CN106992533A - 一种稳压稳频不间断电源设备及实现不间断电源稳压稳频的电力供应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稳压稳频不间断电源设备及实现不间断电源稳压稳频的电力供应方法，该设备包括不稳定电源电力控制转换装置驱动惯性飞轮蓄能装置稳压蓄能同时保持稳定的电力输出，不稳定电源电力控制转换装置可增加安装配置备用电源以确保更长效有效的电力供应可充当不间断电力供应的配套件。本发明提供的一种稳压稳频不间断电源设备及实现不间断电源稳压稳频的电力供应方法，能够最大限度的吸收并转换发电***中不稳定的电力供应，特别在波浪能发电方面可以替代其它液压蓄能稳压***，具有转换效率高，并可有效的降低波浪能发电***中的蓄能稳压设备的配套成本且应用范围广等优点。
Description
技术领域
本发明涉及稳压稳频电源技术领域，尤其是涉及一种稳压稳频电力供应技术，具体的涉及一种稳压稳频不间断电源设备及实现不间断电源稳压稳频的电力供应方法。
背景技术
稳压稳频设备在电力发电领域对电网的安全及稳定起着决定性的作用，随着可再生能源的发展对于稳压稳频设备的容量及效率要求越来越高，现有的技术大多以电子调频稳压为主，但其容量比较有限，对不稳定电源的波动范围及电力负载波动承载力比较有限。特别是海浪能发电领域，尤其是机械传动式的波浪能发电领域，其周期变化很不稳定，而且力度时大时小发电随着海浪来回波动而不稳定的变化，对于电力并网极其不利，如果在每一台发电机之间安装惯性飞轮会增加整个发电***的造价成本，另外在惯性飞轮的作用下也不能更好的吸收不稳定波浪能来回摆动中的薄弱动力。如应用其它液压蓄能稳频发电技术对整个***的效率及造价成本都比较不利，而且使用寿命也极其有限。
发明内容
为了克服现有产品技术的诸多不足，本发明提供了一种稳压稳频的不间断电源设备，其目的在于提供一种可适应于发电***中较高的功率波动变化范围给予稳定控制在一定的电压及电频率波动变化较小的范围内，可用于直接或间接性的电力并网或电力供给。同时本发明还可提高电网电力供应的稳定性及发电输出容量、提高发电效率，同时确保发电***电力电压与频率输出的稳定性，并在不稳定电源电力控制转换装置与惯性飞轮蓄能装置的组合下提高电力吸收与转换效率，最大限度的提高整个发电***的发电效率。根据本发明提供的一种稳压稳频的不间断电源设备及实现不间断电源的稳压稳频的电力供应方法，其产品负载承载适应范围大、对发电***不稳定性适应能力强，而且转换效率高、电力输出供应容量大，以及可适应发电***功率波动变化范围大，可广泛应用于多种绿色能源发电领域且不限于发电领域，还可以用于不间断电源的电力供应或不间断电源电力供应的辅助控制***。
本发明一方面提供了一种稳压稳频的不间断电源设备，其包括不稳定电源电力控制转换装置，其吸收接入至少一个不稳定电源；惯性飞轮蓄能装置，其在不稳定电源电力转换装置的驱动下做旋转运动，同时在自身的惯性作用力下驱动不稳定电源电力转换装置做不间断电力输出；所述不稳定电源电力转换装置包括至少一组电机总成，其吸收接入不稳定电源，并把这种不稳定电源在电机的作用下驱动所述惯性飞轮蓄能装置，同时在惯性飞轮的作用下转换为匀速旋转运动的动能，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动电机发电，保持稳定且不间断的电力输出。
进一步地，所述的不稳定电源电力控制转换装置，包括：稳频控制器；电机总成；所述稳频控制器吸收接入不稳定电源并转换为可控的稳频交流电驱动所述电机旋转从而驱动所述惯性飞轮蓄能装置，同时惯性飞轮蓄能装置驱动所述电机发电，保持稳定的不间断电力输出。
进一步地，所述的电机总成为具有霍尔磁极感应装置的永磁电动机和发电机为一体的永磁电机，所述的霍尔磁极感应装置把永磁电机的磁极位置信号传送至所述稳频控制器，稳频控制器控制永磁电机的最高转速频率同时实现稳频交流电力的输出，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动永磁电机发电，保持稳定的不间断的电力输出。
