供电装置

文档序号:690273 发布日期:2021-04-30 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 供电装置 (Power supply device ) 是由 权赫日 黄光圭 安宽承 于 2019-08-29 设计创作,主要内容包括:本发明一实施例的供电装置包括:复数个电源模块,接收交流电并提供给负载;不间断供电模块,设置于所述复数个电源模块的一侧,向所述负载供给自身电力;逆变器模块,设置于所述复数个电源模块或不间断供电模块的一侧,转换电力并提供给所述负载;直流汇流条,分别设置于所述复数个电源模块、不间断供电模块以及逆变器模块的外盒内部;以及连接汇流条,连接相邻的所述直流汇流条,在所述复数个电源模块和不间断供电模块的内部,分别在所述直流汇流条的上部设置有交流/直流转换器或直流/直流转换器,或者分别在所述直流汇流条的下部设置有所述交流/直流转换器或直流/直流转换器。(The power supply device of an embodiment of the present invention includes: the power supply modules receive alternating current and supply the alternating current to a load; the uninterrupted power supply module is arranged on one side of the plurality of power supply modules and supplies self power to the load; an inverter module disposed at one side of the plurality of power modules or the uninterruptible power supply module, converting power and supplying the converted power to the load; the direct current bus bar is respectively arranged inside the outer boxes of the plurality of power supply modules, the uninterruptible power supply module and the inverter module; and a connection bus bar connecting the adjacent direct current bus bars, wherein an alternating current/direct current converter or a direct current/direct current converter is respectively arranged on the upper part of the direct current bus bar or the lower part of the direct current bus bar in the plurality of power modules and the uninterrupted power supply module.)

供电装置

技术领域

本发明涉及供电装置,更详细地说,涉及一种具有多个供电模块的供电装置。

背景技术

通常,供电装置是从电源接收交流电并转换为负载能够使用的交流电或直流电,之后向负载供给的装置。在设备规模大或需要稳定的供电的场所设置有由多个供电模块构成的供电装置。这种多个供电模块可以通过直流母线(直流汇流条)连接。在此,多个供电模块中可以包括不间断供电装置(UPS,Uninterruptible Power Supply)。

参照图1对现有技术的供电装置进行说明,具体如下。

现有技术的供电装置由配置为一列的复数个供电模块构成。例如,复数个模块由旁路模块1、主模块2、电半导体模块3、逆变器模块4构成。在复数个模块的上部设置有提供直流电的共用母线(Common Busbar)5,由此向各个模块提供直流电。

主模块2和旁路模块1接收交流电6、7。另一方面,作为不间断供电模块设置有电半导体模块3,用于在紧急状况下自供电。逆变器模块4与负载连接并向负载(未图示)供电。在正常状态下,由主模块2向负载供给从交流电7接收到的电力。在主模块2因事故或故障等而停止运转的情况下,旁路模块1向负载供给从交流电6接收到的电力。在供电路径从主模块2变更为旁路模块1的情况下,电半导体模块3会临时向负载供电,以防止发生断电状态。

在各个模块设置有将交流转换为直流的AC/DC转换器8、将直流转换为交流的DC/AC转换器9、用于升降直流电压的DC/DC转换器10中的一种以上的转换器。另外,在各个模块设置有断路器、控制装置、PLC或不间断电源控制器等的各种电力设备。

如上所述的各种电力设备和转换器通常在模块内构成为两段。为了连接这些电力设备和转换器,电缆11或汇流条12被复杂地被连接在模块内。

这种现有技术的供电装置存在如下的问题点。

第一、由于各个模块配置为一列,因此存在当空间受限时难以设置的问题点。例如,在空间的长度达不到整个模块的长度的情况下,难以设置供电装置。

另外,当观察模块内部结构时,各个模块以两段结构形成,在内部配置有各种电力设备和转换器,而在外部配置有共用母线,由此向各个模块供给电流。在这些共用母线和模块之间使用连接汇流条或连接电缆。由于这些汇流条和电缆在电力设备和转换器之间复杂地纠结在一起,因此不仅难以组装或设置,甚至会增大保养维护的难度。

