煤矿局部通风机应急电源的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿局部通风机应急电源技术领域，具体为煤矿局部通风机应急电源。


背景技术：

2.煤矿采煤过程中，必然产生瓦斯气体，为解决这一问题，煤矿采用通风机送风把瓦斯气体吹出。
3.通风机需要交流电驱动电机，带动风扇产生风力，交流电是其工作的保证，但是交流电在故障、或检修中需要停电，这时，会产生瓦斯超限，甚至影响安全；现在煤矿局部通风机，采用双路交流电供电；当交流电停电时，局部通风机不能工作，容易造成瓦斯超限；局部通风机的启动，需要人工操作。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供煤矿局部通风机应急电源，以解决现有技术不足。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括储能变流器、防爆电池组和通风机，防爆电池组由单体锂离子蓄电池串并联组成，防爆电池组通过电源控制器实现输入、输出和管理，通风机的交流电路串联接入自动投切开关的上端，自动投切开关的下端与储能变流器连接，储能变流器由逆变器、充电模块和整流滤波装置组成，防爆电池组、通风机、自动投切开关通过电缆连接。
6.如上所述的煤矿局部通风机应急电源，所述的交流电路的输出电压为通风机3适用电压。
7.本实用新型的优点在于：本实用新型在局部通风机交流电停电时，能够保持供电；局部通风机交流电恢复供电后，能够实现自动供电，现在采用两路交流电作为电源，本装置是第三路供电电源，即不间断电源供电；本装置采用大功率锂离子蓄电池作为防爆电池组，因此，要解决通风机和防爆电池组的工作机制。
附图说明
8.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1为本实用新型的结构示意图；图2为储能变流器电路图；图3为储能变流器框图；图4为储能变流器拓扑结构示意图。
10.附图标记：1-储能变流器、2-防爆电池组、3-通风机、4-自动投切开关、 5-充电模块、6-逆变器、7-整流滤波装置。
具体实施方式
11.如图1至图4所示，本实施例具体公开的煤矿局部通风机应急电源，包括储能变流器1、防爆电池组2和通风机3，防爆电池组2由单体锂离子蓄电池串并联组成，防爆电池组2通过电源控制器实现输入、输出和管理，通风机3的交流电路串联接入自动投切开关4的上端，自动投切开关4的下端与储能变流器1连接，储能变流器1由逆变器6、充电模块5和整流滤波装置7 组成，防爆电池组2、通风机3、自动投切开关4通过电缆连接。
12.如图1所示，工作原理：正常情况下，外网接入直接供电；外网断电时，由储能变流器进行供电；外网电压恢复后，自动切换至外网，继续由外网正常供电；电源管理器总功率160kva，输出主频50hz，ac660v三相电压，系统具有电网相位同步控制功能；充电模块功率20kw，输出电压约为 dc420v-547.5v，充电电流0-20a(连续可调)；充电阈值由bms管理控制单体压限:2.8v-3.65v，与系统集成在储能变流器内；防爆电池组2是矿用隔爆型锂离子蓄电池电源。
13.如图2所示主要含有直流侧回路部分、交流回路部分和功率开关桥路组成；直流侧回路部分包含负载电动势e和直流负载电阻r，网侧部分包含交流侧电感l与电网电动势ug；储能变流器的充电以及放电工作模式根据变流器工作时电能的流动方向决定。
14.储能变流器具有结构简单、控制策略容易实现、运行效率高等特点，储能变流系统整体结构如图3所示；其工作原理是，蓄电池组存储的能量，经过ac/dc双向变流器进行变流，变换为交流电回馈电网；反之电网的交流电通过ac/dc双向变流器进行变流，变换为直流电对蓄电池充电；ac/dc双向变流器能够工作于整流状态或逆变状态以实现功率的双向流动；为保证电能质量，设有高性能的滤波器模块，滤除高各种杂波；其中隔离变压器能够实现电压、电流的变比，同时令系统一次侧和二次侧的电气有效隔离，当电网发生故障时对储能变流系统起到关键保护作用，有效减少损失。
15.储能变流器拓扑结构如图4所示，储能变流器作为储能系统直流侧与交流母线侧的连接桥梁，能够实现储能系统电能的吸收和释放；储能变流器具有的优势是根据实际应用场景的需求，实现电能的双向流动；当储能变流器工作在放电模式时，变流器把直流侧电能变换稳定的、谐波含量少的交流电流，通过三相交流母线向负载提供电能或者反馈回电网；当储能变流器工作于充电模式，变流器把三相交流母线的电能变换成稳定的直流电能给储能电池充电，充电模式分为恒流充电与恒压充电模式。
16.具体而言，本实施例所述的交流电路的输出电压为通风机3适用电压。
17.在局部通风机3交流电路上串接自动投切开关4，然后与储能变流器1连接，再与防爆电池组2连接，实现交流电660v输入，储能电源660v交流输出；输出电压和电流符合局部通风机3运转要求，实现智能切换；防爆电池组2是大功率锂离子蓄电池，能够为通风机3不间断供电，当交流电工作时，充电装置把交流电转化为化学能存储起来，当交流电不工作时，逆变器6把化学能转变成电能，使通风机工作；储能变流器1、防爆电池组2是分设的，通过电缆连接，分别达到防爆功能，本装置能够作为应急电源能够为其他设备提供电源；逆变器6是电流输入、输出、管理装置，实现交流电660v输入，储能电源660v交流输出，输出电压和电流符合局部通风机运转要求，实现智能管理。
18.风机应急供电功能
19.(1)电网正常供电，电源主机处于准备启动状态；充电电路对电源箱浮充充电，保
证电量蓄能达到功率要求；
20.(2)电网供电停止时，控制开关启动电源主机5s内工作，向通风机输送额定电压、电流，使通风机正常工作2h；
21.(3)电网供电恢复，控制开关关闭电源主机，自动转入准备启动状态。
22.储能变流器1：电网电源停电，储能变流器1逆变工作，锂电池组经储能变流器逆变器输出660v电源给到自动投切开关4上口，自动投切开关4动作切换到储能变流器端为风机供电；
23.自动投切开关4：实现双电源互投控制、优先级备自投控制，具有故障闭锁、pt断线闭锁、两侧开关位置闭锁，一侧失压分闸，一侧自动合闸功能。
24.以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。


