技术指导
           
 
 
什么是 UPS?
 
系统结构 / 运行模式
 
功能描述
 
结构
 
运行模式
   
什么是 UPS?
  UPS 系统是独立与主输入电源为用户提供可靠电压供给的不间断电源系统。避免设备在运行的时候发生中断造成不必要的损失。
来自 AEG SVS 的 UPS 系统 通过设备自身产生的正弦电压让负载远离所有的干扰。
-保证输出的电压在一个比较稳定的范围内。
-保证在输入电源发生中断时不影响原有计划的执行。
-SVS Protect 5. 系列设备包括以下功率等级:三进单出: 10, 20, 30, 40, ( 6 0, 8 0, 100, 120) kVA 。
三进三出: 25, 40, 60, 80, (1 2 0, 170 , 2 4 0) kVA.
-SVS Protect 5. 是紧凑型二次接线供电单元,逆变单元和 SBS (静态旁路开关) 。它有一组外置电池作为补充。
-所有单元需要接入的电压: 3 x 380 V, 3 x 400 V or 3 x 415 V, 50 Hz ,输出电压 3 x 400 V or 3 x 415 V, 50 Hz.

应用
主要应用范围:
-仪器和控制系统的电源部分。
-生命支撑系统和医用设备。
-航空控制系统
-工厂
-电站
-控制和监控工具
-计算机

主要特征
来自 AEG SVS Protect 5 系列的结构以实用性为先导。下面几条是比较显著的特征:
-电池浮充电压 220V
-整流器输入隔离变压器
-手动旁路
-主电源电压和频率的变化不会影响到 DC 电压和负载。
-优良的动态相应,负载在 0 - 100 - 0 % 区间变动时,输出电压不会背离。
-超强抗短路能力。
-输出隔离变压器
-静态旁路开关( SBS )
-高效率,即使带特殊的负载,仍旧保持着低运行成本。
-非常小的占地面积,可以靠墙安装。
-低噪音
-适合的设计
-简单的操作显示和控制单元, 4 行显示:使 SVS Protect 5. 单元便于操作,非专业人士也可以操作。
-界面: RS 232; 通讯输出符合所有现今流行的 IT 界面。
-所有功能和技术数据都遵循 ISO 9001 国际质量认证标准的应用原理。
-过载能力强
-SVS Protect 3./4./5./ 依照 IEC 62040-3 中的 VFI SS 111 标准

设计结构

SVS Protect 5. 已经组装好的 UPS 箱体。包括整流器单元,逆变器单元,电子旁路,以及电子控制和监控。
-所有的部件通过打开前门移去盖板就可以看到。
-保护系统等级 IP 20
-电源冷却风扇采用 (n + 1) 冗余设计。空气入口在底部,出口在顶部。
-UPS 内部噪音水平依照 DIN 45630 在 55 到 70 dB(A) 之间,取决于型号。
-运输可以用叉车或起重机。
-安装在前面板上的简单操作显示和控制单元
 
 
系统结构 / 运行模式
  带电子旁路单独运行,实现冗余。
这是标准运行模式。负载由在线式整流器和逆变器供电。这就意味着所有电源系统的中断,例如频率和电压背离,电压波形歧变,瞬间中断和电源关断。

电子旁路通常用于当 UPS 发生故障或负载发生短路的情况下将负载不间断的切换到主电源上供电。因此, UPS 和电源系统便形成了冗余结构。此模式使电源供应具有高可用性。

冗余并机运行,主动冗余。

通过几台 UPS 冗余并机运行可以进一步增强系统可用性(在此标准期间:冗余并联运行)。主动冗余方式至少安装比负载最基本的功率要求多 1 台的 UPS 。最少是 2 台 UPS 组成一套系统。最多是由 8 台 SVS Protect 5. 并联运行。

同样,在 UPS 并联系统中不存在中央控制单元。 负载进行均分。当其中一台 UPS 发生故障时,这台就会关闭,对负载毫无扰动,剩下的 UPS 承担分担过来的负载。并联冗余运行模式作为大系统(中心)安全供电的首选。这种运行模式满足大多数在安全和实用性上的严格要求。这一功能依靠柔性多主机并机技术( FMMT )得以实现:这一技术使数据高速交换成为可能,通过 CAN bus 实现强大的通讯。如果两台并机系统的主机出现故障,则另一台立刻自动代替故障机执行主机功能。

