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一个好的安装位置非常重要,放置UPS的地方必须具备良好的通风效果,要远离水、可燃性气体和腐蚀剂,环境温度保持在0~40℃之间,若是在低温下拆装使用,可能会有水滴凝结现象。环境温度一旦**过25度,每升高10度,电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是免维护的密封铅酸电池,设计寿命普遍是5年。
UPS电源不宜侧放,应保持进风孔与出风孔通畅;负载与UPS电源连接时,须先关闭负载、再接线,然后逐个打开负载,严禁将电动、复印机等感性负载接入UPS,以免造成伤害。将UPS电源接到**的带有过电流保护装置的插座上时,所用电源插座应接保护地端;无论输入电源线是否插入市电插座,UPS输出都可能带电。要使UPS无输出,须先关掉开关,再取消市电供应。
一般温度控制在℃左右,当温度℃,就会电池的实际使用寿命缩短一半。而温度太低,也会使蓄电池容量下降,温度每下降度,其容量则下降%。可见温度直接影响了蓄电池的使用寿命。过充电蓄电池充电时间过长或者充电电压过高对正常的电池造成过充,将不可避免的造成电池失水电解液干枯,从而了蓄电池的正常使用寿命。过放电蓄电池放电到终止电压后继续放电称为过放电,过放电时间越长,其循环使用就越少,按厂家的数据,当电池放电深度为%时,电池实际使用寿命约为~次充放电循环;放电深度为%时,电池实际使用寿命约为~次充放电循环。
山顿UPS不间断电源技术原理及典型应用
数控UPS不间断电源技术原理及典型应用
一、DSP控制的UPS工作流程
DSP控制的数字式UPS电源的工作流程是:当市电正常情况下,输入电压、频率在允许的范围时,PFC部分对输入进行功率因数校正,使得该系统的输入功率因数为0.98左右,同时避免对电网产生污染,输入的市电经PFC环节变换得到400V直流输出电压,为后面的逆变电路提供能量。同时DC/DC部分仍然在正常工作,只是由于电池电压经过DC/DC电路变换得到360V输出电压,略小于市电经PFC变换得到的直流母线电压,这样通过二极管就将它和直流母线隔离,DC/DC部分空载运行,处于热备用状态。当市电不正常时,市电掉电或者输入电压、频率不在允许的范围时,市电经PFC得到直流母线电压迅速降低,当低于360V时,二极管导通,使得直流母线电压维持在360V,此时逆变器得到的能量是由电池电压经由DC/DC电路变化得到的直流母线电压。无论市电是否正常逆变部分均可以正常的工作。一般蓄电池可提供几分钟到几十分钟的后备供电时间,大容量的电池组的后备供电时间可以达几个到几十个小时,对于备有柴油发电机的用户,可以在市电停电5~10秒之内把柴油发电机投入到UPS电源的输入端,可以在长时间停电的情况下向用户提供高质量的正弦波电源。经处理以后的市电同时还送给市电电压/流相位测量电路,产生市电电压信号和相位信号,供微处理器电压/流测量和同步锁相之用。这样就实现了对负载的不间断供电功能。
二、DSP控制的UPS组成结构
UPS要实现数字化控制化,那要用更多的模拟器件才能实现的控制功能和算法就可以通过DSP的软件的编程来实现,所以整个UPS的结构就相比较用模拟器件的实现的UPS的整体结构要简单得多。如图1所示下面就是数字化的UPS的整体框图。主要由输入功率因数校正、逆变部分、DC/DC等组成。
三、DSP控制的UPS关键电路结构
(1)UPS的功率校正电路
输入功率因数校正电路如图2所示主要由功率管T5、电感L1、二极管D1、电容C1组成。它为输入部分提供功率因数校正功能,并且提升电压至400V。
