一种燃油发电机和电池集成应急供电系统的制作方法

1.本发明涉及应急供电技术领域，特别是涉及一种燃油发电机和电池集成应急供电系统。


背景技术：

2.目前，燃油发电机是应急供电的主要形式，但燃油发电机存在启动过程慢和启停成本高的问题，不适用于突发的短时的供电场景。电池由于控制灵活且响应速度快的特点，在短时供电场景下可以作为燃油发电机应急供电的良好补充。但为燃油应急供电系统额外配置电池系统需要额外配置电力电子电路和响应的电感电容元件，在此过程中产生了额外的成本和体积占用，不符合应急供电系统的应用场景。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种燃油发电机和电池集成应急供电系统，降低了成本和占用的体积。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种燃油发电机和电池集成应急供电系统，包括第一三相全控整流桥、第二三相全控整流桥、燃油发电机、电池、第一继电器、第二继电器、断路器、第一开关管、第二开关管和电感；
6.所述第一三相全控整流桥的输出端输出三相电为负荷供电，所述第一继电器的第一端点连接所述第一三相全控整流桥的第一输入端，所述第一继电器的第二端点连接所述第二继电器的第一端点，所述第一继电器的第三端点连接所述燃油发电机的中性点，所述燃油发电机的三相端子与所述第二三相全控整流桥的输出端连接，所述第二三相全控整流桥的第一输入端连接所述第二继电器的第三端点，所述第二继电器的第三端点还与所述第一开关管的集电极连接，所述第一开关管的发射极分别与所述第二开关管的集电极和所述电感的一端连接，所述电感的另一端分别与所述第二继电器的第二端点和所述断路器的第一端连接，所述断路器的第二端与所述电池的正极连接，所述电池的负极分别与所述第二开关管的发射极、所述第一三相全控整流桥的第二输入端和所述第二三相全控整流桥的第二输入端连接；
7.所述燃油发电机和电池集成应急供电系统包括电池单独供电模式，燃油发电机单独供电模式和混合供电模式；
8.在所述电池单独供电模式下，所述第一继电器的第一端点和所述第一继电器的第三端点闭合，所述第二继电器的第一端点和所述第二继电器的第二端点闭合，所述断路器闭合；
9.在燃油发电机单独供电模式下，所述第一继电器的第一端点和所述第一继电器的第二端点闭合，所述第二继电器的第一端点和所述第二继电器的第二端点闭合，所述断路器断开；
10.在混合供电模式下，所述第一继电器的第一端点和所述第一继电器的第二端点闭合，所述第二继电器的第一端点和所述第二继电器的第三端点闭合，所述断路器闭合。
11.可选地，一种燃油发电机和电池集成应急供电系统还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述燃油发电机的中性点连接，另一端与所述电池的负极连接。
12.可选地，一种燃油发电机和电池集成应急供电系统还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第二继电器的第三端点连接，另一端与所述电池的负极连接。
13.可选地，所述燃油发电机为开绕组型燃油发电机。
14.可选地，所述第一三相全控整流桥包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；
15.所述第三开关管的集电极、所述第四开关管的集电极和所述第五开关管的集电极均与所述第一继电器的第一端点连接，所述第三开关管的发射极与所述第六开关管的集电极连接，所述第四开关管的发射极与所述第七开关管的集电极连接，所述第五开关管的发射极与所述第八开关管的集电极连接，所述第六开关管的发射极、所述第七开关管的发射极和所述第八开关管的发射极均与所述电极的负极连接。
16.可选地，所述第二三相全控整流桥包括第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第十三开关管和第十四开关管；
