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1 MUPS的性能特點及技術數據
(1)結構簡單可靠,供電系統不用普通UPS向變頻器提供交流電源,而用MUPS向變頻器提供直流電源,從而減少了AC/DC、DC/AC兩次變換,減少了硬件成本,提高了可靠性。普通的UPS整流充電器既要對蓄電池充電,也須向逆變器提供直流電,而MUPS充電器只對電池充電,其功率僅為常規UPS的10%左右,成本低,可靠性高。
(2)MUPS系統里包含接入系統中的所有電動機的啟動控制和保護元件,采用IGBT逆變功率器件和微處理器控制。
(3)電動機具有變頻器的軟啟動、調速等功能,并具備短路、接地故障和過載等保護特性。
(4)MUPS系統里充電器僅對蓄電池充電,具有穩壓、限流功能以及浮充溫度補償功能。
(5)MUPS系統里PLC的編程對每臺電動機的啟動、停止和蓄電池定期向假負載放電實施監控、保護。
(6)MUPS系統里各回路完全獨立,檢修某回路變頻器及其控制保護電路時不影響其他回路工作。
(7)MUPS系統里靜態開關具有環流隔離功能。
(8)MUPS系統里靜態開關采用在線跟蹤和電壓自動監控,保證市電中斷時,MUPS系統瞬時切換到電池供電,變頻器的輸出沒有任何中斷。市電恢復正常時,靜態開關自動阻斷蓄電池與被保護電機驅動器的連接,蓄電池自動充電維持狀態。
MUPS系統技術數據如表1所示。
2 MUPS系統組成及原理圖
MUPS系統由變頻器(VVVF)+直流支撐系統(DC-BANK)組成,如圖1所示。直流電源支撐系統(DC-BANK)主要由蓄電池BAT、整流充電器CD1、靜態開關SW1、快速熔斷器QD1、直流接觸器MF1、電動機M、執行單元控制器等組成。蓄電池采用免維護全密封鉛酸電池。整流器的功率逆變管采用進口快速IGBT,其余元件采用進口工業等級器件,生產工藝嚴格完整,保證機器的可靠性和穩定性。圖中的變頻器(VVVF)由AC/DC整流器、DC/AC逆變器等組成。整套MUPS系統設備,即包括VVVF、DC-BANK在內。如果用戶已裝有變頻器(VVVF),則可提供直流支撐系統(DC-BANK)。
3 MUPS的工作模式
(1)正常工作模式:市電正常時,通過具有雙變換及軟啟動功能的變頻器驅動電動機,充電器對電池浮充電。
(2)斷電工作模式:靜態開關開通,電池通過變頻器驅動電動機;市電恢復,系統自動恢復正常工作。轉換過程不斷電。
(3)檢修工作模式:n臺PLC分路獨立管理n臺變頻器,并對直流系統監控。
4 MUPS系統工作原理
(1)采用MUPS。改造變頻器主電路中間直流回路,將變頻器主電路中間直流回路P(+)、N(-)引出,接至直流支撐裝置的靜態開關輸出的直流電源直流接觸器MF1上,在電源電壓波動時,依靠蓄電池QFB1為變頻器提供穩定的電源,保證變頻器輸出不變,確保電動機轉速不波動或變頻器欠電壓保護不動作,變頻器驅動電動機不跳保護。
(2)MUPS輸出電壓和電流均可連續調節。具有強大的保護功能(輸入過流、欠壓,輸出短路、過壓及整機過熱保護)。靜態開關采用大功率器件組成直流電子開關,采用在線跟蹤和電壓自動監控,保證市電電壓波動和失電時,系統瞬時切換到電池供電,變頻器的輸出頻率沒有變化。執行單元由斷路器和接觸器冗余組成,控制關系為斷路器鎖定接觸器,能準確地執行直流電源子系統的投入、撤出轉換等功能。
(3)當市電供電正常時，開關處于關斷狀態,切斷電池組與變頻器的通路，直流支撐裝置通過整流設備對蓄電池進行浮充電;當支撐回路交流電源低于變頻器低壓保護值時(即交流368V,直流516V)時,監控系統觸發靜態開關SW瞬間導通,可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時轉換。