直流支撐系統DC-BANK

1 概述

電動(dòng)機不間斷電源系統(Motor UninterruptiblePower System，簡(jiǎn)稱(chēng)MUPS)是上海雋睿自動(dòng)化技術(shù)有限公司研制的區別于市場(chǎng)上的UPS、EPS 的供電系統。MUPS 的一套直流支撐系統DC-BANK可支持多臺乃至上百臺變頻器(VVVF)在電網(wǎng)晃電、停電時(shí)不間斷工作，因而也保證多臺乃至上百臺電動(dòng)機在晃電、停電時(shí)，不間斷工作。因此MUPS是針對電動(dòng)機群設計的理想電源系統，該系統適用于連續生產(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)可作為消防應急電源使用，在工廠(chǎng)、大樓的消防系統中也有獨到的用處。

2 MUPS 的性能特點(diǎn)

1)結構簡(jiǎn)單可靠，系統未用常規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UPS整流充電器既要對蓄電池充電，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(dòng)機的啟動(dòng)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(dòng)機享有VVVF 的軟啟動(dòng)、調速等功能，并具備短路、接地故障和過(guò)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、限流及浮充溫度補償功能。

5)MUPS 系統里的PLC 對每臺電動(dòng)機的啟動(dòng)、停止和蓄電池定期向假負載放電等狀況實(shí)施監控、保護。

6)MUPS 系統里的各回路完全獨立，當檢修某回路VVVF及其控制保護電路時(shí)，不影響其他回路工作。

7)MUPS 系統里設置的靜態(tài)開(kāi)關(guān)具有環(huán)流隔離功能。

8)MUPS 系統里靜態(tài)開(kāi)關(guān)采用在線(xiàn)跟蹤和電壓自動(dòng)監控，保證主電源失電時(shí)，系統瞬時(shí)切換到電池供電，變頻器的輸出沒(méi)有任何中斷。主電源恢復正常時(shí)，靜態(tài)開(kāi)關(guān)自動(dòng)阻斷蓄電池與被保護電機驅動(dòng)器的連接，蓄電池自動(dòng)充電在維持狀態(tài)。

3 MUPS系統技術(shù)數據

MUPS 系統技術(shù)數據如表1 所列。

4 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。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(kāi)關(guān)SW1、快速熔斷器QD1、直流接觸器MF1、電動(dòng)機M、執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 系統設備包括VVVF、DC原BANK在內，如果用戶(hù)已裝有變頻器VVVF，則可提供DC原BANK直流支撐系統。

MUPS 原理圖如圖1 所示。

5 DC-BANK 系統的工作模式

直流支撐系統DC-BANK有三種工作模式。

1)正常工作模式由廠(chǎng)用電通過(guò)具有雙變換及軟起動(dòng)功能的VVVF驅動(dòng)電動(dòng)機，充電器對電池浮充電。

2)斷電工作模式靜態(tài)開(kāi)關(guān)SW1 開(kāi)通，蓄電池直流電通過(guò)VVVF驅動(dòng)電動(dòng)機;廠(chǎng)用電恢復，系統自動(dòng)恢復正常工作。轉換過(guò)程不斷電。

3)檢修工作模式每個(gè)回路相對獨立，n臺PLC分路獨立管理n臺VVVF，并對直流系統進(jìn)行監控。

在工作現場(chǎng)通常都是電機群，只需設計一套系統就可以解決問(wèn)題。例如3 臺電機的工作模式如圖2 所示。

6 DC-BANK 工作原理及控制邏輯

6.1 DC-BANK 系統工作原理

當電網(wǎng)供電正常時(shí)，靜態(tài)開(kāi)關(guān)SW1處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷電池組BAT 與變頻器的通路，直流支撐系統裝置通過(guò)整流設備對蓄電池組進(jìn)行浮充電，裝置儲能;當交流電源低于變頻器低壓保護值時(shí)(即交流368 V，直流516 V)時(shí)，監控系統觸發(fā)靜態(tài)開(kāi)關(guān)SW1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(shí)轉換。