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在線式三進三出交流變頻不間斷電源的設計

作者:admin來源:本網 日期:2017/11/13 14:51:09 人氣: 標簽:

  目前,UPS(不間斷電源)越來越普及。傳統UPS所帶的負載基本上都是計算機或通信設備等容性負載或阻性負載,如果遇到交流感應式電動機一類的感性負載,那么,傳統UPS的缺陷就顯露了出來。

  最大的缺陷是啟動問題。交流電動機的啟動電流通常是其額定電流的5倍~7倍,而UPS過載能力標準規定,超過額定負載120%時,小型UPS為1min中、大型UPS為10mn如果想要UPS能夠承受電動機啟動電流的過載,勢必要大大增加UPS的額定容量,這無疑將加大設備投資,造成浪費,而且,還不一定能解決問題。這就需要一種能夠供電給這類電動機負載的在線式UPS本文提出的變頻UPS正是符合這種要求的在線式UPS 1變頻UPS的系統組成及工作原理變頻UPS系統框圖如所示。

  變頻UPS系統組成框圖開關K1控制主回路三相交流電源輸入;整流模塊將交流電源變成所需要的直流電源;靜態開關模塊控制電池組與逆變模塊的通斷;逆變模塊進行DC/AC轉換,將整流模塊或蓄電池組提供的直流電源變成交流電源;蓄電池組在交流停電時通過逆變模塊將直流電變成交流電向負載供電(包括實現對電動機的變頻啟動)充電模塊完成市電狀態下對電池組的充電功能;控制模塊主要完成對整流模塊、逆變模塊及靜態開關模塊的控制或檢測;監控顯示模塊主要完成各種參數的設置、控制及顯示功能。

  2硬件電路設計變頻UPS硬件設計主要包括整流模塊、逆變模塊、控制模塊、監控顯示模塊、靜態開關模塊、充電模塊、電池組及輸入輸出配電等幾大部分。

  21整流模塊在有市電的情況下,市電經整流后產生穩定的低紋波直流電,向逆變器及電池組供電,在開機啟動過程中,可控硅在控制模塊DSP的控制下,整流電壓緩慢上升直至設定值,配合逆變模塊的變頻控制實現電機的軟啟動或變頻調速運行。整流橋采用全相可控硅整流。電路組成如所示。其中,輸入交流電壓為三相380(八±20%、50只3整流輸出電壓為0~552V(DC)可調,根據電池配備情況可設置為552V(DC)整流模塊組成框2充電模塊充電模塊采用GBT電子器件組成的直流變換器,PWM工作頻率為47kHz單模塊輸出電流為20A~60A,電壓的蓄電池組進行充電。

  23逆變模塊逆變模塊由逆變橋及控制器組成,如所示。

  它完成DCAC轉換,輸出三相交流電壓。逆變橋采用三相全橋逆變器,整流母線額定電壓為420V(DC)~552V(DC)。DSP控制器完成SPWM信號驅動、信號采樣、信號轉換及變頻控制等功能,逆變器輸出電壓為0~380(人±5%輸出頻率為0~200只2逆變模塊組成框4控制模塊控制模塊的核心為兩塊DSP芯片,其功能是:產生可控硅驅動信號;提供變頻器所需要的電壓及頻率給定信號;提供SPWM逆變驅動所需要的斬波信號;進行各種信號采樣及靜態開關控制。

  25監控顯示模塊監控模塊包括鍵盤、液晶顯示屏、顯示驅動電路、多路信號采樣電路、信號轉換及信號控制等。其功能是:顯示各種參數數據及狀態指示;通過鍵盤給系統發出指令或進行參數的設置及調整。

  26靜態開關模塊靜態開關模塊由雙向可控硅組成,其功能是:在DSP控制器的控制下執行電池組與直流母線的通斷功能。

  27電池組及輸入、輸出配電部分蓄電池組是由12V(DC)X4C節蓄電池組成,其作用是停電后提供直流電壓供給逆變器;輸入輸出配電完成電網及負載與變頻UPS的連接。

  蓄電池組容量的選擇需根據UPS容量及備用時間的長短具體確定,電池單元放電終止電壓為175V(DC)單元,則每節電池放電終止電壓為:整個蓄電池組放電終止電壓為:3結束語綜上所述,變頻UPS具備傳統UPS和變頻器的雙重功能,適用于交流異步電動機負載的特種工業應用電源。對于不允許停電的電動機負載,選擇這種變頻UPS比選擇普通UPS具有更高的性價比。因此,具有推廣價值。

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