控制器的A/D端口，A/D轉(zhuǎn)換后由主控制器對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理。其中全波整流器可采用DF06，光電耦合器可采用4N25，緩沖電路可采用三極管9013構(gòu)成的射極跟隨電路。由于光電耦合器對輸入電壓進(jìn)行耦合隔離時(shí)還有放大作用，因此需要對電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，在光電耦合器前和緩沖電路后分別加入幅度調(diào)節(jié)1和2，可采用電位器對輸入電壓和輸出電壓分別進(jìn)行調(diào)整，使主控制器采集到的數(shù)據(jù)更精確。主控制器在采集到電壓幅度檢測電路的數(shù)據(jù)后，編程輸出第一路具有負(fù)反饋功能的PWM波，即若所測電壓幅度減小(負(fù)載變大)，則PWM波的占空比增大，反之若所測電壓幅度增大(負(fù)載變小)，PWM波的占空比減小。PWM波輸入到IGBT專用驅(qū)動(dòng)電路中去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊1。變壓器的輸入電壓(即三相發(fā)電機(jī)接負(fù)載的輸出電壓)的幅度、變壓器的輸出電壓的幅度及微控制器輸出的第一路PWM波的頻率和占空比可由顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出來。變壓器的第一路輸出經(jīng)過幅度檢測電路輸入到主控制器電路，通過A/D變換后由主控制器判斷得出發(fā)電機(jī)輸出電壓的幅度，并由主控制器編程輸出有自動(dòng)負(fù)反饋?zhàn)饔玫?PWM波1到IGBTl驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊1，即負(fù)載變化時(shí)使發(fā)電機(jī)端電壓下降得越多， 則負(fù)反饋后PWM波的占空比越大，使勵(lì)磁線圈中勵(lì)磁電流越大，故使發(fā)電機(jī)的端電壓升高而對負(fù)載引起的電壓波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償；通過負(fù)載電流檢測電路的輸出經(jīng)A/D變換后由主控制器判斷得出負(fù)載回路電流大小，并由主控制器編程輸出具有自動(dòng)正反饋?zhàn)饔玫腜WM波2到 IGBT2驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊2，若負(fù)載變化使回路電流增大，則反饋輸出的PWM波占空比增大，使勵(lì)磁電流增大。兩路自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出并聯(lián)作用使得發(fā)電機(jī)輸出電壓基本保持穩(wěn)定， 而且負(fù)載回路中電流波動(dòng)比電壓波動(dòng)更大，電流正反饋?zhàn)饔酶鼮槊黠@。顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出發(fā)電機(jī)輸出電壓幅度、變壓器輸出電壓幅度、負(fù)載回路電流大小和兩路PWM波的頻率和占空比。變壓器的第二路輸出經(jīng)過頻率檢測電路輸入到主控制器，通過A/D變換后由主控制器判斷得出發(fā)電機(jī)輸出電壓的頻率，并由顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出來。所述電流反饋?zhàn)詣?dòng)控制電路如圖3所示，包括負(fù)載電流檢測電路、主控制器、 IGBT2驅(qū)動(dòng)電路、IGBT模塊2、顯示系統(tǒng)。所述負(fù)載電流檢測電路可選用LMKI—0. 5型電流互感器，其檢測值輸出到主控制器的A/D端口，A/D轉(zhuǎn)換后由主控制器對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，并由顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出電流值。主控制器根據(jù)電流大小編程輸出第二路具有正反饋功能的PWM波去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊2。所述電壓幅度檢測電路，其手動(dòng)控制如圖4所示，包括手動(dòng)控制電路、主控制器、 IGBT3驅(qū)動(dòng)電路、IGBT模塊3、顯示系統(tǒng)。手動(dòng)控制電路由電位器組成，該電位器的一端接 5V電源，一端接地，中端調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器可改變輸入到主控制器的A/D端口的電壓，A/D 轉(zhuǎn)換后由主控制器對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，編程輸出第三路相應(yīng)占空比的PWM波到IGBT 專用驅(qū)動(dòng)電路中去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊3。手動(dòng)控制電路輸出電壓、PWM波的頻率和占空比可由顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出來。
所述電壓頻率檢測電路的結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括變壓器、光電耦合電路、波形整形電路、主控制器、顯示系統(tǒng)。由于三相發(fā)電機(jī)的輸出電壓頻率由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，因此本裝置只對頻率進(jìn)行檢測顯示。頻率檢測相當(dāng)于檢測時(shí)間，因此只需檢測半波即可，變壓器的第二路交流輸出經(jīng)過光電耦合器4N25后變?yōu)榘氩?，再?jīng)過波形整形電路變?yōu)榉讲ㄝ斎氲街骺刂破鞯腁/D端ロ，A/D轉(zhuǎn)換后由主控制器對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，并由顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示出頻率值。所述顯示系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)裝置的運(yùn)行狀況進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)察和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的形式是多樣的，可以是網(wǎng)頁、應(yīng)用程序、移動(dòng)終端等，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和主控制器電路的通信信道可以是有線信道也可以是無線信道，可靈活地對本裝置的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。所述低壓電源如圖6所示，24V蓄電池電源經(jīng)過DC/DC變換得到四組低壓電源，第一組電源提供+15V和-5V電源給IGBT模塊1及其驅(qū)動(dòng)電路，第二組電源提供+15V和-5V 電源給IGBT模塊2及其驅(qū)動(dòng)電路，第三組電源提供+15V和-5V電源給IGBT模塊2及其驅(qū)動(dòng)電路，第四組電源提供+5V電源給裝置中其余電路，電源獨(dú)立，減少各電路相互之間的干擾。其中DC/DC1和DC/DC2、DC/DC3可選用電源模塊YND5-MD15，DC/DC4可選用電源模塊 YND5-MS05，三端穩(wěn)壓器1和2可選用7905。本裝置通過變壓器把三相發(fā)電機(jī)接負(fù)載回路輸出的數(shù)百伏電壓等比降低到十伏左右，可采用輸入為400V，輸出為12V、12V，功率為2VA的變壓器，變壓器的兩路輸出分別接電壓幅度檢測電路和電壓頻率檢測電路，這樣不僅可以使檢測精度提高，而且安全性更好。