进一步地，所述的稳频控制器为双路调频智能控制器，其中一路调频控制器根据不稳定电源电力的供应情况调整电机的转速，以达到更高效率的稳压蓄能效果，另一路调频控制器在接收不稳定电源电力的同时给予首先优选的消耗并转换不稳定电源的最低输送功率，同时吸收惯性飞轮蓄能装置的动能反充电机发电的电力，且保持稳定的供电电压及供电频率并保持不间断的电力输出。
可选地，所述的不稳定电源电力控制转换装置包括有刷永磁直流电机和稳频控制器，其外部不稳定电源经整流后驱动有刷永磁直流电机同时驱动惯性飞轮蓄能装置，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动有刷永磁直流电机发电，经稳频控制器调频稳压后保持不间断的电力输出。
可选地，所述的不稳定电源电力控制转换装置包括至少一组备用电源，其连接所述稳频控制器。
进一步地，所述的备用电源为电池和/或油电动力***，所述当不稳定电源电力供应跌落或失效时稳压控制器的电力由所述电池提供，或经惯性飞轮蓄能装置驱动电机发电保持稳定的电力供应的同时，起动油电动力***继续供电。
本发明另一方面提供了一种实现不间断电源的稳压稳频的电力供应方法，其特征在于所述的方法包括：不稳定电源电力控制转换装置，其吸收连接至少一个不稳定电源，并把这种电源在电动机的作用下驱动惯性飞轮蓄能装置同时在惯性飞轮的作用下转换为匀速旋转运动的动能，同时把这种动能驱动电机发电并保持稳定的电力输出。
进一步地，所述的不稳定电力控制转换装置包括稳频控制器，所述的稳频控制器为双路调频智能控制器，其中一路调频控制器根据不稳定电源电力的供应情况调整电机的转速，以达到更高效率的稳压蓄能效果，另一路调频控制器在接收不稳定电源电力的同时给予首先优选的消耗并转换不稳定电源的最低输送功率，同时吸收惯性飞轮蓄能装置的动能反充电机发电的电力，且保持稳定的供电电压及供电频率并保持不间断的电力输出。
可选地，所述的不稳定电力控制转换装置包括至少一组备用电源，其连接所述稳频控制器。
进一步地，所述的备用电源为电池和/或油电动力***，当不稳定电源电力供应跌落或失效时所述稳压控制器的电力由所述电池提供，或经惯性飞轮蓄能装置驱动电机发电保持稳定的电力供应，同时起动油电动力***继续供电。
本发明提供的稳压稳频设备还可应用于用电场所作为不间断备用电源供应辅助配套设备，其可根据用电设备的功率大小配置惯性飞轮及电机的参数数据，其具有反映灵敏、功率损耗小等特点。
根据本发明提供的一种稳压稳频不间断电源设备及实现不间断电源的稳压稳频的电力供应方法，能够带来至少以下有益效果：
1、电力转换效率高、应对发电***稳压稳频功率适应范围大。由于本发明提供的电机与惯性飞轮在发电***供电功率突然加大的情况下，可以吸收并存储发电***中的多余电力，并在发电***电力供应跌落或失效时保持稳定的电力供应，而且电动机和发电机可以为一体永磁发电机，具有电力转换效率高的特点。
2、负载承载力大、设备供电容量大。由于本发明的惯性飞轮具有一定的蓄能能力，但在负载突然加大时，惯性飞轮和不稳定电源在不稳定电源电力控制转换装置的作用下保持比较稳定的电力供应能力。
3、发电***功率波动范围大适应力强，可提高发电***的电力吸收及转换效率同时降低***的稳压稳流的造价成本。本发明可对发电***中的多个发电机多个相互集成为共用一个稳压稳频电源，特别是对海浪能发电***中的多个发电设备经整流后多路并联或串联组合形式共用一个稳压稳频设备，且可适应于较大的功率波动并给予相应的控制达到稳压稳频的效果，具有对整个发电***起到节省稳压稳流的造价成本，并最大限度的提高电力的供应效率。
4、作为不间断电源，电力供应平稳。在电力供应过程中，如遇突然停电对用电设备不存在突然间接性的电力切换停顿反映，可以更好的保护用电设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式中具有电机、稳频控制器、惯性飞轮组合的一种稳频稳压设备组合示意图；