发明内容

发明要解决的问题

本发明为了解决上述问题而提出,其目的在于,提供一种能够在具有有限的长度的空间内配置的供电装置。

本发明的另一目的在于,提供一种通过简化模块内部的装置和连接线,来使设置和保养/维护容易的供电装置。

用于解决问题的手段

本发明一实施例的供电装置包括:复数个电源模块,接收交流电并提供给负载;不间断供电模块,设置于所述复数个电源模块的一侧,向所述负载供给自身电力;逆变器模块,设置于所述复数个电源模块或不间断供电模块的一侧,转换电力并提供给所述负载;直流汇流条,分别设置于所述复数个电源模块、不间断供电模块以及逆变器模块的外盒内部;以及连接汇流条,连接相邻的所述直流汇流条,在所述复数个电源模块和不间断供电模块的内部,分别在所述直流汇流条的上部设置有交流/直流转换器或直流/直流转换器,或者分别在所述直流汇流条的下部设置有所述交流/直流转换器或直流/直流转换器。

在此,所述复数个电源模块包括主模块和旁路模块,所述主模块在正常状态下向所述负载供电,所述旁路模块在所述主模块不能运转时向所述负载供电。

另外,还包括控制所述复数个电源模块和不间断供电模块的控制模块。

另外,所述直流汇流条设置于各个所述外盒的中间部。

另外,在所述复数个电源模块和不间断供电模块的内部,在交流/直流转换器或直流/直流转换器设置于所述直流汇流条的上部的情况下,剩余的电力设备配置于所述直流汇流条的下部,在所述复数个电源模块和不间断供电模块内部中,在交流/直流转换器或直流/直流转换器设置于所述直流汇流条的下部的情况下,剩余的电力设备配置于所述直流汇流条的上部。