技术特征：
1.煤矿局部通风机应急电源，其特征在于：包括储能变流器(1)、防爆电池组(2)和通风机(3)，防爆电池组(2)由单体锂离子蓄电池串并联组成，防爆电池组(2)通过电源控制器实现输入、输出和管理，通风机(3)的交流电路串联接入自动投切开关(4)的上端，自动投切开关(4)的下端与储能变流器(1)连接，储能变流器(1)由逆变器(6)、充电模块(5)和整流滤波装置(7)组成，防爆电池组(2)、通风机(3)、自动投切开关(4)通过电缆连接。2.根据权利要求1所述的煤矿局部通风机应急电源，其特征在于：所述的交流电路的输出电压为通风机(3)适用电压。

技术总结
本实用新型公开了煤矿局部通风机应急电源，包括储能变流器、防爆电池组和通风机，防爆电池组由单体锂离子蓄电池串并联组成，防爆电池组通过电源控制器实现输入、输出和管理，通风机的交流电路串联接入自动投切开关的上端，自动投切开关的下端与储能变流器连接，储能变流器由逆变器、充电模块和整流滤波装置组成。本实用新型在局部通风机交流电停电时，能够保持供电；局部通风机交流电恢复供电后，能够实现自动供电，现在采用两路交流电作为电源，本装置是第三路供电电源，即不间断电源供电；本装置采用大功率锂离子蓄电池作为防爆电池组，因此，要解决通风机和防爆电池组的工作机制。要解决通风机和防爆电池组的工作机制。要解决通风机和防爆电池组的工作机制。


技术研发人员：周溢泽 罗洪旭 张建中 苑彦云 王红梅 王涛
受保护的技术使用者：济宁金士曼智能装备有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2023/2/23