[发明专利]电网电源转换稳压装置

说明书

技术领域

本发明属于电工领域的电力转换技术，是一种把国内电网电源转换成国际上其它不同制式电源，且在负载变化时保持电压稳定的装置。

背景技术

在大型港口或码头，熙熙攘攘的船只在带来经济效益的同时也带来了巨大的污染。船只停靠码头一般可采用岸电供电，但由于国内外电网制式不同，例如日本电源为100V，欧洲电源有127V、230V等，因此存在着匹配问题，目前各国的船只仍用柴油作为主要能源，靠自带发电机发电，因此柴油排放物对港口的污染尤为严重。随着对环境保护越来越重视，使用清洁能源为船只提供动力成为了唯一的解决途径。因各种清洁能源最终都转化成电能输出，而由于各国交流电工频不尽相同，来往于港口的各国船只也可能使用不同频率、不同电压的交流电，要为这些船只供电，就需要一种将国内工频交流电转换为其他频率和电压的装置。

目前国内外普遍采用的方法是将标准工频交流电整流成直流电，再将直流电逆变成目标频率、电压的交流电。这种方法有两个缺点：一是整流过程会产生高次谐波，容易引起用电设备的干扰问题，并且变频器对输入的直流电的稳定性要求较高，谐波问题容易导致变频器工作状况不佳；二是变频器在高电压、大电流情况下内部器件工作状况难以确定，大量散热容易烧毁器件，并且转换效率也难以提高。此外，大型船只上的用电设备负载较大，极容易使发电机输出电压产生波动，电压不稳将导致安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电网电源转换稳压装置，以解决已有的采用变频器来进行电网电源转换的方法存在的电网污染、成本高、转换效率低等问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括变压器、电压幅度检测电路、电压频率检测电路、负载电流检测电路、手动控制电路、主控制器、多个IGBT驱动电路及模块、相加器、显示系统、远程监控系统。其中：变压器把三相发电机输出电压等比变换成两路低压输出，第一路输出经电压幅度检测电路后到主控制器，第二路输出经电压频率检测电路后到主控制器；负载回路经过负载电流检测电路与主控制器连接；手动控制电路与主控制器连接；主控制器输出三路PWM波给IGBT驱动电路去驱动IGBT模块，IGBT模块输出励磁电流经过相加器后共同激励发电机；显示系统直接与主控制器连接显示系统实时工况，远程监控系统对系统的运行状况进行远程实时监控。

所述的变压器，把三相发电机接负载回路输出的数百伏电压等比降低到几十伏，这样不仅可以使检测精度提高，而且安全性更高。。

所述变压器的第一路输出经过幅度检测电路输入到主控制器的电路中，通过A/D变换后由主控制器判断得出电压的幅度，并由主控制器编程输出具有自动负反馈作用的第一路PWM波到第一个IGBT驱动电路去驱动该IGBT的模块；通过负载电流检测电路的输出经A/D变换后由主控制器判断得出负载回路电流大小，并由主控制器编程输出具有自动正反馈作用的第二路PWM波到第二个IGBT驱动电路去驱动该IGBT的模块，若负载变化使回路电流增大，则反馈输出的PWM波占空比增大，使励磁电流增大。两路自动调节输出并联作用，从而使发电机输出的电压基本保持不变。

所述变压器的第二路输出经过电压频率检测电路输入到主控制器后，通过A/D变换再由主控制器判断得出所测电压的频率。

所述手动控制电路使主控制器输出相应占空比的第三路PWM波到第三个IGBT驱动电路去驱动该IGBT的模块，其强制调节输出可以控制三相发电机励磁线圈中的励磁电流大小来改变发电机电压。

上述三个IGBT模块输出通过相加器并联，共同控制三相发电机励磁线圈中的励磁电流。

所述显示系统由主控制器控制实时显示三相发电机的输出电压幅度与频率、变压器的输出电压幅度与频率、负载回路电流大小及主控制器输出的PWM波的频率和占空比。

所述远程监控系统和主控制器的通信信道是有线信道或无线信道，并且通过网页、应用程序或移动终端对系统的运行状况进行远程实时监控。

所述转换稳压装置采用IGBT模块控制发电机励磁线圈中电流大小，属于强电控制部分，而电压幅度检测电路、电压频率检测电路、负载电流检测电路、主控制器、手动控制电路、显示系统是弱电部分，装置中对强弱电进行隔离是采用光电耦合器、电流互感器实现的。

本发明提供的上述电网电源转换稳压装置，其由24V蓄电池电源变换出四组独立的低压电源。电源独立，减少了各电路相互之间的干扰，增加了系统的安全性。

本发明提供的转换稳压装置，其与现有技术相比具有以下的主要优点：