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艾默生UPS不间断电源对电动机负载的适应性

所属分类:常见问题 点击次数:1368 发布日期:2020-05-16

适用于电动机负载的UPS不间断电源的适应性设计在某些需要确保负载不间断的应用中,有时客户会发现UPS经常出现高直流BUS保护或负电源保护。 因此,一些客户会将其视为UPS的质量问题。 实际上,在大多数情况下,这是由于电动机负载引起的现象。 在工业场合,电动机是负载的主要形式。 当工业应用中的关键环节必须具有足够高的功率保护等级时,UPS和电动机负载的协调是要考虑的因素。
  通常,UPS不间断电源品牌的最初设计是为了保护关键IT设备,而电路结构是根据IT设备的特性设计的。 例如,当前的IT设备主要使用开关电源,而欧盟法规要求75W以上的设备必须进行功率因数校正。 因此,UPS的主要面是带有功率因数校正的负载。 在正常情况下,其特性是恒定功率负载,功率因数接近1。就大功率电气设备而言,有一些旧设备正在使用中,这些设备通常基于6脉冲整流或12脉冲整流。 整流技术,其特点是恒功率非线性整流负载。
  无论是带PFC的开关电源还是脉冲整流器电源,其电源的有功部分只能为正,并且能量不会逆转回市电。 因此,在UPS的设计中,将重点更多地放在恒定功率负载上。不需要特别要求可靠性和使用非线性整流负载控制谐波的能力以及电压稳态精度和动态恢复速度。 具有能量反馈的能力。 特别是在UPS配备了大量智能设计之后,从负载到UPS的DC总线通常被视为故障状态。 因此,当存在类似电动机的负载时,电动机再生发电所产生的能量很容易触发UPS的保护状态。
  另一方面,电路结构中UPS的常用结构是整流器电池升压逆变器的结构。  UPS的大部分整流器和电池升压部分使用升压或变形的电路。 只能从市电中获取能量,电池流至直流母线,而不能反向流动。 这样,即使在软件上允许能量反馈,当能量反馈发生时,由于能量存储在DC总线上,DC总线也会上升,最终将导致UPS跳闸保护。

DesktopPdpHero.webp.jpg  电机负载的特性与IT设备的普通开关电源完全不同。 它具有许多工作状态,例如启动/制动,并且与电动机背面的负载会有很大差异。 它完全不同于IT开关电源。 然后仅加载/卸载。 因此,还需要考虑电动机背面的负载,单独处理特定的解决方案。
  电动机启动时会产生很高的瞬态冲击。 如果没有其他辅助措施,UPS不间断电源可以立即提供非常大的功率。 用于IT设备的UPS的设计通常仅基于短时间内电源设计的2倍,而某些UPS仅为1.5倍。 对于任何大功率负载,软件电流限制算法或硬件电流限制电路都会生效,从而影响电动机的启动。 幸运的是,UPS通常设计为具有线路支持功能,当负载功率较大时,可以通过旁路电源解决。 但是,在电池模式下,无法通过旁路共享电源,并且电机启动过程可能会异常。 因此,对于瞬时提供电流的能力非常重要的场合,需要选择功率更大的UPS。
  电机在制动过程中具有能量再生。 此时,返回的能量不仅是电动机本身存储的能量,而且是由电动机后面连接的负载的惯性和势能存储的能量。 以电梯为例,当电梯上升时,需要电动机提供能量,当电梯下降时,如果下降过程中电梯的重量超过阻力,则将成为发电装置,驱动 电机发电,从而可以将再生功率反向。 下沉到UPS。
  此外,在电机应用中还需要考虑另一个因素,即变频调速装置。 不同的变频调速装置对UPS系统的影响也不同。
  输入端有一个六脉冲整流器和一个附加的DC或AC侧滤波器,并且一个制动电阻器连接到DC总线。 当电动机产生能量反馈时,逆变器的直流母线将被充电为高电平。 当直流母线达到预设电压点时,通过打开制动电阻器控制来消耗反馈能量。 这种方法是目前业界最常用的方法,其优点是简单可靠,逆变器是UPS的标准非线性整流负载,非常接近IT负载。 当然,缺点是电动机返回的能量被转化为热量并被消耗,并且无法再利用。
  为了节省能量,一些高端逆变器采用背靠背的结构,普通逆变器也可以通过添加能量反馈模块将电机返回的能量返回到输入端子。

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