專(zhuān)利名稱(chēng)：一種便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，具體涉及一種便攜式的交直流電源轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠(chǎng)檢修過(guò)程中往往遇到的一個(gè)問(wèn)題是，在檢修車(chē)間內(nèi)對(duì)檢修后的直流電機(jī)沒(méi) 法進(jìn)行試轉(zhuǎn)，原因是檢修車(chē)間沒(méi)有設(shè)置直流電源，而檢修后的電機(jī)要試轉(zhuǎn)則要重新安裝到 原來(lái)電機(jī)的位置，并壓上檢修工作票才能進(jìn)行電機(jī)的試轉(zhuǎn)，手續(xù)繁多，一旦遇上檢修后試轉(zhuǎn) 的電機(jī)不正常，又要重新運(yùn)回到檢修車(chē)間進(jìn)行處理，處理后再運(yùn)回電機(jī)原來(lái)位置進(jìn)行試轉(zhuǎn)， 這樣造成工作效率低，資源浪費(fèi)。在檢修的電機(jī)方面，國(guó)產(chǎn)100CMW機(jī)組油系統(tǒng)的直流電 機(jī)最大為75KW，電壓為直流220V ；60(MW機(jī)組油系統(tǒng)的直流電機(jī)最大為50KW，電壓為直流 220V。另外，進(jìn)口機(jī)組直流電機(jī)工作電壓可能為直流110V。如果開(kāi)發(fā)一種便攜式設(shè)備，可將三相交流電源220V轉(zhuǎn)換成直流電源220V或110V， 在檢修車(chē)間內(nèi)就能對(duì)檢修后的電機(jī)進(jìn)行試轉(zhuǎn)，電機(jī)一切正常后，進(jìn)行就位帶負(fù)荷試轉(zhuǎn)；這樣 就能一步到位，省去許多中間環(huán)節(jié)，提高電廠(chǎng)檢修的工作效率。從目前市場(chǎng)上整流器的特點(diǎn)來(lái)看，創(chuàng)新的側(cè)重點(diǎn)在于其精度高，廣泛應(yīng)用性，高電 壓質(zhì)量，多路輸出可調(diào)等方面，但一般涉及到濾波電路或更為復(fù)雜的PWM整流裝置等，導(dǎo)致 電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本比較高。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的電機(jī)檢修的直流電源的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種交直 流電源轉(zhuǎn)換裝置，將220V三相交流電整流成220V和IlOV兩種直流電源輸出，能供功率容 量最大為75kw的直流電機(jī)使用。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，該裝置包含一殼體和位于殼體中的內(nèi)部電路， 殼體上設(shè)有三相交流電的輸入插口、直流電源輸出接口和用于調(diào)節(jié)直流電源大小的旋轉(zhuǎn)按 鈕，所述內(nèi)部電路包括三相半波整流電路和降壓斬波電路，所述輸入插口與三相半波整流 電路的三相電源輸入端連接，降壓斬波電路包括IGBT管和IGBT斬波器控制板，IGBT斬波器 控制板控與IGBT管的三端連接并控制IGBT管的導(dǎo)通，三相半波整流電路的輸出端與IGBT 管的集電極連接，直流電源輸出接口與IGBT管的發(fā)射極連接，所述旋轉(zhuǎn)按鈕為IGBT斬波器 控制板輸出脈沖的電位調(diào)節(jié)器。作為上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步改進(jìn)的方案，所述殼體內(nèi)安裝有供 所述內(nèi)部電路散熱的散熱片。作為上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步改進(jìn)的方案，所述殼體一端設(shè)有推 拉桿，殼體頂部外側(cè)設(shè)有手柄，殼體底部外側(cè)設(shè)有四個(gè)滾動(dòng)輪。作為上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)選方案，所述IGBT斬波器控制板為 IGC2. 7型IGBT斬波器控制板，三相半波整流電路由三個(gè)二極管構(gòu)成，三個(gè)二極管的三個(gè)陽(yáng)
3極用于連接三相電源，三個(gè)二極管共陰極相連接，然后跟IGBT管的集電極連接，IGC2. 7型 IGBT斬波器控制板對(duì)應(yīng)連接IGBT管的三個(gè)極端口。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，IGC2. 7型IGBT斬波器控制板的C、G、E端 分別接IGBT管的集電極、柵極及發(fā)射極；E端還與續(xù)流二極管的陰極連接，三個(gè)二極管共陰 極還與濾波電容一端連接，濾波電容的另一端和續(xù)流二極管的陽(yáng)極連接，IGBT管的發(fā)射極 為直流電源輸出端。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，三相半波整流電路中的所述三個(gè)二極管為 大功率二極管，降壓斬波電路中的所述IGBT管為大功率IGBT管。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，所述旋轉(zhuǎn)按鈕為IGC2. 7型IGBT斬波器控 制板脈沖輸出的電位調(diào)節(jié)器，旋轉(zhuǎn)按鈕通過(guò)改變斬波電路占空比調(diào)節(jié)直流電源輸出端的直 流電壓為220V或110V。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，直流電壓為220V時(shí)IGBT管輸出的占空比 為85%，直流電壓為IlOV時(shí)IGBT管輸出的占空比為43%，旋轉(zhuǎn)按鈕上標(biāo)有與該兩個(gè)占空 比對(duì)應(yīng)的刻度。