图2是本发明实施方式中具有电机、稳频控制器、油电动力***备用电源、惯性飞轮组合的一种稳频稳压设备组合示意图；
图3是本发明实施方式中具有电机、稳频控制器、油电动力***备用电源、电池备用电源、惯性飞轮组合的一种稳频稳压设备组合示意图。
附图标记：
1-不稳定电源电力输入端；2-不稳定电源电力控制转换装置；3-稳频控制器；4-电机；5-备用电源；6-电池；7-油电动力***；8-惯性飞轮；9-霍尔磁极感应装置；10-稳压稳频电力输出端。
具体实施方式
参照图1-3，本发明一方面提供了一种稳压稳频不间断电源设备，其包括稳频控制器3；电机4；电池6；油电动力***7；惯性飞轮8；所述的电池6、油电动力7为备用电源5的选用组成部分，所述稳频控制器3和电机4已经备用电源5为不稳定电源电力控制装换装置2的选用组成部分。
参照图1，所述的电机4为有刷永磁直流电机，不稳定电源电力输入端1电力经整流后输入连接稳频控制器3的同时输入电机4并驱动惯性飞轮8旋转，当不稳定电源电力输入端1电力输入过高时点击驱动惯性飞轮旋转蓄能且具有一定的稳压稳流作用，当不稳定电源电力输入端1电力输入过低时，惯性飞轮8驱动电机4发电与不稳定电源电力输入端1输送电力共同供电至稳频控制器3，同时经稳频控制器3调频稳压后连接至稳频稳压电力输出端10并输送电力。
参照图2和图3，所述电机4为具有霍尔磁极感应装置9的永磁电动机和发电机为一体的永磁电机，所述霍尔磁极感应装置9把电机磁极的位置信号传送至所述稳频控制器3，所述稳频控制器3根据电机4的磁极位置信号驱动电机旋转。所述不稳定电源电力输入端1电力输入连接稳频控制器3，经稳压稳频后连接驱动电机4从而驱动惯性飞轮8，当不稳定电源电力输入端1输入电压过高时电机4驱动惯性飞轮8蓄能并稳住电压，当不稳定电源电力输入端1输入电压过低时惯性飞轮8驱动电机4发电，同时与稳频控制器3共同供电输送至稳频稳压电力输出端10并保持不间断稳频稳稳压的电力输送。另外稳频控制器同时可以增加连接备用电源5，所述备用电源5为单独的以数组电池6组合配套供电，确保在不稳定电源电力输入端1电力输送跌落或失效时继续保持稳定的电力供应，或者同时可增加配备油电动力***7，当不稳定电源电力输入端1电力输送跌落或失效时起到油电动力***7继续保持稳定的电力供应。
其它实施例：结合上述实施例，所述的稳频控制器3为双路调频智能控制器，其中一路调频控制器根据不稳定电源电力输入端1的电力供应情况调整电机4的转速，以达到更高效率的稳压蓄能效果，另一路调频控制器在接收不稳定电源电力输入端1的电力的同时，给予首先优选的消耗并转换不稳定电源电力输入端1电力的最低输送功率，同时吸收惯性飞轮4的动能反充电机4发电的电力，且保持稳定的供电电压及供电频率传送至稳频稳压电力输出端10并保持不间断的电力输出。
上述实施例对本发明的工作原理及结构组合方式做了相应描述，但本发明并不限定于以上实施方式。例如在本发明的基础上增加相应的电机或多个电机与发电机分体共轴串联组合，或者电机磁极可以是电励磁方式或者是双馈电机。还有上述实施例中的电机与惯性飞轮可多组多个相互组合，以确保在不稳定电源供应超容量时起到其它稳压蓄能组，以确保可承载更大功率容量。另外本发明的电机4和惯性飞轮8可根据需要设置为真空式磁悬浮组合方式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原理基础之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种稳压稳频不间断电源设备，其包括不稳定电源电力控制转换装置，其吸收接入至少一个不稳定电源；惯性飞轮蓄能装置，其在不稳定电源电力转换装置的驱动下做旋转运动，同时在自身的惯性作用力下驱动不稳定电源电力转换装置做不间断电力输出；所述不稳定电源电力转换装置包括至少一组电机总成，其吸收接入不稳定电源，并把这种不稳定电源在电机的作用下驱动所述惯性飞轮蓄能装置，同时在惯性飞轮的作用下转换为匀速旋转运动的动能，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动电机发电，保持稳定的不间断的电力输出。