17.所述第九开关管的集电极、所述第十开关管的集电极和所述第十一开关管的集电极均与所述第二继电器的第三端点连接，所述第九开关管的发射极与所述第十二开关管的集电极连接，所述第十开关管的发射极与所述第十三开关管的集电极连接，所述第十一开关管的发射极与所述第十四开关管的集电极连接，所述第十二开关管的发射极、所述第十三开关管的发射极和所述第十四开关管的发射极均与所述电极的负极连接。
18.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
19.本发明，首先通过两个继电器和一个断路器实现燃油发电机单独供电、电池单独供电和混合供电三种模式的切换；其次，电感、第一开关管和第二开关管组成的电路用作升压或降压，实现了宽变压比的输出；再者，在不同供电模式下本发明的所有开关管都得到了应用提升了器件的使用效率，节约了成本和空间；最后，在电池单独供电模式下实现了对燃油发电机电感的复用，省去了额外的电感，减低了系统的体积。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
21.图1为本发明一种燃油发电机和电池集成应急供电系统结构示意图；
22.图2为本发明电池单独供电模式下集成应急供电系统结构示意图；
23.图3为本发明燃油发电机单独供电模式下集成应急供电系统结构示意图；
24.图4为本发明混合供电模式下集成应急供电系统结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明的目的是提供一种燃油发电机和电池集成应急供电系统，降低了成本和占用的体积。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.图1为本发明一种燃油发电机和电池集成应急供电系统结构示意图，如图1所示，一种燃油发电机和电池集成应急供电系统，包括第一三相全控整流桥、第二三相全控整流桥、燃油发电机a、电池b、第一继电器k1、第二继电器k2、断路器k3、第一开关管s1、第二开关管s2、电感l、第一电容c1和第二电容c2。
29.第一三相全控整流桥的输出端输出三相电为负荷供电，第一继电器k1的第一端点(1号端点)连接第一三相全控整流桥的第一输入端，第一继电器k1的第二端点(2号端点)连接第二继电器k2的第一端点(1号端点)，第一继电器k1的第三端点(3号端点)连接燃油发电机a的中性点，燃油发电机a的三相端子与第二三相全控整流桥的输出端连接，第二三相全控整流桥的第一输入端连接第二继电器k2的第三端点(3号端点)，第二继电器k2的第三端点还与第一开关管s1的集电极连接，第一开关管s1的发射极分别与第二开关管s2的集电极和电感l的一端连接，电感l的另一端分别与第二继电器k2的第二端点(2号端点)和断路器k3的第一端连接，断路器k3的第二端与电池b的正极连接，电池b的负极(负直流母线n)分别与第二开关管s2的发射极、第一三相全控整流桥的第二输入端和第二三相全控整流桥的第二输入端连接。
30.第一开关管s1和第二开关管s2组成一个臂桥，配合电感l用于在电池单独供电模式和混合供电模式下作为升压电路，在燃油发电机单独供电模式下用作降压电路。
31.燃油发电机a为开绕组型燃油发电机a，开绕组型燃油发电机a在燃油发电机单独供电模式和混合供电模式下用作发电机，在电池单独供电模式下用作电感。
32.本发明一种燃油发电机和电池集成应急供电系统用于为负荷进行应急供电。第一三相全控整流桥用于将电能转换为三相电为负荷供电。第二三相全控整流桥用于控制功率流向。
33.第一电容c1的一端与燃油发电机a的中性点连接，另一端与电池b的负极连接。第一电容c1用于稳压。
34.第二电容c2的一端与第二继电器k2的第三端点连接，另一端与电池b的负极连接。
35.第一三相全控整流桥包括第三开关管s3、第四开关管s4、第五开关管s5、第六开关管s6、第七开关管s7和第八开关管s8。
36.第三开关管s3的集电极、第四开关管s4的集电极和第五开关管s5的集电极均与第一继电器k1的第一端点连接，第三开关管s3的发射极与第六开关管s6的集电极连接，第四开关管s4的发射极与第七开关管s7的集电极连接，第五开关管s5的发射极与第八开关管s8的集电极连接，第六开关管s6的发射极、第七开关管s7的发射极和第八开关管s8的发射极
均与电极的负极连接。
