直流支撐系統(tǒng)DC-BANK

1 概述

電動(dòng)機(jī)不間斷電源系統(tǒng)(Motor UninterruptiblePower System，簡稱MUPS)是上海雋睿自動(dòng)化技術(shù)有限公司研制的區(qū)別于市場上的UPS、EPS 的供電系統(tǒng)。MUPS 的一套直流支撐系統(tǒng)DC-BANK可支持多臺(tái)乃至上百臺(tái)變頻器(VVVF)在電網(wǎng)晃電、停電時(shí)不間斷工作，因而也保證多臺(tái)乃至上百臺(tái)電動(dòng)機(jī)在晃電、停電時(shí)，不間斷工作。因此MUPS是針對(duì)電動(dòng)機(jī)群設(shè)計(jì)的理想電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于連續(xù)生產(chǎn)的化工、鋼鐵、化纖、集成電路芯片、玻璃、造紙等行業(yè)，同時(shí)可作為消防應(yīng)急電源使用，在工廠、大樓的消防系統(tǒng)中也有獨(dú)到的用處。

2 MUPS 的性能特點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)簡單可靠，系統(tǒng)未用常規(guī)UPS向VVVF提供交流電源，而MUPS向VVVF提供直流電源，從而減少了AC/DC、DC/AC 兩次變換。常規(guī)UPS整流充電器既要對(duì)蓄電池充電，還須向逆變器提供額定直流功率，而MUPS 充電器只對(duì)電池充電，其功率僅為常規(guī)UPS的10%左右，成本低，可靠性高。

2)MUPS 系統(tǒng)里包含接入系統(tǒng)中的所有電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制和保護(hù)元件，采用IGBT逆變功率器件和微處理器控制。

3)電動(dòng)機(jī)享有VVVF 的軟啟動(dòng)、調(diào)速等功能，并具備短路、接地故障和過載等保護(hù)特性。

4)MUPS 系統(tǒng)里充電器僅對(duì)蓄電池充電，具有穩(wěn)壓、限流及浮充溫度補(bǔ)償功能。

5)MUPS 系統(tǒng)里的PLC 對(duì)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和蓄電池定期向假負(fù)載放電等狀況實(shí)施監(jiān)控、保護(hù)。

6)MUPS 系統(tǒng)里的各回路完全獨(dú)立，當(dāng)檢修某回路VVVF及其控制保護(hù)電路時(shí)，不影響其他回路工作。

7)MUPS 系統(tǒng)里設(shè)置的靜態(tài)開關(guān)具有環(huán)流隔離功能。

8)MUPS 系統(tǒng)里靜態(tài)開關(guān)采用在線跟蹤和電壓自動(dòng)監(jiān)控，保證主電源失電時(shí)，系統(tǒng)瞬時(shí)切換到電池供電，變頻器的輸出沒有任何中斷。主電源恢復(fù)正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)自動(dòng)阻斷蓄電池與被保護(hù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接，蓄電池自動(dòng)充電在維持狀態(tài)。

3 MUPS系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)

MUPS 系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)如表1 所列。

4 MUPS系統(tǒng)組成及原理圖

MUPS 系統(tǒng)由變頻器VVVF +直流支撐系統(tǒng)DC-BANK組成。直流電源支撐裝置DC-BANK主要由蓄電池BAT、整流充電器CD1、靜態(tài)開關(guān)SW1、快速熔斷器QD1、直流接觸器MF1、電動(dòng)機(jī)M、執(zhí)行單元控制器等組成。變頻器VVVF由AC/DC整流器、DC/AC 逆變器等組成。整套MUPS 系統(tǒng)設(shè)備包括VVVF、DC原BANK在內(nèi)，如果用戶已裝有變頻器VVVF，則可提供DC原BANK直流支撐系統(tǒng)。

MUPS 原理圖如圖1 所示。

5 DC-BANK 系統(tǒng)的工作模式

直流支撐系統(tǒng)DC-BANK有三種工作模式。

1)正常工作模式由廠用電通過具有雙變換及軟起動(dòng)功能的VVVF驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，充電器對(duì)電池浮充電。

2)斷電工作模式靜態(tài)開關(guān)SW1 開通，蓄電池直流電通過VVVF驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī);廠用電恢復(fù)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常工作。轉(zhuǎn)換過程不斷電。

3)檢修工作模式每個(gè)回路相對(duì)獨(dú)立，n臺(tái)PLC分路獨(dú)立管理n臺(tái)VVVF，并對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

在工作現(xiàn)場通常都是電機(jī)群，只需設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)就可以解決問題。例如3 臺(tái)電機(jī)的工作模式如圖2 所示。

6 DC-BANK 工作原理及控制邏輯

6.1 DC-BANK 系統(tǒng)工作原理

當(dāng)電網(wǎng)供電正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)SW1處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷電池組BAT 與變頻器的通路，直流支撐系統(tǒng)裝置通過整流設(shè)備對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充電，裝置儲(chǔ)能;當(dāng)交流電源低于變頻器低壓保護(hù)值時(shí)(即交流368 V，直流516 V)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)靜態(tài)開關(guān)SW1瞬間導(dǎo)通，可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。