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，IGC2. 7型IGBT斬波器控制板的工作電源 由三相交流電經(jīng)降壓變壓器提供。上述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置中，殼體上設(shè)有供內(nèi)部電路散熱的若干個(gè)孔。本實(shí)用新型的內(nèi)部電路是三相半波整流電路和降壓斬波電路的組合，分別實(shí)現(xiàn)了 整流和降壓的效果。三相半波整流電路均采用的二極管，直接跟三相交變電源相連。整流 后，經(jīng)過(guò)含有IGBT的降壓斬波電路，IGC2. 7型IGBT斬波器控制板控制著IGBT管的通斷，其 電位調(diào)節(jié)器改變著IGBT導(dǎo)通的占空比，可以獲得可調(diào)的直流電壓，供負(fù)載使用。散熱片主 要用于對(duì)大功率二極管和IGBT等器件的散熱，帶孔的外殼也是為了實(shí)現(xiàn)散熱效果。另外， 該裝置配有推拉桿、手柄和小輪，實(shí)現(xiàn)便攜?？偟膩?lái)說(shuō)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果包括(1)本實(shí)用新型能將220V三相交流電整流成220V和IlOV兩種直流電源輸出，能 供功率容量最大為75kw的直流電機(jī)使用。(2)電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電壓輸出可調(diào)；生產(chǎn)成本較低，可以提高檢修的效率；特 別適用于對(duì)電壓質(zhì)量要求不高的整流場(chǎng)合。(3)整個(gè)裝置質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易攜帶，為檢修直流電機(jī)的試轉(zhuǎn)提供了極 大的方便。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式中的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中 1.三相交流電的輸入插口，2.改變斬波電路占空比的旋轉(zhuǎn)按鈕，亦即IGC2. 7型IGBT斬波 器控制板輸出脈沖的電位調(diào)節(jié)器P3，3.提供直流電源輸出接口，4.推拉桿，5.外殼，6.小 輪，7.手柄。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式中的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置的內(nèi)部電路原理圖， 其中ACa，ACb, ACc為三相交流電輸入，VDl, VD2, VD3, VD4為大功率二極管，F(xiàn)為濾波電容， c、e、g分別為IGBT管的集電極、發(fā)射極和柵極，T為降壓變壓器，IGC2. 7為IGC2. 7型IGBT
4斬波器控制板，Vout為直流電源輸出。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步介紹，但本實(shí)用新型的實(shí)施不限 于此。本實(shí)施方式中，便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置由外殼，內(nèi)部電路和散熱片組成。如圖 1所示，三相交流電的輸入插口 1提供了內(nèi)部電路的三相交流電電源，通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕2可以 改變內(nèi)部斬波電路的占空比，跟負(fù)載相連接的是直流電源輸出接口 3。為了實(shí)現(xiàn)便攜性，為 外殼裝置了推拉桿4、小輪6和手柄7。外殼5帶有小孔，便于內(nèi)部熱量的散發(fā)。圖2中的電路，主要是三相半波整流電路和降壓斬波電路的組合。與三相交流電 源ACa，ACb, ACc直接連接的三個(gè)二極管VD1，VD2, VD3，起到了輪流導(dǎo)通整流的作用；濾波電 容F起到濾波的作用。在降壓斬波電路部分，VD4為續(xù)流二極管，IGC2. 7型IGBT斬波器控 制板控制著IGBT管的通斷，電位調(diào)節(jié)器P3作為殼體上的旋轉(zhuǎn)按鈕2。該控制板的工作電源 由交流電ACa和ACb經(jīng)變壓器T降壓可得，板上的端口 a、GND、b接變壓器的副邊繞組，電壓 為雙18V，其中間抽頭接GND，而兩個(gè)極性相反的18V分別接a和b ；端口 F、D接變壓器的副 邊繞組，兩端工作電壓為22V?？紤]到直流電機(jī)負(fù)載功率比較大，需要慎重選用電氣器件。由于交流電三相相 位相差120°，二極管VD1，VD2，VD3輪流導(dǎo)通，使得IGBT的集電極C持續(xù)保持著高電位。 但二極管承受的最大正反向電壓和正向電流有一定的限度，宜選用大功率二極管，比如 603PJA400 二極管。降壓斬波電路中的IGBT可選600A/1200V的大功率IGBT。采用本實(shí)施 方式中的元器件，便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置的總重可為15kg，體積可為0.036m 3。為了檢修直流電機(jī)的試轉(zhuǎn)，通常要求220V或IlOV的直流電源，為了獲得220V和 110V，需要確定IGBT管導(dǎo)通的兩種占空比。根據(jù)導(dǎo)通情況，求得Ud的平均電壓為輸入有效 電壓220V的1. 17倍，即258V。可以計(jì)算出，對(duì)應(yīng)于的直流電源輸出Vout為220V和IlOV
的，IGBT管的柵射極電源Ugs的占空比分別為85%和43%，對(duì)IGC2. 7型IGBT斬波器控制
