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将变频器改成不断绝电源的可行性及运用

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  :介绍了将变频器改成不中缀电源的事业理由和系统组成,指出了变频器改成广泛UPS可能表现的标题及管制的方法,解释了该电源的选型和筹划方式,并介绍了该电源在实际临蓐中的限度操纵实例。

  随着科学技术的高疾滋长,公民生计水准的连接提高,人们对筑建物内的处境、使勤勉能、消防安详等提出了更高的请求。越当代化的筑建对电的依靠越高,但电力阻碍是不以人的意志为迁移,一旦产生祸殃事宜将导致电力勾留或电力中止后形成祸殃事项•,苍生的人命家产安定将直领受到胁制。于是,《高层民用建修策画防火楷模》和《民用筑建电气策画典范》中严格法则:一级负荷中奇怪首要的建立必须增设二路电源。目前,墟市上常用的备用电源有发电机组、UPS、EPS等产品,至于它们三种供电铺排以及衍生企图并不能包管电源100%不中缀。本文的内容是笔者遵照做事几年来从事EPS及UPS项目详尽出来的。

  变频器无论是频率左右型如故矢量操纵型也许转矩驾驭型,都是具有变频软起动功用,即电机起动时,来源输出电压和频率均可从零起始,就节制了电机的起动电流,以至小于额定电流就无妨平常起动。变频器的容量,在380V电压品级,功率鸿沟从2,2~1 500 kW的产品简直能够困绕此刻全数的利用天堑。

  如今常用的变频器都是交-直-交规范的电压源型变频器,其焦点直流合头的电压约为510~620V,是三相交流电压原委三相不受控整流后获得的。假如在市电停电后能为变频器的中间关键需要另一同510~620 V的直流电源,其IGBT逆变器就能不停滞地输出三相正弦调换电压,而且其电压为0~380V•、频率为O~50Hz不绝可调,实现负载的软起动或者达到输出电压380(13%)V,输出频率50(1I%)Hz的精度。比如一组蓄电池,就不妨告竣对负载的不隔绝供电。基于这个手段设备出一种新型UPS,即可成为变频型交换不停滞电源,使变频器在新的利用界限中得到利用。因UPS输出是三相正弦波且稳压稳频,为了增添设备的真正性及压抑对负载的滋扰,在变频器的输出扩展变压器和LC低通滤波器。

  根据负载性子,这种可变频UPS同样无妨像普通UPS一样设计成后备式和在线式。该电源的过载才智为150%时3 s,整机功用为98%以上。

  该电源首要单元有:矢量型变频器,蓄电池组,DC/DC直流改造器降压充电模块,控制逻辑板,DC/DC降压事业电源(+24V)模块,输出间隔变压器及LC滤波器,数字面板表及及半导体节能灯人机接口单元,组织图如图1所示•。

  串联只数M取决于通用变频器焦点环节直流电压的最大和最小允诺值•。不终了电源在正常运行时,编制处于浮充电样子,电池只数N应为

  蓄电池放电中止电压Uz取决于市电停电后,电池组摆脱充电模块转为向变频器至罢休电压的数值要满意变频器平常处事的最低电压值。Uz可按式(2)谋划:

  仍以西门子产品为例,取Ue=510V则Uz=(O.875x510V)/(6×42)=1.77V,会商到电池和变频器使命的切实性,电池放电阻止电压Uz不要小于1.75V•,通俗取Uz=1•.8V••。即单只电池中止电压Uz=1.8x6=10.8V,蓄电池组电压Ud=10.8×42=453 V,略小于变频器同意的最小电压值Ue(min)=459 V,尚能满意变频器就业央浼。

  电池组容量Q(Ah)取决于负载额定电源电流I及市电停电后负载由蓄电池供电耽误的技术T以及电池组放电后的住手电压Uz••。可遵循电池临盆厂家供给的电池放电曲线或放电表举行采选打算。打算全部可从命经历公式,以15 kW负载•,停电救援本领l h为例,计算效果为:选50A.h电池42只。

