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1 MUPS的性能特点及技术数据
(1)结构简单可靠,供电系统不用普通UPS向变频器提供交流电源,而用MUPS向变频器提供直流电源,从而减少了AC/DC、DC/AC两次变换,减少了硬件成本,提高了可靠性。普通的UPS整流充电器既要对蓄电池充电,也须向逆变器提供直流电,而MUPS充电器只对电池充电,其功率仅为常规UPS的10%左右,成本低,可靠性高。
(2)MUPS系统里包含接入系统中的所有电动机的启动控制和保护元件,采用IGBT逆变功率器件和微处理器控制。
(3)电动机具有变频器的软启动、调速等功能,并具备短路、接地故障和过载等保护特性。
(4)MUPS系统里充电器仅对蓄电池充电,具有稳压、限流功能以及浮充温度补偿功能。
(5)MUPS系统里PLC的编程对每台电动机的启动、停止和蓄电池定期向假负载放电实施监控、保护。
(6)MUPS系统里各回路完全独立,检修某回路变频器及其控制保护电路时不影响其他回路工作。
(7)MUPS系统里静态开关具有环流隔离功能。
(8)MUPS系统里静态开关采用在线跟踪和电压自动监控,保证市电中断时,MUPS系统瞬时切换到电池供电,变频器的输出没有任何中断。市电恢复正常时,静态开关自动阻断蓄电池与被保护电机驱动器的连接,蓄电池自动充电维持状态。
MUPS系统技术数据如表1所示。
2 MUPS系统组成及原理图
MUPS系统由变频器(VVVF)+直流支撑系统(DC-BANK)组成,如图1所示。直流电源支撑系统(DC-BANK)主要由蓄电池BAT、整流充电器CD1、静态开关SW1、快速熔断器QD1、直流接触器MF1、电动机M、执行单元控制器等组成。蓄电池采用免维护全密封铅酸电池。整流器的功率逆变管采用进口快速IGBT,其余元件采用进口工业等级器件,生产工艺严格完整,保证机器的可靠性和稳定性。图中的变频器(VVVF)由AC/DC整流器、DC/AC逆变器等组成。整套MUPS系统设备,即包括VVVF、DC-BANK在内。如果用户已装有变频器(VVVF),则可提供直流支撑系统(DC-BANK)。
3 MUPS的工作模式
(1)正常工作模式:市电正常时,通过具有双变换及软启动功能的变频器驱动电动机,充电器对电池浮充电。
(2)断电工作模式:静态开关开通,电池通过变频器驱动电动机;市电恢复,系统自动恢复正常工作。转换过程不断电。
(3)检修工作模式:n台PLC分路独立管理n台变频器,并对直流系统监控。
4 MUPS系统工作原理
(1)采用MUPS。改造变频器主电路中间直流回路,将变频器主电路中间直流回路P(+)、N(-)引出,接至直流支撑装置的静态开关输出的直流电源直流接触器MF1上,在电源电压波动时,依靠蓄电池QFB1为变频器提供稳定的电源,保证变频器输出不变,确保电动机转速不波动或变频器欠电压保护不动作,变频器驱动电动机不跳保护。
(2)MUPS输出电压和电流均可连续调节。具有强大的保护功能(输入过流、欠压,输出短路、过压及整机过热保护)。静态开关采用大功率器件组成直流电子开关,采用在线跟踪和电压自动监控,保证市电电压波动和失电时,系统瞬时切换到电池供电,变频器的输出频率没有变化。执行单元由断路器和接触器冗余组成,控制关系为断路器锁定接触器,能准确地执行直流电源子系统的投入、撤出转换等功能。
(3)当市电供电正常时，开关处于关断状态,切断电池组与变频器的通路，直流支撑装置通过整流设备对蓄电池进行浮充电;当支撑回路交流电源低于变频器低压保护值时(即交流368V,直流516V)时,监控系统触发静态开关SW瞬间导通,可以做到变频器由交流供电和由电池组供电的瞬时转换。