[实用新型]一种基于单相逆变的电压跟踪保持器有效

专利信息
申请号: 201520796252.X 申请日: 2015-10-16
公开(公告)号: CN205231837U 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 黄昊;刘庆;卢婕;罗耀明;徐洁 申请(专利权)人: 国网江西省电力科学研究院;国家电网公司
主分类号: H02J9/06 分类号: H02J9/06;H02J3/00
代理公司: 南昌市平凡知识产权代理事务所 36122 代理人: 姚伯川
地址: 330096 江西*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 单相 电压 跟踪 保持
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种基于单相逆变的电压跟踪保持器,属电网电压保护技术领域。

背景技术

保证接触器不脱扣,防止晃电在整个工厂运行中占相当重要的地位,良好的防晃电装置不仅可以保证负载运行的可靠性和稳定性,而且能够提高电力系统运行的经济性。

防晃电技术的提高应从两方面着手,一是晃电判断,二是电源切换电路结构。目前采用的晃电判断算法多为基于正弦函数模型的算法,如果被测波形存在少量的畸变或偏移都将导致测量误差,同时算法求解过程复杂,控制芯片运算过程中需要耗费较长时间,阈值的设定没有可靠的理论基础,对调试者的经验依靠度大,可能出现同一系统在本地使用情况良好,在其他地方误动作较多。对于电源切换电路结构,现在市场上流行的多为继电器结构的防晃电装置,但是这种类型的防晃电装置在切换过程中会出现断流状况,导致接触器脱扣。

发明内容

本实用新型的目的是,针对现有防晃电技术存在的不足,本实用新型提供一种基于单相逆变的电压跟踪保持器。

本实用新型的技术方案是,本实用新型一种基于单相逆变的电压跟踪保持器包括采样与控制模块、储能模块和逆变模块。

所述采样与控制模块,用于将220V电网交流电压转换为单片机主控单元的正向电压,将220V电网交流电压的相位以高低电平的形式输入单片机主控单元。

所述储能模块,用于实现对超级电容的充电,超级电容放电时将电流输出至高频PWM波输出电路。

逆变模块,用于双向可控硅无隙换流切换主电路再切换回220V电网供电,实现交流供电与直流供电之间的平滑切换,即无隙换流。

所述采样与控制模块包括市电电压幅值检测采样电路、220V电网电压电流相位采样电路、负载电压电流检测电路和单片机主控单元;

所述储能模块包括整流模块、直流降压模块、电源双向选择电路、电池智能充放电电路、高频PWM波发生电路和高频变压器输出电路;

所述逆变电路包括驱动电路和逆变器切换主电路。

所述市电电压幅值检测采样电路的输入端、220V电网电压电流相位采样电路的输入端、整流模块的输入端分别连接至220V电网;市电电压幅值检测采样电路的输出端连接单片机主控单元的AD采样端口;220V电网电压电流相位采样电路的输出端连接单片机主控单元的电压电流相位采样端口;整流模块的一路输出端通过直流降压模块电路连接单片机主控单元的芯片供电端口;整流模块的另一路输出端连接电源双向选择电路的输入端;电源双向选择电路的输出端连接高频变压器输出电路的输入端,另一个输入端连接电池智能充放电电路;电池智能充放电电路一端连接电池,另一端连接单片机控制端口和电池电量监测端口;电源双向选择电路的输出端连接高频PWM波发生电路,高频PWM波发生电路的输出端再连接高频变压器输出电路的输入端;高频变压器输出电路的输出端连接逆变器切换主电路的输入端;逆变器切换主电路的输出端连接驱动电路。

所述市电电压幅值检测采样电路用于将220V电网的220V正弦交流电压转换为单片机主控单元能接收的恒为正相的电压,使得220V正弦交流电压的相位为正或负时单片机主控单元均能实时监测到220V电网电压变化。

所述220V电网电压电流相位采样电路通过霍尔电流传感器将逆变器切换主电路的电流相位以高低电平的形式输入到单片机主控单元中,同时220V电网电压电流相位采样电路将220V电网电压的相位以高低电平的形式输入到单片机主控单元中。

所述单片机主控单元用于根据市电电压幅值检测采样电路的采样信号监测220V电网是否发生晃电:在220V电网发生晃电时,根据220V电网电压电流相位采样电路传来的信号判断此时电流相位,并关断逆变器切换主电路中交流可控硅晶闸管,开启与当前电流相位对应的直流可控硅晶闸管;在220V电网电压恢复正常时,关断逆变器切换主电路中的直流可控硅晶闸管,开启与当前电流相位对应的交流可控硅晶闸管。

所述负载电压电流检测电路用来采集负载上的电压电流值,从而在控制程序中设定主电路回切的时长。

所述整流模块的作用是将220V的电网电压整成电压值为5V的直流电压;所述直流降压模块电路的作用是将5V直流电压降至单片机可承受的3.3V;所述电源双向选择电路用于选择是由市电220V供电,还是由电池供电,选择控制信号由单片机发出;所述电池智能充放电电路用于给电池充电,保证电池始终处于满电状态;同时监测电池电量,当电池电量过低时发出报警信号。

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