專利名稱：在線式具有ups功能的數碼發電機系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機，尤其是屬于一種在線式具有ups功能的數碼發電機系統。 技術背景
近年來，隨著社會信息化程度的發展，公路收費站、銀行、學校、證券、醫療、軍 事、航空航天等場所對供電的質量要求越來越苛刻，并且在有些場所根本就不允許出現 哪怕是瞬間斷電等情況。這樣一來，在線具有調整電源質量和提供后備電源功能的ups
就顯得必不可少。由于在線式ups后備電源需要配備蓄電池組，如果ups后備供電時間
長則需要的蓄電池容量大，蓄電池組的體積龐大，而且價格昂貴，蓄電池組的維護成本
相應就很高，如果減少電池組容量則ups后備供電時間又不夠長。
在有些場合為了能適應長時間停電而提供長久的后備電源， 一般需要配備在線式
ups和發電機兩種備用電源。通常這兩種備用電源使用方式有兩種第一種方式是旋轉 靜止結合式，由于在線式ups中的旋轉發電機部分是直流充電電機，當ups用電池放電
時，電機并不啟動，只有當電池容量消耗到一定限值時才開始運轉對電池組進行充電， 這種模式一般需要配備大容量的電池，電池維護成本較高。第二種方式是獨立運行模式，
這種方式不可避免的存在兩種電源中途切換(ups切換到發電機)而短暫斷電，這在有
些不允許斷電的場合是不可取的，而且這種分開式的運作模式具有可靠性低、自動化程 度不高、無法達到節能減排的目的。
所以如何將ups和發電機的優點結合起來，在不影響供電質量的前提下，盡可能地
減少電池組數量和維護費用，減少發電機發電成本，節省能源損耗，優化后備供電模式 是目前需要解決的一個技術問題。 發明內容
本實用新型的目的在于提供一種具有在線式供電時間長、零響應時間、體積小、效
率高、維護費用低、結構緊湊、自動化程度高、輸出電能質量高的在線式具有ups功能
的數碼發電機系統。
本實用新型所采取的技術方案是它是由市電可控整流電路一端與市電輸入和旁路
控制電路相連，另一端與后備電池充電管理電路、后備電池組、發電機可控整流電路和 共用逆變電路相連，后備電池充電管理電路與后備電池組相連，發電機可控整流電路與 發電機相連，共用逆變電路與旁路控制電路相連，旁路控制電路與顯示控制電路和輸出 相連所組成。
本實用新型的有益之處在于1、具有在線調節電源質量的功能。解決了電網中經
常發生電涌、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、電線噪聲、頻率偏移、持續低電壓、
市電中斷等現象；2、后備電池組容量小，維護成本低，解決了傳統ups的不足；3、可以連續長時間的提供后備電源，解決了傳統UPS的不足；4、由于采用功率因素校正模 塊和數字化控制模式，輸入功率因數接近l，網側總諧波電流畸變率很小，諧波損耗小， 無功電流也小，是理想的綠色電源，解決了傳統發電機發電質量不高的缺點；5、整流 器、逆變器、靜態開關和集中監控的部件均為數字化控制，各主要部件運行獨立，相互 間通過網絡連接，整機長期運行穩定，易于調試、管理、監控、維護；6、增加通信接 口，可以便于多臺設備的高可靠性的并聯發電和供電。

圖1為本實用新型結構框圖
其中1、市電可控整流電路 2、后備電池充電管理電路 3、旁路控制電路 4、共用逆變電路 5、發電機 6、發電機可控整流電路 7、后備電池組 8、顯示控制電路
具體實施方式
如圖1所示為本實用新型結構框圖，它是由市電可控整流電路1 一端與市電輸入和 旁路控制電路3相連，另一端與后備電池充電管理電路2、后備電池組7、發電機可控 整流電路6和共用逆變電路4相連，后備電池充電管理電路2與后備電池組7相連，發 電機可控整流電路6與發電機5相連，共用逆變電路4與旁路控制電路3相連，旁路控 制電路3與顯示控制電路8和輸出相連所組成。
本實用新型中所述的發電機5包括汽油發電機和柴油發電機。
本實用新型中所述的市電可控整流電路1是由PFC整流及控制檢測部分和PFC整流 部分電源電路組成。所述的PFC整流及控制檢測部分接受控制模塊DSP處理器的控制， 用于完成市電輸入的功率因素的校正；所述的控制檢測部分檢測市電輸入的電壓、市電 輸入電流等檢測量，并送入控制模塊DSP進行處理，以完成輸入電壓高低的判斷，輸入 總功率的檢測等功能；所述的PFC整流部分電源電路將市電整流后經DC/DC變換后產生 控制檢測部分所需的各種不同的供電電源。
本實用新型中所述的發電機可控整流電路6是由PFC整流及控制檢測部分和PFC整 流部分電源電路、油門控制電路、發電機的轉速檢測電路所組成。所述的PFC整流及控 制檢測部分接受控制模塊DSP處理器的控制，用于完成發電機輸入的功率因素的校正； 所述的控制檢測部分檢測市電供電情況、發電機的轉速、發電機的輸入的電壓、發電機 的輸入的電流量、數碼發電機系統輸出的電壓電流和輸出總功率等，并送入控制模塊 DSP處理器對其進行控制，以完成對輸入電網掉電情況的判別和負載大小識別，以此來 控制油門開度以此來調整發電機運轉轉速。所述的PFC整流部分電源電路將發電機整流 后經DC/DC變換后產生控制檢測部分所需的各種不同的供電電源。
本實用新型中所述的共用逆變電路4包括逆變器保護部分、高頻逆變橋、系統輸出 電流檢測部分、輸出頻率控制信號和電源電路。其中逆變器保護部分檢測髙頻^逆變器的過流信號，實現高頻逆變橋的短路保護，檢測高頻逆變橋中功率管的溫度，實現功率 管的過溫保護；高頻逆變橋控制模塊DSP處理器送入的驅動信號，完成DC/AC的變換功 能；本系統的電流檢測部分檢測高頻逆變橋的本系統輸出電流，經調理電路處理后送入 控制模塊DSP處理器，完成高頻逆變橋本系統的輸出電流檢測功能；電源電路是逆變器 輸入的直流側電壓經AC/DC變換后產生控制檢測部分及數碼發電機系統模塊控制部分 所需的供電電源。
