基于台达变频器的EPS应急电源设计和实现

出处:kingpoo 发布于:2011-08-23 12:02:51

 

  EPS应急电源的分类及原理:

  EPS应急电源是根据消防设施、应急照明、事故照明等负荷供电设备需要而组成的电源设备。产品由互投装置、自动充电机、逆变器及蓄电池组等组成。在交流电网正常时逆变器不工作,经过互投装置给重要负载供电。当交流电网断电后,互投装置将会立即投切至逆变电源供电。当电网电压恢复时,应急电源[2]又将恢复为电网供电。

  EPS应急电源采用单体逆变技术,集充电器、蓄电池、逆变器及控制器于一体。系统内部设计了电池检测、分路检测回路,其他主要部件的工作原理如图所示,智能化应急电源,采用后备式运行方式。当市电正常时,由市电经过互投装置给重要负载供电,同时进行市电检测及蓄电池充电管理,然后再由电池组向逆变器提供直流能源。在这里,充电器是一个仅需向蓄电池组提供相当于10%蓄电池组容量(Ah)的充电电流的小功率直流电源,它并不具备直接向逆变器提供直流电源的能力。此时,市电经由EPS的交流旁路和转换开关所组成的供电系统向用户的各种应急负载供电。与此同时,在EPS的逻辑控制板的调控下,逆变器停止工作处于自动关机状态。在此条件下,用户负载实际使用的电源是来自电网的市电,因此,EPS应急电源也是通常说的一直工作在睡眠状态,可以有效的达到节能的效果。

  EPS应急电源系统主要包括整流充电器、蓄电池组、逆变器、互投装置和系统控制器等部分。其中逆变器是,通常采用DSP或单片CPU对逆变部分进行SPWM调制控制,使之获得良好的交流波形输出;整流充电器的作用是在市电输入正常时,实现对蓄电池组适时充电;逆变器的作用则是在市电非正常时,将蓄电池组存储的直流电能变换成交流电输出,供给负载设备稳定持续的电力;互投装置保证负载在市电及逆变器输出间的顺利切换;系统控制器对整个系统进行实时控制,并可以发出故障告警信号和接收远程联动控制信号,并可通过标准通讯接口由上位机实现EPS系统的远程监控。

  混合负载型EPS一般适用与负载比较复杂的场合,比如宾馆、医院、大型商场等。电机专用型EPS的供电系统主要是为电机类负载设计的,被广泛应用于大功率电动机负载,比如电梯。消防水泵、大型风机等。

  EPS与UPS的主要区别

  UPS的英文全称为Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy。采用真空紫外源作为激发源,激发分子或原子的价层电子电离,收集激发电离电子得到光电子能谱。激发源常用稀有气体的共振线如He I、He II。它的单色性好,分辨率高。 可用于分析样品外壳层轨道结构、能带结构、空态分布和表面态,以及离子的振动结构、自旋分裂、John-Teller 分裂等方面的信息。

  提到EPS必然会想到了UPS,由于EPS和UPS在应用方面有一定的相同点,因此会对此产生一些混淆,这里简单的介绍一下EPS与UPS的主要区别:

  应用的目的不同:UPS除了提供不间断供电外,还兼备了改善市电的品质功能,而EPS则主要解决在紧急情况下的应急供电问题,要求与消防联动。UPS供电要求切换的时间很短很短(0-10ms),EPS则相对比较宽(10-500ms)。UPS以维护信息传输畅通为主要目的,EPS以防范重大灾难事故为主要目的。EPS电压失真度THD要求在线性负载下<1%,非线性负载下<3%.而UPS则<5%。

 

 

EPS

UPS

适应负载能力

照明,电机,水泵,风机,电阻性或感性负载以及各种混合性负载,适应能力强

计算机。数据设备及其精密设备,阻性,容性负载

工作环境

安装在配电室内

安装在计算机机房或者空调房

技术要求

市电断电时,转换时间在秒级以内

市电断电时,转换时间在毫秒级或零转换

电机负荷有变频启动

一般无变频启动

有明确阻燃指标

无具体阻燃指标

有多路互投

无互投功能

要求与消防联动

不与消防联动

平时处于休眠状态

一般处于工作状态

  台达EPS专用变频器参数:

  台达变频器在EPS主要担当了逆变功能,针对EPS行业的特殊性台达变频器主要增加自动转矩补偿、转矩补偿限制、异常再启动等参数,来满足EPS客户的需求。

  自动转矩补偿原是为提升电动机大负载阶段的转矩而设置。其原理是当电动机的负载量增大时,变频器根据设定自动提升变频器的输出电压,以抵消或者部分抵消电动机定子绕组电阻上的电压降落造成的励磁不足。在EPS应用中,电动机的定子电阻电压降可近似对应为从变频器输出刀实际负载整个输出过程中的线路损耗。通过调节此参数可以较好的抑制系统轻载时的电压升高和重载时候的电压降落。

  转矩补偿限制参数是通过自动转矩补偿增益配合可以实现更加符合EPS工作特性的曲线。在EPS系统中由于存在变压器以及滤波电容等中间环节,从变频器刀负载的线路电压降落与负载电流之间的关系并不是普通的电动机绕组电压降落和定子电流的关系。

  异常再启动参数在EPS系统应用中,用户希望变频器能够限度的保证有电力输出,即在任何异常状况下,只要异常状态及时消失,便能够自动恢复刀运行状态。对此台达变频器异常再启动次数2与异常再启动次数复归时间2规定了针对驱动器的不包括oc,ov,occ,ocn,ocd以及BB的所有异常状况的复归参数。也就是说,当用户设置了异常再启动参数2后,不管发生任何异常,只要没有损坏变频器,变频器都可以再异常状况解除后自动恢复到运行状态。

  结论:

  台达EPS专用变频器真正的实现了客制化服务,完全根据EPS行业的技术特点而开发,满足了EPS行业客户的需求。台达变频器以其严格品质管理和较高的性价比受到了用户的好评。

 



  

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