自啟動直流發電的製造方法
2023-09-12 03:05:30 3
自啟動直流發電的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了自啟動直流發電機，涉及通信基站供電技術，針對現有交流發電機技術存在的問題，提供一種智能的、帶自啟動功能的直流發電機。本實用新型採用的技術要點：包括監控單元、交流發電機、整流模塊；所述監控單元與市電引入配電箱、基站蓄電池組、交流發電機及整流模塊均具有信號連接；所述交流發電機通過交流電線與整流模塊連接，整流模塊通過直流電線與基站負載連接，同時整流模塊通過直流電線與基站蓄電池組連接。
【專利說明】自啟動直流發電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信基站供電技術，特別是一種自啟動直流發電機。
【背景技術】
[0002]通信基站和機房裡通信設備都是直流供電，需要專門通信用開關電源將市電或交流發電機發的交流電轉化為-48V/24V直流電，供通信設備使用。
[0003]現有的帶自啟動功能的交流發電機需要單獨配備市電/油機自動切換系統，簡稱ATS。ATS系統為機械電氣設備，故障率較高，並且是串聯在基站交流配電系統內的，如圖1，一旦ATS系統出現故障，將導致市電和交流發電機均不能向基站開關電源供電的情況，一旦基站和機房內的後備蓄電池耗盡，則會造成通信中斷的事故。
[0004]且現有的交流發電機油耗高、體積大、重量大，在基站和機房電源系統建設和維護方面具有成本高，維護管理不便。
實用新型內容
[0005]本實用新型的發明目的在於針對現有交流發電機技術存在的問題，提供一種智能的、帶自啟動功能的直流發電機。
[0006]本實用新型採用的技術方案是這樣的:包括監控單元、交流發電機、整流模塊；所述監控單元與市電引入配電箱、基站蓄電池組、交流發電機及整流模塊均具有信號連接；所述交流發電機通過交流電線與整流模塊連接，整流模塊通過直流電線與基站負載連接，同時整流模塊通過直流電線與基站蓄電池組連接。
[0007]優選地，所述監控單元用於檢測市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小，並根據市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小控制交流發電機及整流模塊的停啟。
[0008]優選地，監控單元用於在市電停止供電且基站蓄電池組電壓小於閾值時啟動交流發電機及整流模塊。
[0009]優選地，監控單元用於在市電開始供電或基站蓄電池組電壓大於閾值後且經過一定時延後關閉交流發電機及整流模塊。
[0010]優選地，市電引入配電箱通過交流電線與交流-直流轉換器連接，交流-直流轉換器再通過直流電線分別與基站負載、基站蓄電池組連接。
[0011]優選地，所述監控單元包括比較器、或非門、二極體、反相器及觸發器；其中，比較器的正相輸入端接入蓄電池組的電壓，反相輸入端連接一個參考電壓，比較器的輸出端與或非門的一個輸入端連接；或非門的另一個輸入端連接一個反應市電是否供電的邏輯信號，所述或非門的輸出端分為三路；其中第一路通過二極體接至停啟信號輸出端，二極體的陽極與或非門的輸出端連接；第二路通過一個反相器接觸發器的復位端；第三路與觸發器的置位端連接；觸發器具有時鐘信號輸入端，觸發器的輸出端接至停啟信號輸出端。
[0012]優選地，所述交流發電機為高頻交流發電機。
[0013]優選地，所述整流模塊用於將交流發電機輸出的交流電壓轉換為直流電壓。[0014]優選地，整流模塊可以熱插拔，在高頻交流發電機額定功率範圍內，可以根據基站負載的大小進行組合。
[0015]優選地，還包括總控單元，所述總控單元與監控單元具有信號連接，監控單元還用於採集交流發電機及整流模塊的工作狀態並上傳至總控單元，並根據總控單元輸出的停啟指令控制交流發電機及整流模塊的停啟。
[0016]優選地，還包括無線數據傳輸模塊，所述無線數據傳輸模塊與監控單元具有信號連接；監控單元還用於採集交流發電機及整流模塊的工作狀態並上傳至無線數據傳輸模塊，並根據無線數據傳輸模塊輸出的停啟指令控制交流發電機及整流模塊的停啟；無線數據傳輸模塊用於將交流發電機及整流模塊的工作狀態進行無線發射，並無線接收停啟指令。
[0017]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0018]1.本實用新型中的監控單元、交流發電機及整流模塊供電支路與市電供電支路為並聯關係，當監控單元、交流發電機及整流模塊供電支路出現故障時，市電依然可以為基站負載及基站蓄電池組供電。
[0019]2.本實用新型的一個實施例中採用高頻交流發電機(輸出600Hz以上的交流電)作為交流發電機，高頻交流發電機具有耗油量小、體積小、重量輕、可靠性高的優點，有效地解決傳統交流發電機(輸出50Hz交流電)加ATS系統供電方式產生的高故障率、耗油量高等問題。
