[发明专利]一种高电压大容量矿用防爆应急电源及控制方法

权利要求书

1.一种高电压大容量矿用防爆应急电源，其特征在于：该矿用防爆应急电源由防爆变流器箱和至少一个防爆电池箱组成；所述防爆变流器箱包括：防爆壳体一（1）、EMS控制器（2）和PCS变流器（3），所述EMS控制器（2）和PCS变流器（3）均安装在防爆壳体一（1）内部；所述防爆电池箱包括：防爆壳体二（4）、电池单元（6）和高压配电盒（5），所述电池单元（6）和高压配电盒（5）均安装在防爆壳体二（4）内部。

2.根据权利要求1所述一种高电压大容量矿用防爆应急电源，其特征在于：所述防爆变流器箱中，所述PCS变流器(3)的输入端in与井下需要停电后提供应急电源的关键设备（如局扇风机、猴车等）的现场电源相连；所述EMS控制器(2)的Vin端与PCS变流器(3)的输入端in连接，所述EMS控制器(2)的CAN2端与PCS变流器（3）的CAN端连接；所述EMS控制器（2）的CAN1端与防爆电池箱内的高压配电盒（5）的CAN1端连接。

3.根据权利要求1所述一种高电压大容量的矿用防爆应急电源，其特征在于：所述防爆电池箱中，所述高压配电盒（5）的输入端I+和I-端分别与防爆变流器箱内的PCS变流器（3）的输出端O+和O-连接; 高压配电盒（5）的输出端O+和O-分别与电池单元（6）的+和-端连接；电池单元（6）的CAN端与高压配电盒（5）的CAN3端连接。

4.根据权利要求1所述一种高电压大容量的矿用防爆应急电源，其特征在于：所述PCS变流器（3）的主电路包括：由IGBT、二极管、母线电容组成的二极管中点钳位式（NPC1型）三电平逆变器拓扑电路（7），输入电抗器(8)，输入端in(9)、输出端O+(10)和输出端O-(11)；

所述二极管中点钳位式（NPC1型）三电平逆变器拓扑电路(7)的AC侧与输入电抗器(8)的一侧连接，输入电抗器(8)的另一侧与输入端in (9)连接；所述二极管中点钳位式（NPC1型）三电平逆变器拓扑电路（7）的DC侧分别与输出端O+（10）和输出端O-（11）连接。

5.基于权利要求1所述一种高电压大容量的矿用防爆应急电源，提出了一种高电压大容量的矿用防爆应急电源的控制方法，其特征在于：该控制方法包括以下步骤：

步骤一：EMS控制器(2)读取PCS变流器(3)、高压配电盒(5)、电池单元(6)的状态信息；

步骤二：EMS控制器(2)检测现场电源的电压值并判断现场电源（电网）的有和无；

步骤三：当现场电源有电时，EMS控制器(2)判断电池单元(6)是否已充满：如果已充满，则返回步骤一；

如果没有充满，则发送模式1指令给PCS变流器(3)；当现场电源没有电时，EMS控制器(2)判断是否应为现场电源（电网）供电，当判断为是时，EMS控制器(2)发送模式2指令给PCS变流器(3)，当判断为否，返回步骤一；

步骤四：PCS变流器(3)根据EMS控制器(2)发送的工作模式进行工作；

当为模式1；PCS变流器(3)先将现场电源的电能进行变换，然后提供给电池单元(6)进行充电以储存电能；待电池单元(6)充电完成后，则返回步骤一；当为模式2时，PCS变流器(3)现将电池单元(6)储存的电能进行变换，然后再回馈给现场电源（电网）以保证电网内的关键设备供电；

供电完成后，返回步骤一；

步骤五：重复步骤一至步骤四。