另外,所述控制模块可以设置有外部直流汇流条,所述外部直流汇流条与设置于所述控制模块的内部的所述直流汇流条连接并且向所述控制模块的外部露出。

另外,在所述直流汇流条可以设置有:纵向连接部,在所述直流汇流条的两端部沿长度方向形成;以及横向连接部,在所述直流汇流条的侧面部沿宽度方向形成。

另外,所述连接汇流条可以设置有形成为槽的结合部,以紧固所述纵向连接部或横向连接部。

另外,特征在于,所述结合部为U形槽或台阶槽。

另外,可以包括:外廓框架,配置于所述外盒的边缘;以及中间框架,配置于相邻的所述外廓框架之间。

另外,在所述外廓框架的一侧面可以沿长度方向切开形成有切开部,在与所述一侧面相对的另一侧面可以沿长度方向形成有复数个紧固孔。

另外,在形成有所述紧固孔的面可以形成有沿长度方向凹陷形成的台阶部。

另外,在所述外廓框架的两端部可以形成有紧固槽。

另外,还可以包括连接相邻的三个所述外廓框架的三向框架连接件。

另外,所述三向框架连接件可以包括主体部和三个紧固部,所述三个紧固部,从所述主体部分别朝向彼此正交的三个方向凸出而形成并且插入所述紧固槽中。

另外,在所述中间框架的两端部可以设置有切开形成的套入部。

另外,还可以包括单向框架连接件,所述单向框架连接件插入并结合于所述套入部并紧固于所述外廓框架。

另外,所述单向框架连接件可以包括:插入部,阶梯状形成并插入所述套入部中;以及结合面部,形成有螺丝孔,与所述外廓框架相接触。

另外,在所述外盒的配置了所述纵向连接部或横向连接部的部分可以形成有汇流条孔。

并且,在所述外盒可以形成有框架孔,以使所述外廓框架的一部分露出。

发明的效果

根据本发明各个实施例的供电装置,能够设置在具有有限长度的空间内。即,复数个模块除了排成一列的形态之外还可以配置成多列。另外,可以设定为各个模块的配置方向不同。

另外,由于模块内部的装置和汇流条配置得简单,从而保养维护容易。

由于标准化了各个模块,从而容易以各种各样的构成组装和配置。即,可以适当地选择所需的模块,并进行连接、配置、使用。

附图说明

图1是现有技术的供电装置的结构图。

图2是本发明一实施例的供电装置的结构图。

图3是图2中的某一模块的立体图。

图4是适用于本发明一实施例的供电装置的直流汇流条和连接汇流条的立体图。

图5是适用于本发明一实施例的供电装置的模块框架的立体图。

图6是图5的外廓框架的分解立体图。

图7是图5的中间框架的分解立体图。

图8至图10是作为本发明各个实施例的供电装置的配置图的俯视图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的优选的实施例进行说明,这是用于详细说明到足以能够使本领域的普通技术人员容易地实施本发明,并不表示因此而限定本发明的技术思想和范围。

图2示出了本发明一实施例的供电装置的结构图。参照附图对本发明的各个实施例的供电装置进行详细的说明。

本发明一实施例的供电装置包括:复数个电源模块20、30,接收交流电并提供给负载;不间断供电模块35,设置于所述复数个电源模块20、30的一侧,将自身电力提供给所述负载;逆变器模块40,设置于所述复数个电源模块或不间断供电模块的一侧,转换电力并提供给所述负载;直流汇流条60,分别设置于所述复数个电源模块20、30、不间断供电模块35以及逆变器模块40的内部;以及连接汇流条65,连接相邻的所述直流汇流条60,所述复数个电源模块20、30和不间断供电模块35中的每一个,在所述直流汇流条60的上部设置有交流/直流转换器或直流/直流转换器,或者在所述直流汇流条的下部设置有交流/直流转换器或直流/直流转换器。

本发明一实施例的供电装置包括复数个模块。这种复数个模块可以由电源模块20、30、35、逆变器模块40以及控制模块25构成。在此,电源模块20、30、35可以包括主模块30、旁路模块20、不间断供电模块35。

主模块30和旁路模块20分别从交流电源51、52接收交流电。在正常状态下,由主模块20向负载(未图示)供给从第一交流电源51接收到的电力。在发生事故或故障等导致主模块30无法运转的情况下,会由旁路模块20向负载供给从第二交流电源52接收到的电力。

另一方面,为了在紧急状况下进行自供电而设置不间断供电模块35。不间断供电模块35也可以称作电半导体模块。不间断供电模块35可以在主模块30和旁路模块20彼此之间变更供电路径的情况下为防止断电而临时使用。

逆变器模块40将在所述模块中转换的直流电转换为交流电并向负载供给。

对于本发明的特征,按各个模块进行具体的说明。

在正常状态下,主模块30是从电源(第一交流电源51)接收交流电并转换为直流电,之后向其他模块或负载供给直流电的装置。

主模块30从第一交流电源51接收交流电。

在主模块30设置有第一交流(AC)/直流(DC)转换器56和第二交流/直流转换器57,以将从第一交流电源51接收到的交流电转换为直流电。第一交流/直流转换器56或第二交流/直流转换器57可以设置有复数个。

在主模块30设置有直流汇流条60,以传输由第一交流/直流转换器56转换的直流电力。直流汇流条60设置于主模块30的中间部。

在主模块30设置有设置于交流电力线的交流断路器71和设置于直流电力线的直流断路器72,以应对过电流或接地事故等输配电系统的事故。在主模块30中,交流断路器71和直流断路器72配置于直流汇流条60的上部。

在主模块30中,所述第一交流/直流转换器56配置于直流汇流条60的下部。

在主模块30中,第一交流/直流转换器56配置于直流汇流条60的下部,断路器71、72等其他电力设备配置于直流汇流条60的上部,这种配置在各个模块共通适用,因此能够实现模块之间的标准化并且确保便于组装和设置,在保养维护时也会提高便利性。

旁路模块20是在主模块30无法执行正常的通电功能的情况下从电源(第二交流电源52)接收交流电并转换为直流电,之后向其他模块或负载供给直流电的装置。

旁路模块20从第二交流电源52接收交流电。

在旁路模块20设置有第一交流/直流转换器56和第二交流/直流转换器57,以将从第二交流电源52接收到的交流电转换为直流电。第一交流/直流转换器56或第二交流/直流转换器57可以设置有复数个。

