大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置的製作方法

2023-05-18 19:09:01

專利名稱：大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及氫氧發生器控制裝置，具體是一種大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置。
背景技術：
目前，用於氫氧發生器的控制裝置主要包括電源控制裝置和綜合控制裝置。在現有技術條件下，用於氫氧發生器的電源控制裝置主要採用變壓器+矽整流型控制方式，用於氫氧發生器的綜合控制裝置主要採用繼電器控制方式。實踐表明，變壓器+矽整流型控制方式由於自身結構所限，普遍存在功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大的問題，由 此導致氫氧發生器的用戶使用成本上升。繼電器控制方式則由於機械式接觸過多，容易出現繼電器觸點接觸不良，因而普遍存在工作不穩定、故障率高的問題。基於此，有必要針對氫氧發生器發明一種全新的控制裝置，以解決現有氫氧發生器控制裝置功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大、工作不穩定、以及故障率高的問題。
發明內容本實用新型為了解決現有氫氧發生器控制裝置功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大、工作不穩定、以及故障率高的問題，提供了一種大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置。本實用新型是採用如下技術方案實現的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置，包括逆變電源控制部分、綜合控制部分、以及主控制部分；所述逆變電源控制部分包括電源輸入電路、三相整流電路、高頻變壓器、高頻逆變電源、高頻整流濾波電路、電源輸出電路、電壓取樣電路、電壓設定電路、電壓比較器、電壓PID調節器、電流取樣電路、電流設定電路、電流比較器、電流PID調節器、以及主比較器；所述綜合控制部分包括信號輸入電路、信號隔離電路、邏輯門控制電路、加液控制電路、以及加液執行電路；所述主控制部分包括PWM控制電路、欠壓保護電路、過流保護電路、以及驅動電路；其中，電源輸入電路的輸出端連接三相整流電路的輸入端；三相整流電路的輸出端連接高頻變壓器的輸入端；高頻變壓器的輸出端連接高頻逆變電源的輸入端；高頻逆變電源的輸出端連接高頻整流濾波電路的輸入端；高頻整流濾波電路的輸出端連接電源輸出電路的輸入端；電源輸出電路的輸出端分別連接電壓取樣電路的輸入端和電流取樣電路的輸入端；電壓取樣電路的輸出端和電壓設定電路的輸出端均連接電壓比較器的輸入端；電壓比較器的輸出端連接電壓PID調節器的輸入端；電流取樣電路的輸出端和電流設定電路的輸出端均連接電流比較器的輸入端；電流比較器的輸出端連接電流PID調節器的輸入端；電壓PID調節器的輸出端和電流PID調節器的輸出端均連接主比較器的輸入端；主比較器的輸出端、欠壓保護電路的輸出端、過流保護電路的輸出端均連接PWM控制電路的輸入端；PWM控制電路的輸出端連接驅動電路的輸入端；驅動電路的輸出端連接高頻逆變電源的輸入端；信號輸入電路的輸出端連接信號隔離電路的輸入端；信號隔離電路的輸出端連接邏輯門控制電路的輸入端；邏輯門控制電路的輸出端分別連接加液控制電路的輸入端和PWM控制電路的輸入端；加液控制電路的輸出端連接加液執行電路的輸入端。工作時，電源輸入電路的輸入端連接外部交流電源。電源輸出電路的輸出端連接氫氧發生器的供電端。信號輸入電路的輸入端連接外部控制信號。加液執行電路的輸出端連接氫氧發生器的控制信號端。具體工作過程包括一、當進行電源控制時，外部交流電源輸出的電壓電流依次經電源輸入電路、三相整流電路、高頻變壓器、高頻逆變電源、高頻整流濾波電路進行輸入、整流、變壓、逆變、濾波，最終通過電源輸出電路向氫氧發生器進行供電。在供電過程中，電壓取樣電路對電源輸出電路的電壓進行取樣，並將取樣電壓信號輸入電壓比較器。同時，電壓設定電路將設定電壓信號輸入電壓比較器。取樣電壓信號和設定電壓信號在電壓比較器內進行比較，並生成比較電壓信號。電壓比較器將比較電壓信號輸入電壓PID調節器。電壓PID調節器根據比較電壓信號生成PID電壓調節信號，並將PID電壓調節信號輸入主比較器。與此同時，電流取樣電路對電源輸出電路的電流進行取樣，並將取樣電流信號輸入電流比較器。同時，電流設定電路將設定電流信號輸入電流比較器。取樣電流信號和設定電流信號在電流比較器內進行比較，並生成比較電流信號。電流比較器 將比較電流信號輸入電流PID調節器。電流PID調節器根據比較電流信號生成PID電流調節信號，並將PID電流調節信號輸入主比較器。