板的輸出脈沖電位調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)并標(biāo)明這兩種刻度，便可容易切換到所需的直流電源輸 出電壓。因?yàn)樨?fù)載端的功率比較大，二極管、IGBT等器件為大功率元件，散發(fā)出的熱量不容 忽視，所以，在內(nèi)部電路中放置散熱片，有利于熱量從外殼中的小孔中散發(fā)出去。使用該便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，通過(guò)相交流電的輸入插口 1輸入三相交流 電；調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)按鈕2到標(biāo)明的兩種刻度，可以得到不同的直流電源輸出220V或IlOV ；輸出 直流電源的接口 3直接與負(fù)載直流電機(jī)連接。
權(quán)利要求一種便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于該裝置包含一殼體和位于殼體中的內(nèi)部電路，殼體上設(shè)有三相交流電的輸入插口、直流電源輸出接口和用于調(diào)節(jié)直流電源大小的旋轉(zhuǎn)按鈕，所述內(nèi)部電路包括三相半波整流電路和降壓斬波電路，所述輸入插口與三相半波整流電路的三相電源輸入端連接，降壓斬波電路包括IGBT管和IGBT斬波器控制板，IGBT斬波器控制板與IGBT管的三端連接并控制IGBT管的導(dǎo)通，三相半波整流電路的輸出端與IGBT管的集電極連接，直流電源輸出接口與IGBT管的發(fā)射極連接，所述旋轉(zhuǎn)按鈕為IGBT斬波器控制板輸出脈沖的電位調(diào)節(jié)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述殼體內(nèi)安裝有 供所述內(nèi)部電路散熱的散熱片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述殼體一端設(shè)有 推拉桿，殼體頂部外側(cè)設(shè)有手柄，殼體底部外側(cè)設(shè)有四個(gè)滾動(dòng)輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述IGBT斬波器 控制板為IGC2. 7型IGBT斬波器控制板，三相半波整流電路由三個(gè)二極管構(gòu)成，三個(gè)二極管 的三個(gè)陽(yáng)極用于連接三相電源，三個(gè)二極管共陰極相連接，然后跟IGBT管的集電極連接， IGC2. 7型IGBT斬波器控制板對(duì)應(yīng)連接IGBT管的三個(gè)極端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于IGC2.7型IGBT斬 波器控制板的C、G、E端分別接IGBT管的集電極、柵極及發(fā)射極；E端還與續(xù)流二極管的陰 極連接，三個(gè)二極管共陰極還與濾波電容一端連接，濾波電容的另一端和續(xù)流二極管的陽(yáng) 極連接，IGBT管的發(fā)射極為直流電源輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于三相半波整流電路 中的所述三個(gè)二極管為大功率二極管，降壓斬波電路中的所述IGBT管為大功率IGBT管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)按鈕為 IGC2. 7型IGBT斬波器控制板脈沖輸出的電位調(diào)節(jié)器，旋轉(zhuǎn)按鈕通過(guò)改變斬波電路占空比 調(diào)節(jié)直流電源輸出端的直流電壓為220V或110V。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于直流電壓為220V 時(shí)IGBT管輸出的占空比為85%，直流電壓為IlOV時(shí)IGBT管輸出的占空比為43%，旋轉(zhuǎn)按 鈕上標(biāo)有與該兩個(gè)占空比對(duì)應(yīng)的刻度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4 8任一項(xiàng)所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 IGC2. 7型IGBT斬波器控制板的工作電源由三相交流電經(jīng)降壓變壓器提供。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于殼體上設(shè)有供內(nèi) 部電路散熱的若干個(gè)孔。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種便攜式交直流電源轉(zhuǎn)換裝置，該裝置包含一殼體和位于殼體中的內(nèi)部電路，殼體上設(shè)有三相交流電的輸入插口、直流電源輸出接口和用于調(diào)節(jié)直流電源大小的旋轉(zhuǎn)按鈕，所述內(nèi)部電路包括三相半波整流電路和降壓斬波電路，所述輸入插口與三相半波整流電路的三相電源輸入端連接，降壓斬波電路包括IGBT管和IGBT斬波器控制板，IGBT斬波器控制板控與IGBT管的三端連接并控制IGBT管的導(dǎo)通，三相半波整流電路的輸出端與IGBT管的集電極連接，直流電源輸出接口與IGBT管的發(fā)射極連接，所述旋轉(zhuǎn)按鈕為IGBT斬波器控制板輸出脈沖的電位調(diào)節(jié)器。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電壓輸出可調(diào)，容易攜帶，可提高發(fā)電廠(chǎng)的檢修效率。
文檔編號(hào)H02M1/12GK201742309SQ20102012905
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者張勇, 楊瑩, 胡劍琛, 荊朝霞, 袁偉利, 鄭錦溪, 鐘童科 申請(qǐng)人:廣東拓奇電力技術(shù)發(fā)展有限公司;華南理工大學(xué)