在旁路模块20设置有直流汇流条60,以传输由第一交流/直流转换器56转换的直流电。直流汇流条60设置于旁路模块20的中间部。

在旁路模块20设置有设置于交流电力线的交流断路器71和设置于直流电力线的直流断路器72,以应对过电流或接地事故等输配电系统的事故。在旁路模块20中,交流断路器71和直流断路器72配置于直流汇流条60的上部。

在旁路模块20中,所述第一交流/直流转换器56配置于直流汇流条60的下部。

在旁路模块20中,第一交流/直流转换器56配置于直流汇流条60的下部,断路器71、72等其他电力设备配置于直流汇流条60的上部,这种配置在各个模块中共通适用,因此能够实现模块之间的标准化并且确保便于组装和设置,在保养维护时也会提高便利性。

控制模块25为了通过控制电源模块20、30、35来顺畅地向负载供电并且向外部传输直流电而设置。在控制模块25设置有用于控制供电装置的各个模块的各种控制装置或接口设备。作为这种装置或设备包括PLC HMI(programmable logic controller HumanMachine Interface,可编程逻辑控制器人机界面),UPS S/W(uninterruptible powersupply switch,不间断电源开关),控制TR(transmit-receive switch,发送/接收开关)等。

在控制模块25设置有直流汇流条60,以在模块之间传输直流电。直流汇流条60设置于控制模块25的中间部。

在控制模块25设置有外部直流汇流条69,以在供电装置和外部之间传输直流电力。外部直流汇流条69与控制模块25的直流汇流条60连接并且向控制模块25的外部露出。

控制模块25设置有设置于直流电力线的直流断路器72,以应对过电流或接地事故等输配电系统的事故。在控制模块25中,直流断路器72配置于直流汇流条60的上部。

不间断供电模块35是为了用自身电源向负载供电而设置的。不间断供电模块35是临时供电模块。例如,不间断供电模块35为了在将供电线路从主模块30变更为旁路模块20的情况下防止停电(断电)而设置。

不间断供电模块35从电池电源55接收电力。

在不间断供电模块35设置有第一直流(DC)/直流(DC)转换器58和第二直流/直流转换器59,以升降从电池电源55接收到的直流电。第一交流/直流转换器56或第二交流/直流转换器57可以设置有复数个。

在不间断供电模块35设置有直流汇流条60,以传输直流电。直流汇流条60设置于不间断供电模块35的中间部。

在不间断供电模块35设置有设置于直流电力线的直流断路器72,以应对过电流或接地事故等输配电系统的事故。另外,在电池电源55和直流电力线之间设置有第二直流断路器73。在不间断供电模块35中,直流断路器72和第二直流断路器73配置于直流汇流条60的上部。

在不间断供电模块35中,所述第一直流/直流转换器58配置于直流汇流条60的下部。

在不间断供电模块35中第一直流/直流转换器58配置于直流汇流条60的下部,断路器71、72等其他电力设备配置于直流汇流条60的上部,这种配置在各个模块中共通适用,因此能够实现模块之间的标准化并且确保便于组装和设置,在保养维护时也会提高便利性。

逆变器模块40是为了将在各个模块转换的直流电转换为交流电并向负载供给交流电而设置的。在逆变器模块40设置有复数个逆变器41。逆变器41与主模块30、控制模块25、不间断供电模块35分别连接。在逆变器41中转换为交流的电力提供给各个负载。

在逆变器模块40设置有直流汇流条60,以传输从各个模块提供的直流电。

图3是图2中的主模块的立体图,图4是适用于各个模块的直流汇流条和连接汇流条的立体图。

各个模块20、25、30、35、40作为结构物包括外盒和框架。由于是能够共通适用于各个模块的内容,因此作为一例对主模块30进行说明。除非特说明或例外适用,否则以下说明到的内容不仅可以适用于主模块30,而且还可以适用于其他模块。

主模块30作为结构物具有外盒31和框架80、85、45。外盒31是为了容纳各个电力设备而设置的。框架80、85、45包括:外廓框架80,设置于外盒31内;中间框架85;以及底座框架45,设置于外盒31的下部。可以选择性的设置有各个框架80、85、45。