输入功率因数校正因数电路的工作原理,UPS市电通过功率因数校正模块,来进一步减少来自电网干扰,同时使整个UPS系统的功率因数和转换效率得到提高。功率校正模块是一个AC/DC变换器,它完成输入的整流,同时控制输入电流为正弦波,从而达到很高的输入功率因数。功率因数校正部分还必须保持直流电压恒定,不随输入的变化而改变。直流电压又在逆变部分变换成幅值、频率合适的交流电源。当UPS工作处在蓄电池方式时,该直流电源经过DC/DC变换隔离后得到逆变部分所需的直流电压。
(2)正弦逆变电路结构
正弦逆变电路如图3所示主要是由电容C1,功率管T1、T2、T3、T4组成的逆变桥,电感L2,电容C2等组成。PFC模块的输出经由逆变部分能够产生负载所需的**弦波交流电压。
数字UPS的正弦逆变器是时刻处于工作过程中,其工作原理是通过采样电路对逆变电路输出电压和电流进行采样,得到的采样信号输入到DSP,通过对采样信号进行处理,依照一定的算法和程式来实现正弦逆变电路控制的功能。
(3)DC/DC电路结构
DC/DC电路的构成如图4所示,主要是由高频变压器、功率管T6、T7,整流二极管D33、D34、D35、D36,电容C31等组成。该部分采用直流电压环反馈控制,变换后的电压通过二极管D6与PFC的输出端相连。
由于电池电压比较低,逆变器对直流电压的利用率又不高,因此需要DC/DC电路来转换电池的电压。而DC/DC的电路结构有很多,但是各有优缺点,较常用的就是推挽式直流变换电路这种电路的优点就是驱动电路简单,输出功率大。一般被功率要求比较高的负载选作直流变换电路。
(4)UPS其他结构功能
同时通过SCI和SPI来实现整台UPS的监控程序,通过SCI口和微机进行通信,实现远程监控是全数化UPS的重要结构功能。
其中一方面,在UPS运行时出现市电故障或停电时,UPS会利用上述通讯通道向由它供电的计算机网络传送因市电故障产生的报警信号。当长时间停电,而电池组的供电电压要低于临界放电电压时,计算机网络会在UPS电源发出自动关闭命令的驱动下,完成数据的保存和设备的保护。
而另一方面,提供一个友好的人机界面,可实时监视UPS的运行参数,方便用户的参数修改,同时便于用户查询UPS运行的历史记录。还可在计算机网络上对UPS进行定时的开机/自动关机操作。为实现上述控制功能,还可以提供RS-232和RS-485通信接口,用户可根据实际情况任选一种。对于要求执行网络管理功能的UPS不间断电源,应配置有简单的网络管理协议(SNMP)适配器或适配卡。
随着数字化技术的发展,DSP技术已被越来愈多UPS不间断电源厂家应用于产品中。而DSP技术也被广泛应用一方面提高了UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度,另一方面也提高了UPS产品自身的可靠性。而IGBT技术和高频技术的应用,除了大大提高了电源效率,降低了系统噪音和电源自身的电力损耗外,也大大提高了系统的可靠性。UPS的数字化并不是简单的指在系统中应用了数字器件,如单片机及FPGA等,而是指整个系统的控制应用数字器件的计算能力和离散控制方法来完成。随着数字处理硬件技术的发展,计算速度的提高,必然会促使UPS产品向数字化方向发展。
工、高频机介绍
工频,既是指交流电网中电流电压的固有频率,世界上主要有二种,我国为50HZ,日美等国为60HZ。之所以称为工频感应加热设备(简称工频机),是因为该种机器是直接将输入的工频电能,通过调压和变流处理,便输出到能量变换器--感应圈上。在这里,工频机只对输入的电流、电压进行了调整和控制,至于频率则没有做任何改变。
工频机的工作原理决定了它的内部电路的组成。它主要由电能输入电路,调压整流电路、功率输出电路、控制电路、保护电路、滤波电路和提供工作条件的辅助电路等组成。
而除此之外的其它频率的感应加热设备,无论它称之为中频(1KHZ至20KHZ左右)、**音频(20KHZ至40KH左右)、高频(40KHZ至200KHZ左右)、**高频(200KHZ以上,可高达几十MHZ),甚至是其它的低频(50HZ至1KHZ左右)。它们所输出电流的频率,均需要经过变频处理才能得到。