[0020]3.本實用新型的另一個實施例中包括無線數據傳輸模塊，解決了發電機系統的遠程維護管理問題，可有效地減少現場維護花費的人力和財力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是現有的交流發電機系統原理框圖。
[0022]圖2是本實用新型第一實施例。
[0023]圖3是本實用新型第二實施例。
[0024]圖4是本實用新型第三實施例。
[0025]圖5是本實用新型第四實施例。
[0026]圖6是本實用新型監控單元的一個實施例。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0029]如圖2所示，本實用新型的一個實施例包括監控單元、交流發電機、整流模塊；所述監控單元與市電引入配電箱、基站蓄電池組、交流發電機及整流模塊均具有信號連接；所述交流發電機通過交流電線與整流模塊連接，整流模塊通過直流電線與基站負載連接，同時整流模塊通過直流電線與基站蓄電池組連接。所述整流模塊用於將交流發電機輸出的交流電壓轉換為直流電壓。[0030]如圖3，在另一個實施例中，市電引入配電箱通過交流電線與交流-直流轉換器連接，交流-直流轉換器再通過直流電線分別與基站負載、基站蓄電池組連接。所述交流-直流轉換器可以為開關電源。
[0031 ] 所述監控單元用於檢測市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小，並根據市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小控制交流發電機及整流模塊的停啟。具體的，當監控單元檢測到市電停止供電且基站蓄電池組電壓小於閾值時啟動交流發電機及整流模塊。所述閾值可以為43.2?50V (基站開關電源為-48V系統時)或21.6?25V (基站開關電源為+24V系統時)。當監控單元檢測到市電開始供電或基站蓄電池組電壓大於閾值後，經過一定時延後關閉交流發電機及整流模塊。
[0032]所述的監控單元的一個具體實施例包括監測採樣板，用於對市引入配電箱的輸出及基站蓄電池組的電壓進行採用；控制主板，用於判斷市電是否供電及基站蓄電池組的電壓是否達到閾值，以及產生啟動信號及經過延時的關閉信號控制交流發電機及整流模塊的開啟與關閉，可以有一個邏輯電路來實現，如圖6，包括比較器、或非門、二極體、反相器及觸發器，其中比較器的正相輸入端節蓄電池組的電壓，反相輸入端連接一個參考電壓(閾值)，比較器的輸出端與或非門的一個輸入端連接，或非門的另一個輸入端連接一個邏輯信號(例如市電供電為邏輯1，市電停電為邏輯0)，或非門的輸出端分為三路，其中一路通過二極體接至停啟信號輸出端，另一路通過一個反相器接觸發器的復位端，第三路與觸發器的置位端連接，觸發器輸出信號的時延由時鐘信號elk控制，觸發器的輸出端接至停啟信號輸出端。
[0033]圖6所示的電路邏輯為，當市電停止供電且基站蓄電池組電壓低於閾值時，或非門輸出為1，停啟信號輸出端輸出高電平啟動交流發電機與整流模塊；當市電恢復供電或基站蓄電池組電壓上升至閾值後，觸發器復位，其輸出端由高變低，跳變的時延由觸發器的時鐘信息elk控制，停啟信號輸出端輸出具有一定時延的低電平關閉交流發電機與整流模塊。
[0034]監控單元還可以進一步包括顯示板、按鍵、操作旋鈕級狀態指示燈。
[0035]為了降低傳統發電機的故障率，本實用新型一個實施例中選用高頻交流發電機作為交流發電機，所述交流電線為高頻交流電線。所述高頻交流發電機組配設有發電機自動電壓調節器(AVR)及電子調速器以實現負載在變化時自動調整。
[0036]在本實用新型的另一個實施例中，整流模塊支持熱插拔，在高頻交流發電機額定功率範圍內，工作人員可以根據基站負載的大小選擇適當的整流模塊(如根據基站負載大小選擇整流輸出為-48V的整流模塊或者整流輸出為24V的整流模塊)接入系統中。
[0037]如圖4，本實用新型的另一個實施例還包括總控單元，所述總控單元與監控單元具有信號連接，監控單元還用於採集交流發電機及整流模塊的工作狀態並上傳至總控單元，並根據總控單元輸出的停啟指令控制交流發電機及整流模塊的停啟。
[0038]所述工作狀態包括交流發電機的發電時間、耗油情況、交流發電機溫度、整流模塊輸出的直流電壓和電流值等信息。當這些狀態信息出現異常時，總控單元可以直接通過監控單元關閉交流發電機及整流模塊，從而能夠有效提高本裝置的可靠性。
[0039]如圖5，上述的總控單元可以由無線數據傳輸模塊來代替，無線數據傳輸模塊可以進一步將交流發電機及整流模塊的工作狀態進行無線發射，並無線接收停啟指令，從而實現了基站供電系統的遠程管理。
[0040]實際上，上述實施例中的總控單元是基站動環監控系統，監控單元帶有RS232/485通信接口，可以與基站動環監控系統連接，基站維護管理人員可以通過基站動環監控系統平臺遠程監測和遙控直流發電機的狀態和啟停。