外盒31可以形成为箱体形状。在外盒31的正面形成有门34(参照图8),当门34开放时,可以接近内部。外盒31被底座框架45支撑。

在外盒31可以分别设置有:复数个框架孔32,能够使框架80、85向两侧面和和背面露出;以及复数个汇流条孔33,能够使直流汇流条61露出。框架孔32可以形成于上下端部,汇流条孔33可以形成于中间部。

直流汇流条60包括长度相对长的第一直流汇流条61、长度相对短的第二直流汇流条64以及将所述第一直流汇流条61或第二直流汇流条64彼此连接的连接汇流条65。在外盒31的内部设置有第一直流汇流条61或第二直流汇流条64。根据模块使用适合的直流汇流条。

第一直流汇流条61可以设置于外盒31的中间部。由此,可以以第一直流汇流条61为基准区分为第一段和第二段。转换器可以配置于第一直流汇流条61的下部(即,第一段),除了转换器之外的断路器等的剩余的电力设备可以配置于第一直流汇流条61的上部(即,第二段)。当然,也可以设置为与上述情形相反。

第一直流汇流条61可以由板状的板形成。在此,在第一直流汇流条61的两端部形成有沿长度方向形成的纵向连接部62。另一方面,在第一直流汇流条61的侧面部形成有沿宽度方向形成的横向连接部63。纵向连接部62可以沿与横向连接部63垂直的方向形成。横向连接部63可以设置有复数个。

第二直流汇流条64可以形成为与第一直流汇流条61相似。就第二直流汇流条64而言,除了横向连接部63可以设置为单个之外可以形成为与第一直流汇流条61相似。

在相邻的模块之间设置有连接汇流条65以连接各个直流汇流条61、64。连接汇流条65可以由板状的板形成。在连接汇流条65的两端部分别形成有能够使直流汇流条61、64连接的结合部66。结合部66可以形成为能够容纳连接部62、63的槽。在此,结合部66可以形成为‘U’形槽或台阶槽等各种各样的形状。

直流汇流条61、64和连接汇流条65可以通过螺纹结合而紧固。通过直流汇流条60和连接汇流条65,直流电可以在各个模块之间或向外部传输。另外,由于直流汇流条60被区分为第一直流汇流条61、第二直流汇流条64以及连接汇流条65,而直流汇流条61、64设置于模块内部,因此各个模块独立配置并且可以选择性地构成装置。

图5是适用于本发明一实施例的供电装置的模块框架的立体图,图6是图5的外廓框架的分解立体图,图7是图5的中间框架的分解立体图。

框架80、85、45包括设置于外盒31内的外廓框架80、中间框架85以及设置于外盒31的下部的底座框架45。

在外盒31的下部设置有底座框架45。底座框架45对模块进行支撑。

在外盒31的内部设置有外廓框架80和中间框架85。

外廓框架80设置于外盒31的边缘以支撑外盒31。外廓框架80可以形成为一字型。外廓框架80的截面可以呈长方形并且在外廓框架80的内部可以形成有中空部。外廓框架80以适合的长度形成并且沿着外盒31的边缘竖向或横向配置。

在外廓框架80的一侧面,沿长度方向切开形成有切开部81,在与所述一侧面相对的另一侧面,沿长度方向形成有复数个紧固孔82。在形成有紧固孔82的面可以形成有沿长度方向凹陷形成的台阶部83。在外廓框架80的两端部形成有紧固槽84。

设置有三向框架连接件90。三向框架连接件90是为了连接外廓框架80而设置的。三向框架连接件90包括:主体部91;以及紧固部92、93、94,从所述主体部91沿正交的三个方向分别凸出。例如,各个紧固部92、93、94可以形成为朝向彼此正交的x、y、z方向凸出。

三向框架连接件90的各个紧固部92、93、94插入到外廓框架80的紧固槽84中。外廓框架80与三向框架连接件90连接而呈三维形状,并且被设置于外盒31的边缘而支撑外盒31。