PID電壓調節信號和PID電流調節信號在主比較器內進行疊加，並生成疊加信號。主比較器將疊加信號輸入PWM控制電路。PWM控制電路根據疊加信號生成PWM控制信號，並將PWM控制信號輸入驅動電路。驅動電路根據PWM控制信號對高頻逆變電源的電壓電流進行控制，由此對氫氧發生器的工作電壓和工作電流進行控制。在此過程中，欠壓保護電路對PWM控制電路進行欠壓保護，過流保護電路對PWM控制電路進行過流保護，由此保證PWM控制電路的正常工作。二、當進行綜合控制時，外部控制信號依次經信號輸入電路、信號隔離電路、邏輯門控制電路進行輸入、隔離、邏輯運算，然後分成兩路信號。其中一路信號輸入加液控制電路，加液控制電路根據這路信號生成加液控制信號，並將加液控制信號輸入加液執行電路。加液執行電路根據加液控制信號對氫氧發生器的加液動作進行控制。另一路信號輸入PWM控制電路，PWM控制電路根據這路信號生成PWM控制信號，並將PWM控制信號輸入驅動電路。驅動電路根據PWM控制信號對高頻逆變電源的電壓電流進行控制，由此對氫氧發生器的工作電壓和工作電流進行控制。在此過程中，欠壓保護電路對PWM控制電路進行欠壓保護，過流保護電路對PWM控制電路進行過流保護，由此保證PWM控制電路的正常工作。基於上述過程，與現有氫氧發生器控制裝置相比，本實用新型所述的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置具有如下優點一、在電源控制方面，與變壓器+矽整流型控制方式相比，本實用新型所述的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置採用高頻逆變電源代替了可控矽電源，並增設了欠壓保護電路和過流保護電路，因而有效增大了功率因數，有效提高了電源效率(由75%左右提高至85%以上)，有效降低了峰谷電壓波動，進而有效降低了氫氧發生器的用戶使用成本。同時，本實用新型所述的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置省去了整流變壓器，因而有效降低了氫氧發生器的重量，進而有效提高了氫氧發生器的裝運方便性。二、在綜合控制方面，與繼電器控制方式相比，本實用新型所述的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置採用模擬電路和數字電路取代了繼電器，並增設了欠壓保護電路和過流保護電路，因而有效避免了因機械式接觸過多而出現繼電器觸點接觸不良，有效增強了工作穩定性，有效降低了故障率，進而有效降低了氫氧發生器的生產成本。綜上所述，本實用新型所述的大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置通過採用全新控制結構，有效解決了現有氫氧發生器控制裝置功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大、工作不穩定、以及故障率高的問題。本實用新型基於全新控制結構，有效解決了現有氫氧發生器控制裝置功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大、工作不穩定、以及故障率高的問題，適用於氫氧發生器的控制，尤其適用於大功率氫氧發生器的控制。

圖I是本實用新型的逆變電源控制部分和主控制部分的結構示意圖。圖2是本實用新型的綜合控制部分和主控制部分的結構示意圖。圖中1-電源輸入電路，2-三相整流電路，3-高頻變壓器，4-高頻逆變電源，5-高頻整流濾波電路，6-電源輸出電路，7-電壓取樣電路，8-電壓設定電路，9-電壓比較器， 10-電壓PID調節器，11-電流取樣電路，12-電流設定電路，13-電流比較器，14-電流PID調節器，15-主比較器，16-信號輸入電路，17-信號隔離電路，18-邏輯門控制電路，19-加液控制電路，20-加液執行電路，21- PWM控制電路，22-欠壓保護電路，23-過流保護電路，24-驅動電路。
具體實施方式
大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置，包括逆變電源控制部分、綜合控制部分、以及主控制部分；所述逆變電源控制部分包括電源輸入電路I、三相整流電路2、高頻變壓器3、高頻逆變電源4、高頻整流濾波電路5、電源輸出電路6、電壓取樣電路7、電壓設定電路8、電壓比較器9、電壓PID調節器10、電流取樣電路11、電流設定電路12、電流比較器13、電流PID調節器14、以及主比較器15 ;所述綜合控制部分包括信號輸入電路16、信號隔離電路17、邏輯門控制電路18、加液控制電路19、以及加液執行電路20 ;所述主控制部分包括PWM控制電路21、欠壓保護電路22、過流保護電路23、以及驅動電路24 ；其中，電源輸入電路I的輸出端連接三相整流電路2的輸入端；三相整流電路2的輸出端連接高頻變壓器3的輸入端；高頻變壓器3的輸出端連接高頻逆變電源4的輸入端；高頻逆變電源4的輸出端連接高頻整流濾波電路5的輸入端；高頻整流濾波電路5的輸出端連接電源輸出電路6的輸入端；電源輸出電路6的輸出端分別連接電壓取樣電路7的輸入端和電流取樣電路11的輸入端；電壓取樣電路7的輸出端和電壓設定電路8的輸出端均連接電壓比較器9的輸入端；電壓比較器9的輸出端連接電壓PID調節器10的輸入端；電流取樣電路11的輸出端和電流設定電路12的輸出端均連接電流比較器13的輸入端；電流比較器13的輸出端連接電流PID調節器14的輸入端；電壓PID調節器10的輸出端和電流PID調節器14的輸出端均連接主比較器15的輸入端；主比較器15的輸出端、欠壓保護電路22的輸出端、過流保護電路23的輸出端均連接PWM控制電路21的輸入端；PWM控制電路21的輸出端連接驅動電路24的輸入端；驅動電路24的輸出端連接高頻逆變電源4的輸入端；信號輸入電路16的輸出端連接信號隔離電路17的輸入端；信號隔離電路17的輸出端連接邏輯門控制電路18的輸入端；邏輯門控制電路18的輸出端分別連接加液控制電路19的輸入端和PWM控制電路21的輸入端；加液控制電路19的輸出端連接加液執行電路20的輸入 端。
權利要求1. 一種大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置，其特徵在於包括逆變電源控制部分、綜合控制部分、以及主控制部分；所述逆變電源控制部分包括電源輸入電路(I)、三相整流電路(2)、高頻變壓器(3)、高頻逆變電源(4)、高頻整流濾波電路(5)、電源輸出電路(6)、電壓取樣電路(7)、電壓設定電路(8)、電壓比較器(9)、電壓PID調節器(10)、電流取樣電路(11)、電流設定電路(12)、電流比較器(13)、電流PID調節器(14)、以及主比較器(15);所述綜合控制部分包括信號輸入電路(16)、信號隔離電路(17)、邏輯門控制電路(18)、加液控制電路(19)、以及加液執行電路(20);所述主控制部分包括PWM控制電路(21)、欠壓保護電路(22)、過流保護電路(23)、以及驅動電路(24)； 其中，電源輸入電路(I)的輸出端連接三相整流電路(2)的輸入端；三相整流電路(2)的輸出端連接高頻變壓器(3 )的輸入端；高頻變壓器(3 )的輸出端連接高頻逆變電源(4 )的輸入端；高頻逆變電源(4)的輸出端連接高頻整流濾波電路(5)的輸入端；高頻整流濾波電路(5 )的輸出端連接電源輸出電路(6 )的輸入端；電源輸出電路(6 )的輸出端分別連接電壓取樣電路(7)的輸入端和電流取樣電路(11)的輸入端；電壓取樣電路(7)的輸出端和電壓設定電路(8 )的輸出端均連接電壓比較器(9 )的輸入端；電壓比較器(9 )的輸出端連接電壓PID調節器(10)的輸入端；電流取樣電路(11)的輸出端和電流設定電路(12)的輸出端均連接電流比較器(13)的輸入端；電流比較器(13)的輸出端連接電流PID調節器(14)的輸入端；電壓PID調節器(10)的輸出端和電流PID調節器(14)的輸出端均連接主比較器(15)的輸入端；主比較器(15)的輸出端、欠壓保護電路(22)的輸出端、過流保護電路(23)的輸出端均連接PWM控制電路(21)的輸入端；PWM控制電路(21)的輸出端連接驅動電路(24)的輸入端；驅動電路(24)的輸出端連接高頻逆變電源(4)的輸入端；信號輸入電路(16)的輸出端連接信號隔離電路(17)的輸入端；信號隔離電路(17)的輸出端連接邏輯門控制電路(18)的輸入端；邏輯門控制電路(18)的輸出端分別連接加液控制電路(19)的輸入端和PWM控制電路(21)的輸入端；加液控制電路(19)的輸出端連接加液執行電路(20)的輸入端。
專利摘要本實用新型涉及氫氧發生器控制裝置，具體是一種大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置。本實用新型解決了現有氫氧發生器控制裝置功率因數低、電源效率低、峰谷電壓波動大、工作不穩定、以及故障率高的問題。大功率氫氧發生器逆變電源綜合控制裝置包括逆變電源控制部分、綜合控制部分、以及主控制部分；所述逆變電源控制部分包括電源輸入電路、三相整流電路、高頻變壓器、高頻逆變電源、高頻整流濾波電路、電源輸出電路、電壓取樣電路、電壓設定電路、電壓比較器、電壓PID調節器、電流取樣電路、電流設定電路、電流比較器、電流PID調節器、以及主比較器。本實用新型適用於氫氧發生器的控制，尤其適用於大功率氫氧發生器的控制。
文檔編號H02M3/24GK202737744SQ20122043992
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者侯春軍, 閆培峰 申請人:山西平陽重工機械有限責任公司