2.根据权利要求1所述的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的不稳定电源电力控制转换装置，包括：稳频控制器；电机总成；所述稳频控制器吸收接入不稳定电源并转换为可控的稳频交流电驱动所述电机旋转从而驱动所述惯性飞轮蓄能装置，同时惯性飞轮蓄能装置驱动所述电机发电，保持稳定的不间断电力输出。
3.根据权利要求2所述的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的电机总成为具有霍尔磁极感应装置的永磁电动机和发电机为一体的永磁电机，所述的霍尔磁极感应装置把永磁电机的磁极位置信号传送至所述稳频控制器，稳频控制器控制永磁电机的最高转速频率同时实现稳频交流电力的输出，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动永磁电机发电，保持稳定的不间断的电力输出。
4.根据权利要求3所述的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的稳频控制器为双路调频智能控制器，其中一路调频控制器根据不稳定电源电力的供应情况调整电机的转速，以达到更高效率的稳压蓄能效果，另一路调频控制器在接收不稳定电源电力的同时给予首先优选的消耗并转换不稳定电源的最低输送功率，同时吸收惯性飞轮蓄能装置的动能反充电机发电的电力，且保持稳定的供电电压及供电频率并保持不间断的电力输出。
5.根据权利要求1所述的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的不稳定电源电力控制转换装置包括有刷永磁直流电机和稳频控制器，其外部不稳定电源经整流后驱动有刷永磁直流电机同时驱动惯性飞轮蓄能装置，同时在不稳定电源电力跌落或失效的情况下利用惯性飞轮的惯性力驱动有刷永磁直流电机发电，经稳频控制器调频稳压后保持不间断的电力输出。
6.根据权利要求4或5的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的不稳定电源电力控制转换装置包括至少一组备用电源，其连接所述稳频控制器。
7.根据权利要求6的一种稳压稳频不间断电源设备，其特征在于所述的备用电源为电池和/或油电动力***，所述当不稳定电源电力供应跌落或失效时稳压控制器的电力由所述电池提供，或经惯性飞轮蓄能装置驱动电机发电保持稳定的电力供应的同时，起动油电动力***继续供电。
8.一种实现不间断电源供应的稳压稳频的电力供应方法，其特征在于所述的方法包括：不稳定电源电力控制转换装置，其吸收连接至少一个不稳定电源，并把这种电源在电机的作用下驱动惯性飞轮蓄能装置同时在惯性飞轮的作用下转换为匀速旋转运动的动能，同时把这种动能驱动电机发电并保持稳定且不间断的电力输出。
9.根据权利要求8所述的一种实现不间断电源供应的稳压稳频的电力供应方法，其特征在于所述的不稳定电力控制转换装置包括稳频控制器，所述稳频控制器为双路调频智能控制器，其中一路调频控制器根据不稳定电源电力的供应情况调整电机的转速，以达到更高效率的稳压蓄能效果，另一路调频控制器在接收不稳定电源电力的同时给予首先优选的消耗并转换不稳定电源的最低输送功率，同时吸收惯性飞轮蓄能装置的动能反充电机发电的电力，且保持稳定的供电电压及供电频率并保持不间断的电力输出。
10.根据权利要求9所述的一种实现不间断电源供应的稳压稳频的电力供应方法，其特征在于所述的不稳定电力控制转换装置包括至少一组备用电源，其连接所述稳频控制器，所述的备用电源为电池和/或油电动力***，当不稳定电源电力供应跌落或失效时所述的稳压控制器的电力由所述电池提供，或经惯性飞轮蓄能装置驱动电机发电保持稳定的电力供应，同时起动油电动力***继续供电。
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