  充电模块的处事讲理是选拔IGBT电力电子器件组成Buck(降压)拒却型直流调动器,耐压为l 200V.电流则根据电池容量按0.1C(10)充电,单板可输出电流10~20A,输出电压274~300V可调,可对400Ah以下的电池组举办浮充充电。将电池组分成相当数量的几许组(例如将42只电池分为两组•,每组21只,充电电压仅为287~289V),可提升充电模块的输出电压值,使模块构造轻巧化从而提升本钱。这种充电板也可并联行使。

  选拔大功率整流器件二极管组成直流隔离开合,当市电寻常时,二极管处于关断形态,割断电池组与变频器的通途,但差错是电池组在浮充电时有或者因端电压高与市电经整流后输出的直流电压引起放电而不能满盈。当市电停电时二级管瞬时导通,电池组霎时放电,不妨做到负载由市电供电和电池组供电的瞬时厘革•,是在线式不终止电源的首要关节。

  拔取Buck降压型DC/DC直流更改器可将通用变频器直流点电压改动成逻辑把握板所需的电压+24 V,供数字面板表及及半导体节能灯人机接口单元用•。

  用数字面板表及及半导体节能灯人机接口单元组成具有人机专揽显露界面的监控体例,其成效为:充电板及电池电压值、输出电流值、输入市电电压值、输出电压值;电源起停独揽;运行参数体现;电源管事形态再现;停滞状态报警以及过程RS485和上位机通讯完成四遥效力•,如图2所示。

  由来不终了电源用的电池较多,恪守以往UPS多是电池荆棘而感化统统系统倒闭的教化,在电池组扩大了电池巡检仪(本公司本身筑立的)来检测每节电池的电压、内阻、放电电流及曰镪温度•,这类巡检仪最多能检测128节电池。别的,为了周旋充电及放电时每节电池的电压坚决划一,本公司自助研发了电池平衡打点器。云云能对峙充电放电时电池的一概性,可把过期的电池挑出来,赶早发明题目。

  因由变频器输出电压波形是高频的途径波,要使输出的波形是完全的正旋波,于是在绝交变压器反目加上LC滤波器,其电感值选为1.5 mH•,电容值为20F•。同时为了增添此不停滞电源的带载才智和确实性,抑遏赶扰负载,在变频器的输出端接一个△/Y息交变压器,其变比为300:380,变比的抉择相干到输出的稳压精度(因电池放电时直流电压徐徐下降至DC459V时,其变频器输出的本质电压为AC 325V),这是在线式不终了电源的关键闭键,但谬误是会使变频器的功率变小。

  从命上述的管事真理•,本文作者于2002年研制乐成一台22kW在线式可变频交换不终了电源的样机,真理见图1所示,实行取得乐成•,并在现实中得到行使,均博得胜利。

  北京筑筑策画院集会及食堂多功效大楼的救急照明编制,负载功率22 kW•,后备延每每间为90min,济急照明通道及消防要领在今年经由中不能停电,否则将引起严重恶果•。古板装机此后接续运行精良,时期曾多次因施工事故停电,但该机不结束供电保障该大楼的寻常运行。

  南京新港兴办区博西华工地上用应急电源驱动卷帘门,功率18.5 kW,由一台西门子MICRO-MASTER 440变频器(功率22 kW)供电,恳求市电停电后一定接入后备电源保障该公司的仓库卷帘门能不终止运行,确保库存的家电能正常出货。2005年我们公司为其计划成立一台在线式不终了电源,电池容量为65 Ah,42只,后备延时60 min。

  可变频调换不结束电源是实用于多样负载的操纵电源,它齐全庸俗交换不中止电源和变频器的双重性能。据查目前国内外电源厂家好多已将此电源改成济急电源,但这方面的著作少少,自己写这篇作品企望对国内的电源技艺普及尽愚陋之力。对付不许愿停电的负载负载,选择这种电源要比抉择通常UPS具有很高的功能代价比。因而是一种值得填补应用的电源建造。

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