所述轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置對強(qiáng)、弱電部分使用光電耦合器和電流互感器隔離，并且各個(gè)模塊電路采取獨(dú)立電源供電，既增強(qiáng)了系統(tǒng)電路的安全性，又減少了相互之間的干擾。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制， 凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是包括變壓器、電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、手動(dòng)控制電路、主控制器、多個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路及模塊、相加器、 顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其中變壓器把三相發(fā)電機(jī)輸出電壓等比變換成兩路低壓輸出， 第一路輸出經(jīng)電壓幅度檢測電路后到主控制器，第二路輸出經(jīng)電壓頻率檢測電路后到主控制器；負(fù)載回路經(jīng)過負(fù)載電流檢測電路與主控制器連接；手動(dòng)控制電路與主控制器連接； 主控制器輸出三路PWM波給IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)IGBT模塊，IGBT模塊輸出勵(lì)磁電流經(jīng)過相加器后共同激勵(lì)發(fā)電機(jī)；顯示系統(tǒng)直接與主控制器連接顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征在于變壓器把三相發(fā)電機(jī)接負(fù)載回路輸出的數(shù)百伏電壓等比降低到幾十伏，這樣不僅可以使檢測精度提高，而且安全性更高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述變壓器的第一路輸出經(jīng)過幅度檢測電路輸入到主控制器的電路中，通過A/D變換后由主控制器判斷得出電壓的幅度，并由主控制器編程輸出具有自動(dòng)負(fù)反饋?zhàn)饔玫牡谝宦稰WM波到第一個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊；通過負(fù)載電流檢測電路的輸出經(jīng)A/D變換后由主控制器判斷得出負(fù)載回路電流大小，并由主控制器編程輸出具有自動(dòng)正反饋?zhàn)饔玫牡诙稰WM波到第二個(gè) IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊，兩個(gè)IGBT模塊的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中勵(lì)磁電流受控，從而使該發(fā)電機(jī)輸出的電壓基本保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述變壓器的第二路輸出經(jīng)過電壓頻率檢測電路輸入到主控制器后，通過A/D變換再由主控制器判斷得出所測電壓的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述手動(dòng)控制電路使主控制器輸出相應(yīng)占空比的第三路PWM波到第三個(gè)IGBT驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)該IGBT的模塊，其強(qiáng)制調(diào)節(jié)輸出控制三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流大小來改變發(fā)電機(jī)電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述三個(gè)IGBT模塊輸出通過相加器并聯(lián)，共同控制三相發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述顯示系統(tǒng)由主控制器控制實(shí)時(shí)顯示三相發(fā)電機(jī)的輸出電壓幅度與頻率、變壓器的輸出電壓幅度與頻率、負(fù)載回路電流大小及主控制器輸出的PWM波的頻率和占空比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和主控制器的通信信道是有線信道或無線信道，并且通過網(wǎng)頁、應(yīng)用程序或移動(dòng)終端對系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是所述電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置采用IGBT模塊控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中電流大小，屬于強(qiáng)電控制部分，而電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、主控制器、手動(dòng)控制電路、顯示系統(tǒng)是弱電部分，該裝置中對強(qiáng)弱電進(jìn)行隔離是采用光電耦合器、電流互感器實(shí)現(xiàn)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，其特征是該電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置由24V蓄電池電源變換出四組獨(dú)立的低壓電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置，用于把國內(nèi)電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換成國際上其它不同制式電源，且在負(fù)載變化時(shí)保持電壓穩(wěn)定。由電網(wǎng)電源給電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)與三相交流發(fā)電機(jī)通過聯(lián)軸器連接實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換，負(fù)載變化時(shí)通過本裝置控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流大小，以此對負(fù)載所引起的發(fā)電機(jī)輸出電壓變化進(jìn)行補(bǔ)償。所述電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓裝置包括變壓器、電壓幅度檢測電路、電壓頻率檢測電路、負(fù)載電流檢測電路、手動(dòng)控制電路、主控制器、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及其模塊、相加器電路、顯示系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明轉(zhuǎn)換效率高，輸出電源的電壓穩(wěn)定，并可遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全性高、實(shí)用性強(qiáng)，易于在港口超大功率電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換電站中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02P9/38GK102570953SQ20121000240
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者唐靜, 程全紅, 覃途遠(yuǎn), 陳永安, 陳永泰 申請人:中國長江航運(yùn)集團(tuán)紅光港機(jī)廠, 武漢理工大學(xué)