[0041]本實用新型的具體工作過程如下:
[0042]監控單元對市電引入配電箱的輸出和基站蓄電池組的電壓進行實時採集，當市電引入配電箱沒有輸出且蓄電池組電壓低於設定值時，監控單元啟動高頻交流發電機及整流模塊。此時高頻交流發電機輸出的高頻交流電經過整流模塊整流後，輸出直流電為基站負載供電和為基站蓄電池組充電。
[0043]當監控單元檢測到市電恢復等待設定一定時間之後關閉高頻交流發電機，或者當監控單元檢測到基站蓄電池電壓高於閾值等待一定時間之後關閉高頻交流發電機。
[0044]對於有總空單元或者無線數據傳輸模塊的實施例，其監控單元在高頻交流發電機及整流模塊工作期間實時採集交流發電機的啟始時間、發電持續時間、整流模塊輸出的直流電壓和電流值等信息，計算理論油耗，並保存在本機存儲器內，也可以實時上傳至動總控單元或經由無線數據傳輸模塊發射出去。
[0045]監控單元還可以檢測高頻交流發電機的油位、溫度等參數，監測高頻交流發電機的運行狀態，控制高頻交流發電機的通排風系統、補充油泵的啟停等，當發生異常情況時，可自行關閉高頻交流發電機。
[0046]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種自啟動直流發電機，其特徵在於，包括監控單元、交流發電機、整流模塊； 所述監控單元與市電引入配電箱、基站蓄電池組、交流發電機及整流模塊均具有信號連接； 所述交流發電機通過交流電線與整流模塊連接，整流模塊通過直流電線與基站負載連接，同時整流模塊通過直流電線與基站蓄電池組連接。
2.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，所述監控單元用於檢測市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小，並根據市電是否供電及基站蓄電池組電壓大小控制交流發電機及整流模塊的停啟。
3.根據權利要求2所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，監控單元用於在市電停止供電且基站蓄電池組電壓小於閾值時啟動交流發電機及整流模塊。
4.根據權利要求3所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，監控單元用於在市電開始供電或基站蓄電池組電壓大於閾值後且經過一定時延後關閉交流發電機及整流模塊。
5.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，市電引入配電箱通過交流電線與交流-直流轉換器連接，交流-直流轉換器再通過直流電線分別與基站負載、基站蓄電池組連接。
6.根據權利要求4所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，所述監控單元包括比較器、或非門、二極體、反相器及觸發器； 其中，比較器的正相輸入端接入基站蓄電池組的電壓，反相輸入端連接一個參考電壓，比較器的輸出端與或非門的一個輸入端連接； 或非門的另一個輸入端連接一個反應市電是否供電的邏輯信號，所述或非門的輸出端分為三路；其中第一路通過二極體接至停啟信號輸出端，二極體的陽極與或非門的輸出端連接；第二路通過一個反相器接觸發器的復位端；第三路與觸發器的置位端連接； 觸發器具有時鐘信號輸入端，觸發器的輸出端接至停啟信號輸出端。
7.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，所述交流發電機為高頻交流發電機。
8.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，所述整流模塊為支持熱插拔的整流模塊，用於將交流發電機輸出的交流電壓轉換為直流電壓。
9.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，還包括總控單元，所述總控單元與監控單元具有信號連接，監控單元還用於採集交流發電機及整流模塊的工作狀態並上傳至總控單元，並根據總控單元輸出的停啟指令控制交流發電機及整流模塊的停啟O
10.根據權利要求1所述的一種自啟動直流發電機，其特徵在於，還包括無線數據傳輸模塊，所述無線數據傳輸模塊與監控單元具有信號連接；監控單元還用於採集交流發電機及整流模塊的工作狀態並上傳至無線數據傳輸模塊，並根據無線數據傳輸模塊輸出的停啟指令控制交流發電機及整流模塊的停啟；無線數據傳輸模塊用於將交流發電機及整流模塊的工作狀態進行無線發射，並無線接收停啟指令。
【文檔編號】H02J9/08GK203416044SQ201320458641
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】王琪, 曹學民 申請人:成都礫奇能機電設備有限公司