本實用新型中所述的后備電池充電管理電路2包括檢測部分和充電控制部分。檢測 部分檢測市電供電情況，電池電量，電池電壓，蓄電池輸出電流和輸出功率等檢測。充 電控制部分包括過充和過放電的保護，充電電流的控制，放電電流的控制等。
本實用新型中所述的旁路控制電路3包括旁路輸入檢測部分、高頻逆變橋輸出檢測 部分、旁路/逆變切換控制部分。其中旁路輸入檢測部分用于檢測旁路輸入電壓，達到 旁路的好、壞判斷，高頻逆變橋輸出檢測部分檢測用于檢測高頻逆變橋的逆變正常與否 的判斷；旁路/逆變切換控制部分用于完成數碼發電機系統逆變到旁路、旁路到逆變之 間的轉換功能。
本實用新型中所述的后備電池組7是可以進行充放電管理的蓄電池組。 本實用新型中所述的顯示控制電路8包括電源電路、顯示裝置、功能運行指令設置 輸入、中央處理器和多臺發電機并行運行時需要的數據通信接口。
本實用新型的工作原理是如圖1所示，當市電正常時，本實用新型輸入交流電壓， 通過后備電池充電管理電路2不斷對后備電池組7進行充電，同時市電可控整流電路1 將交流電壓轉換為直流電壓。經市電可控整流電路1整流后的直流電壓通過脈沖寬度調 制技術(PWM)由共用逆變電路4再將直流電壓逆變成交流正弦波電壓供給負載，起到無 級穩壓的作用。
而當市電中斷時，發電機5自動啟動，后備電池組7零轉換時間切入工作，此時后 備電池組7的電壓通過共用逆變電路4變換成交流正弦波或方波供給負載。待發電機5 運轉正常時(約幾秒)，后備電池組7撤出工作狀態，由發電機5經發電機可控整流電 路6將交流電壓轉換為直流電壓，然后再通過共用逆變電路4將直流電壓逆變成交流正 弦波電壓供給負載。
因此無論是市電供電正常時，還是市電中斷由電池逆變供電期間，還是發電機發電 供電期間共用逆變電路4始終處于工作狀態，這就從根本上消除了來自電網的電壓波動 和干擾對負載的影響，真正實現了對負載的無干擾、穩壓、穩頻以及零轉換時間。
旁路控制電路3主要是在共用逆變電路4或市電可控整流電路1等配件發生故障時 才切換到電網，由電網直接供電給負載，提高設備供電的可靠性。
權利要求1、一種在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于它是由市電可控整流電路(1)一端與市電輸入和旁路控制電路(3)相連，另一端與后備電池充電管理電路(2)、后備電池組(7)、發電機可控整流電路(6)和共用逆變電路(4)相連，后備電池充電管理電路(2)與后備電池組(7)相連，發電機可控整流電路(6)與發電機(5)相連，共用逆變電路(4)與旁路控制電路(3)相連，旁路控制電路(3)與顯示控制電路(8)和輸出相連所組成。
2、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于-所述的發電機(5)包括汽油發電機和柴油發電機。
3、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的市電可控整流電路(1)是由PFC整流及控制檢測部分和PFC整流部分電源電 路組成。
4、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的發電機可控整流電路(6)是由PFC整流及控制檢測部分和PFC整流部分電源 電路、油門控制電路、發電機的轉速檢測電路所組成。
5、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的共用逆變電路(4)包括逆變器保護部分、高頻逆變橋、系統輸出電流檢測部 分、輸出頻率控制信號和電源電路。
6、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的后備電池充電管理電路(2)包括檢測部分和充電控制部分。
7、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的旁路控制電路(3)包括旁路輸入檢測部分、高頻逆變橋輸出檢測部分、旁路 /逆變切換控制部分。
8、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的后備電池組(7)是可以進行充放電管理的蓄電池組。
9、 根據權利要求1所述的在線式具有UPS功能的數碼發電機系統，其特征在于 所述的顯示控制電路(8)包括電源電路、顯示裝置、功能運行指令設置輸入、中央 處理器和數據通信接口。
專利摘要本實用新型涉及電機，尤其是屬于一種在線式具有UPS功能的數碼發電機系統。本實用新型所采取的技術方案是它是由市電可控整流電路一端與市電輸入和旁路控制電路相連，另一端與后備電池充電管理電路、后備電池組、發電機可控整流電路和共用逆變電路相連，后備電池充電管理電路與后備電池組相連，發電機可控整流電路與發電機相連，共用逆變電路與旁路控制電路相連，旁路控制電路與顯示控制電路和輸出相連所組成。本實用新型的有益之處在于具有在線調節電源質量的功能。解決了電網中經常發生電涌、高壓尖脈沖、暫態過電壓、電壓下陷、電線噪聲、頻率偏移、持續低電壓、市電中斷等現象。
文檔編號H02J7/00GK201222660SQ20082010257
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月10日 優先權日2008年6月10日
發明者呂永為, 鄭翔驥 申請人:福建弘旺電子科技有限公司