它们的工作原理也决定了它们的内部电路的组成。主要包括电能输入电路、整流电路、滤波电路、变频电路(振荡电路、逆变电路)、功率输出电路、控制电路、保护电路和提供工作条件的辅助电路等。
由此可知,工频机的原理较为简单。虽然从原理上讲其它机种只是主要多了个变频电路,但从实际的电路结构上讲,则需要设计的更为精确、合理和巧妙。工频机一般是采用模拟电路,而其它机种则多是采用模拟电路和数字电路。
工频机虽然原理简单、结构简单,但是由于其工作频率较低,其内部的容性元件和感性元件的电容量和电感量均需要很大。对高频电流的趋肤效应、边缘效应的利用也较低。因此,它在成本、体积和效率上均不占有优势。所以工频机在实际应用中较少。
不过,正是因为工频机在工作时被其加热的工件,受趋肤效应和边缘效应的影响较少,使得它在对工件的透热方面效果较好。所以,它在大型冶炼以及大型工件的加热等方面占有相当的优势。
无水式高频机高频淬火高频焊接高频熔炼
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那么,高频机为什么要用水?过去,我在回答网友提问时已经回答过。
高频机之所以用水,是因为机器在大功率状态下工作时,部分元件、器件、部件需要冷却降温.例如功率元器件中的主整流器、IGBT 或MOSFET、高频变压器及感应圈等.这些元件、器件、部件由于电流的热效应,在大电流条件下工作,必然会产生一定的热量,造成附带温升。如果不及时进行冷却降温,不但会影响机器的性能、效率和功率,还会烧坏元器件,造成机器损坏。
常用的冷却方式有自然冷却和强制冷却。自然冷却方式效果较差,不足以解决大功率电器的散热问题,一般它只能起到辅助性作用。强制冷却中包括有风冷、油冷(油浸) 、水冷及人工制冷等.
在高频机中,为了**冷却效果,一般都采用二种以上的冷却方式,早期机一般采用风冷加油冷,因油浸冷却方式不但复杂、笨重、易挥发,并且只能局部冷却.所以现在多采用风冷加水冷方式,有特别需要时还可以加入人工制冷方式。
由于水冷方式,在机器内要建立**的水路和水散热器。机器外要配置水箱、水泵,甚至冷却塔、冷水机等。这样,不但配置多、成本高,浪费水、电,安装较复杂,不易移动、携带。还容易出现漏水、堵水(因水垢积垒、赃物误入及北方冰冻)等现象。
为了克服水冷式高频机的上述缺点,我们经过反复论证,长期研制,终于开发生产出了《新型无水式高频机》。它安装方便、使用方便。也更节能、更、更安全。
无水工频机的设计理念:
首先要从减少电路、元件、器件等的自身产热量入手。这是根本。通过理论计算、分解效应、优化选材、特殊工艺和合理布局,尽可能地把产热量降到较低。
其次是解决散热问题。再好的元器件也无法做到零损耗,再好的导线也无法实现零线损。因此,任何电器都会产热、发热,功率越大,热量越多。所以,冷却散热是必要和必须的。我们通过加入大量高性能的导热、吸热材料和器件,把热量充分地吸收并散发到空气中。从而达到和实现机器安全、可靠的持久运行和使用。
可提供性能牢靠且主备机可自在倒换的热备份系统和多达八台的直接并机系统。提供多种规格, 山顿UPS电源复兴系列 采用先进牢靠的控制技术。不同后备时间的配套电池柜。
隔离变压器是指仪器设备与一般UPS搭配使用时,常因电气特性之零地电压原因,而造成仪器设备或误等问题。为避免此种状况之产生,某些高阶UPS即针对此问题,设计出具隔离变压器设计之UPS,经特殊设计配合,即可使输出的零地电压小于1伏而避免上述问题发生,除此之外,更具有噪声滤除等功能。
UPS的逆变器采用数字信号(*三代DSP)控制技术,允许三相负载100%的不平衡,即允许其中任意一相或二相负载为零,而其它相负载为**,在三相负载**不平衡时也能够正常可靠供电,负载适应性强,系统可靠性高,输出配电方便,尤其适用于机房、通信等信息系统设备
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