[发明专利]新型移动龙门机床中高性能供电系统

说明书

本发明涉及新型移动龙门机床中高性能供电系统，包括电压型逆变器、耦合滤波器、供能单元以及用于耦合电压的串联变压器，所述的电压型逆变器将供能单元提供的直流电压逆变成系统所需的交流补偿电压，电压型逆变器将交流补偿电压传输给耦合滤波器，耦合滤波器通过滤波装置滤除电压型逆变器产生的高次谐波，得到补偿所需的正弦电压，将正弦电压传输给串联变压器，串联变压器串联在电网和敏感负载中间。本发明的新型移动龙门机床中高性能供电系统，第一，采用的驱动系统具有高度的冗余性，提高机床可靠性能和机床的工作效率；第二，其中使用的串联型电压质量控制器，在改善机床供电质量的同时，保证了机床产品质量。

技术领域

本发明涉及供电系统的领域，尤其是新型移动龙门机床中高性能供电系统。

背景技术

航天航空制造业作为国民制造业的重用组成部分，其产品的更新与换代也需要先进的数控加工设备先进的制造工艺技术来满足增长的需求。目前，对制造业中使用的现代数控机床提出了更高的要求，需要其具有柔性、精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化性能。同时，为满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)以及计算机集成制造系统(CIMS)提供基础设备，机床制造技术发展正朝着高速、高精度、高效率、高柔性方向前进。日本、德国、美国是世界上数控化率处于前列的国家，同时也是技术上处于领先地位。其中，中、高档数控系统主要由以日本发那科公司和德国西门子公司为代表的少数企业所垄断。纵观我国数控车床的发展历程，尽管取得飞速的发展，但与国外相比，还存在着巨大的差距。中国高档数控系统和功能部件仍然主要依靠进口。因此，为了能够解决当前遇到的困难，还需要加大对机床主机和重要基础元器件的创新力度，不断完善、提高机床加工精度和自动化效率，逐步缩小与世界先进水平的差距。

数控机床的工作离不开可靠的供电系统，高效的电力质量不仅能够促进高性能数控机床的工作效率，而且还能够提高数控机床自动控制率。针对电力质量改善方法主要包括：1)传统方式—局部并联电容器组，并联电抗器，采用有载调压变压器调压，利用无源滤波器滤除谐波；2)基于用户电力技术的解决方式—配电系统静止无功补偿器(STATCOM)，晶闸管控制的串联投切电容器(TSSC)，可控串联补偿电容器(TCSC)等。

但是，随着数控机床产业的发展，各行各业对于数控机床的需求也逐渐变大，加工工厂中的应用的数控机床数量也是逐年增多。根据相关数据调查，2016年1-12月我国数控机床进口量为11330台，同比下降16.7％；进口总金额为26.12亿美元，同比下降13.1％。同时，2016年中国机床产业产出总额约为229亿美元，同比增长3.6％。通过对相关数据分析，可以看出我国数控机床技术水平的稳步提升，进口替代的趋势日益明显。然而，大型卧式机床中，发生的故障率往往影响着该机床的性能，降低产品的质量。针对机床中电气引起的故障，主要表现为：I)驱动系统中电机、继电器的损坏、电磁制动器的松动所导致电气控制故障；II)电源电压不稳引起熔断器断或空气开关跳；III)用户在安装调试时连接不当，造成线路、电缆连接不良。

由此，需要对机床中输入供电系统提出更高的要求。它不仅要求能够补偿电压暂降、暂升、短时中断等动态扰动，还需要能够解决谐波电压、不平衡电压、电压偏差等稳态扰动。所以有必要研制一种能够解决多种电压扰动的综合性的，高性能供电系统，该供电系统主要包括：冗余性驱动系统和串联型电压质量控制器(SVQC)，为用户提供高质量的电能。兼并该控制器的新型数控机床，与普通机床相比，能够缩短工件加工时间，提高了工作效率和加工质量，有效提高本公司的经济利益和生产水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决该类型机床的高压供电问题，提供一种新型移动龙门机床中高性能供电系统，提高该机床工作的稳定性和可靠性，在电子与通讯设备、航空航天装备、轨道交通装备、电力装备等行业有着较为广阔的应用前景，针对它的研究成为制造新型数控车床中不可或缺一部分。