37.第三开关管s3的发射极与第六开关管s6的集电极连接于点m1，第四开关管s4的发射极与第七开关管s7的集电极连接于点m2，第五开关管s5的发射极与第八开关管s8的集电极连接于点m3，点m1、点m2和点m3分别与三相负荷相连接。
38.第九开关管s9的发射极与第十二开关管s12的集电极连接于点m4，第十开关管s10的发射极与第十三开关管s13的集电极连接于点m5，第十一开关管s11的发射极与第十四开关管s14的集电极连接于点m6，点m4、点m5和点m6分别与燃油发电机a的三相端子相连接。
39.第二三相全控整流桥包括第九开关管s9、第十开关管s10、第十一开关管s11、第十二开关管s12、第十三开关管s13和第十四开关管s14。
40.第九开关管s9的集电极、第十开关管s10的集电极和第十一开关管s11的集电极均与第二继电器k2的第三端点连接，第九开关管s9的发射极与第十二开关管s12的集电极连接，第十开关管s10的发射极与第十三开关管s13的集电极连接，第十一开关管s11的发射极与第十四开关管s14的集电极连接，第十二开关管s12的发射极、第十三开关管s13的发射极和第十四开关管s14的发射极均与电极的负极连接。
41.燃油发电机和电池集成应急供电系统包括电池单独供电模式，燃油发电机单独供电模式和混合供电模式，混合供电模式即为电池和燃油发电机共同供电的模式。
42.如图2所示，在电池单独供电模式下，第一继电器k1的第一端点和第一继电器k1的第三端点闭合，第二继电器k2的第一端点和第二继电器k2的第二端点闭合，断路器k3闭合。
43.在电池单独供电模式下，电池b应用于提供应急供电的能量；电感l，第一开关管s1和第二开关管s2工作在升压电路模式下；第二三相全控整流桥工作在三重交错模式下；燃油发电机a用作变流器的电感l；第一三相全控整流桥工作在逆变模式下。
44.电池单独供电模式下的能量流动方向为，电池b到电感l，再到第一开关管s1和第二开关管s2组成的升压电路，再到第二三相全控整流桥，再到燃油发电机a，再到第一三相全控整流桥，最后给负荷供电。
45.如图3所示，在燃油发电机单独供电模式下，第一继电器k1的第一端点和第一继电器k1的第二端点闭合，第二继电器k2的第一端点和第二继电器k2的第二端点闭合，断路器k3断开。
46.在燃油发电机单独供电模式下，燃油发电机a应用于提供应急供电的能量；第二三相全控整流桥工作在整流模式下；电感l，第一开关管s1和第二开关管s2工作在降压电路模式下；第一三相全控整流桥工作在逆变模式下。
47.燃油发电机单独供电模式下的能量流动方向为，燃油发电机a到第二三相全控整流桥，再到电感l，第一开关管s1和第二开关管s2组成的降压电路，再到第一三相全控整流桥，最后给负荷供电。
48.如图4所示，在混合供电模式下，第一继电器k1的第一端点和第一继电器k1的第二端点闭合，第二继电器k2的第一端点和第二继电器k2的第三端点闭合，断路器k3闭合。
49.在混合供电模式下，燃油发电机a和电池b应用于提供应急供电的能量；第二三相全控整流桥工作在整流模式下；电感l，第一开关管s1和第二开关管s2工作在升压电路模式下；第一三相全控整流桥工作在逆变模式下。
50.燃油发电机单独供电模式下的能量流动方向为，燃油发电机a到第二三相全控整
流桥，再到第一三相全控整流桥，最后给负荷供电；电池b到电感l，第一开关管s1和第二开关管s2组成的升压电路，再到第一三相全控整流桥，最后给负荷供电。
51.本发明集成了燃油发电机系统和电池系统进行应急供电。首先，通过配置两个继电器开关(k1，k2)和一个断路器(k3)实现三种模式切换，实现了燃油发电机系单独应急供电，电池单独应急供电和混合应急供电的功能。其次，电感l，第一开关管和第二开关管组成电路用作升压或降压模式，实现了的宽变压比的输出；再次，在不同供电模式下本发明的所有开关管都得到了应用提升了器件的使用效率，节约了成本和空间；最后，在电池单独供电模式下实现了对燃油发电机电感的复用，省去了额外的电感，减低了系统的体积。
52.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
53.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。