一、背景
UPS(Uninterruptible Power System ),即不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。
不间断电源现已广泛应用于:工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。
二、工作过程
当市电正常380Vac时,直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输出稳定的220Vac交流电压,同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生超载(150%负载)时,跳到支路状态,并在负载正常时自动返回。当发生严重超载(超过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到支路状态,此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。
三、工作原理
主要用到的电学原理:
AC-DC变换:将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压,供给逆变电路。AC-DC输入有软启动电路,可避免开机时对电网的冲击。
DC-AC逆变电路:采用大功率IGBT模块全桥逆变电路,具有很大的功率富余量,在输出动态范围内输出阻抗特别小,具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术,及快速短路保护技术,使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路,均可安全可靠地工作
控制驱动:控制驱动是完成整机功能控制的核心,它除了提供检测、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外,还完成SPWM正弦脉宽调制的控制,由于采用静态和动态双重电压反馈。极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。
四、软件特点
1、Modbus通讯功能
当维控触摸屏连接到设备后,触摸屏利用Modbus通讯模式通过触摸屏间接获取设备上的数据,如此连接,极大的简化了通讯程序的处理。
2、维控触摸屏,可根据不同客户需求,方便、快速的生成个性化的人机界面,用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等功能元件来处理或监控管理变化的数据信息.
3、标准化总线设计,可方便扩展多台连接.
4、画面设计。触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、传感器等元器件,降低了故障率,也减少了接线的工作量。维控的人机编辑软件LeviStudio提供了12个等级密码的保护,有利于厂家对某些特定参数进行限定,保护了用户的利益。触摸屏超大的128M内存,给程序提供了足够的画面存储空间,系统帮助里详细介绍了本机。参见图下。
图1
图2
如图1、图2所示,画面上具体的显示出,作为电源必不可少的一些主要功能:三相电压、三相电流、三相电压谐波、三相电流谐波、总电量、频率、总有功功率、总无功功率、总视在功率、功率因素、三相负载率、三相有功功率等等。
图3
图3所示,主要是用于设置三相电压、三相电流的报警范围以及三相电流不平时时的警示。
图4
图4主要展示对于UPS运行中产生的各种故障进行记录的一个功能,方便维修人员查找故障点,更智能、简便,能节省到的时间以及劳动力。
图5
图5所示,三相电流的趋势图可以实时显示出电流的变化,此功能也可以用于查看三相电压、总功率等。
四、结束语
一套完整的UPS系统,包括硬件、软件的设计,涵盖范围广。本文中,简单介绍了其中比较重要的几部分,其他细节还很多,不再一一列举。使用触摸屏控制系统,性能稳定、设计和使用方便。维控触摸屏功能齐全、可靠耐用、编程简洁,与其他HMI产品相比,界面友好,给用户编程和维护都带来极大方便。总之,维控触摸屏在配电系统设计起到了关键性的作用,给您的设计工作带来极大的方便,随着维控触摸屏性能的不断提高,其在智能配电业的应用将更加广泛和深入。
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