在三向框架连接件90的第一紧固部92形成有结合孔95。在结合为外廓框架80的切开部81、第一紧固部92的结合孔95、底座框架45的紧固孔46在一条直线上的状态下,外廓框架80通过贯通所述切开部81、结合孔95、紧固孔46并紧固的螺丝,而固定并结合于底座框架45。由此,外盒31固定并被支撑于底座框架45。在没有底座框架45的部分,外廓框架80可以与三向框架连接件90连接并且通过螺纹结合而固定。

在两个外廓框架80之间可以结合有中间框架85。中间框架85可以为了加强外廓框架80中形成为长度较长的部位的支撑力而设置。在中间框架85的两端部设置有切开而形成的套入部86。

设置有与所述套入部86结合的单向框架连接件96。单向框架连接件96可以形成为大致呈长方体形状。单向框架连接件96与中间框架85的套入部86过盈配合并且与外廓框架80螺纹结合。

单向框架连接件96包括阶梯状形成的插入部97和形成有螺丝孔98的结合面部99。单向框架连接件96的插入部97插入并结合于在中间框架85的两端部形成的套入部86,单向框架连接件96的结合面部99抵接并结合于外廓框架80。

在具有如上所述的构成的供电装置中,各个模块的配置形态具体如下。

图8示出了本发明一实施例的供电装置的俯视图。为了便于理解,未图示其他构成要素,而仅图示了外盒和汇流条。

在该实施例中,各个模块配置为一列。示出了从左侧开始配置旁路模块20、控制模块25、主模块30、不间断供电模块35、逆变器模块40的例子。在此,当然,这种模块之间的配置顺序可以根据需要变更。

相邻的模块的直流汇流条61、64通过连接汇流条65连接。并且以在各个模块的直流汇流条61、64的纵向连接部62结合有连接汇流条65的形态连接。

在此,虽然没有另行图示,但在相邻的模块之间彼此相接的两个外廓框架80可以通过框架孔32而彼此螺纹结合。由此,会提高外盒31的支撑力。

图9示出了本发明另一实施例的供电装置的俯视图。

在该实施例中,示出了各个模块配置为两列的情形。除了控制模块25之外的剩余的模块以背面彼此面对的状态配置为两列。在配置于同一列的模块之间连接为直流汇流条61的纵向连接部62和连接汇流条65彼此结合的状态,而在配置于彼此不同的列并且相邻(面对的)的模块之间连接为直流汇流条61的横向连接部63和连接汇流条65彼此结合的状态。

根据如上所述的模块配置为复数个列的构成,虽然供电装置所占的面积相同,但是由于长度变小,因此能够在长度方向受限的空间内设置。

图10示出了本发明另一实施例的供电装置的俯视图。

在该实施例中,示出了各个模块配置为包围的形态,以在设置供电装置的中心部形成空间的情形。可以以某一模块的背面与相邻模块的侧面相接触的方式配置。某一模块的直流汇流条61的纵向连接部62和相邻模块的直流汇流条61的横向连接部63通过连接汇流条65而连接。该实施例的供电装置由于占用几乎接近正方形的底部面积,并且在中间形成有空的空间,因此能够在设置空间窄的空间设置,并且能够提供用于保养维护的作业空间。

根据本发明的各个实施例的供电装置,能够在具有有限长度的空间内设置。即,除了复数个模块排成一列的情形之外,还可以配置为多列。另外,还可不同地设定各个模块的配置方向。

另外,由于模块内部的装置和汇流条配置得简单,因此保养维护容易。

由于标准化了各个模块,从而容易以各种各样的构成组装和配置。即,可以适当地选择所需的模块并进行连接、配置以及使用。

以上说明到的实施例为实现本发明的实施例,对于本发明所属领域的普通技术人员而言,在不脱离本发明的本质特性的范围内能够做出各种各样的修正和变形。因此,本发明中公开的实施例并非用于限定本发明的技术思想,而是用于说明,本发明的技术思想范围不会被这种实施例限定。即,应解释为,本发明的保护范围应由权利要求来解释,与其同等范围内的所有的技术思想均属于本发明的保护范围。

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