 
功能描述
  SVS Protect 5 的结构原理如方框图所示。 一个 SVS Protect 5. UPS 单元主要构成包括:
-整流器单元构成有主输入( 12 ),隔离变压器( 1 ),可控硅( 2 ),滤波装置( 3 ),控制单元( 7 )。
-逆变单元有三相全控电流变换逆变转换装置( 4 ),逆变控制单元( 7 )
-输出隔离变压器,滤波电容回路( 5 ),逆变器开关( 6 )。
-电子旁路( 9 )及其相关控制单元( 17 )。
-手动维护旁路( 10 ),主输入( 11 )。
-显示操作单元( 8 )
-负载连接盘
-通讯接口( 15 )
结构
 

整流单元
整流器是为逆变器提供电源,同时与电池并联起来,对电池进行充电。主输入电压经过一个独立的变压器送到可控硅整流桥上进行转换,使电池在主输入正常的情况下始终处于充满的状态。当电源中断时,电池立刻放电,滤波装置的使用是为了减少谐波电流对电池的影响,从而延长他们的使用寿命。
-整流器单元单独配了一个微处理器,他执行以下功能。
-保持电池充电曲线与 DIN 41773 的标准一致。
-稳定输出电流和电压。
-对可控硅进行驱动。

逆变单元
逆变器电源在正常的情况下取自整流器,当主输入电源发生中断时从后备电池取电,逆变器由三相电流转换桥组成(逆变装置),转换开关装置是由现在流行的 IGBT 功率模块构成,与其他产品相比具有高频开关特性,由多个脉冲模拟出标准的正弦波来。

控制装置
控制通过一套三重处理器系统得以实现,系统作如下分配,每个处理器分别控制和监控整流器、逆变器和电子旁路。
每个处理器都是相对独立的,有自己的电源供应,每个处理器之间的通讯通过采用实时在线技术的 CAN bus (局域网络控制)系统进行,每个单元之间不会发生任何冲突。

效率
效率是在正常电压和正常 0.8 感性负载的情况下获得的,效率最显著的时候是在带部分负载的情况下,我们专注于不通过负载来降低设备的损耗。使用 IGBT 功率模块是一个关键的原因。于其他因素相结合电池容量上取得了较高的利用率。

静态旁路开关( SBS )
-SBS 晶闸管开关构成。他通常用于紧急事件发生时的不间断切换。
-逆变器过载
-负载短路
-故障
-维护

调控模式下的负载电压(非闭环),线性负载(上)逆变器装置电压(中), IGBT 电压(下)

SVS Protect 5. 的总效率


 
运行模式
  对冲击性负载和非线性负载输出电压质量,依靠矢量空间调制技术,数字应用和 r.m.s. 值控制。

通过非闭环控制的矢量空间调制技术提供一个完美的正弦输出电压曲线波形。从而减少了 IGBT 、线圈和滤波器的负担。将 UPS 的功耗降到最小,令人满意的效率和减少的功耗消费。矢量空间调试技术的另一个优势是最适合于电池电压的利用。这一技术使设备的输出电压质量高,同时电池也是处于最佳状态。

数字式状态监控在带冲击性负载、非线性负载和曾经提到过的电流摆动性负载时其优势便体现出来。通过理想正弦波背离的测量,甚至在带这些特殊负载的情况下,电压的总谐波失真仍然控制在 3 % 以内。这个数字式状态控制是基于智能的精确的运算法则。

在负载 0 - 100 - 0 % 变化时其输出电压仍然处于稳定状态,并且恢复时间紧紧 1 毫秒。它可以保证静态电压稳定范围在 ±1 % 以内。所有这些都应归功于有条理,纯数字的输促电压 r.m.s. 控制技术。

于矢量空间控制技术最完美的结合,数字式状态控制和 r.m.s. 值控制对输出电压的质量提供了技术装置的新标准。在特殊的非线性负载的条件下,输出电压波形依旧那样标准。

变压器形负载,容性负载、功率因素范围
SVS Protect 5. 可以为全功率因素范围从 0 容性到 0 感性的负载供电,视在功率取决于负载的功率因素。当带纯电阻负载的情况下, UPS 提供 80 %的额定电流。

负载改变
0 % – 100 % – 0 %
负载电压 uL
负载电流 iL
非线性正常负载
负载电压 uL
负载电流 Il

全方位的保险,选择性 / 短路保护功能
SVS Protect 5. UPS 单元具有抗短路能力。短路电流可以达到三倍的额定电流。但它的实际值要取决于负载输出的保险。此外,无论何时负载短路发生,同时主电源是正常的情况下负载就会在 1 - 3 ms 内连接到主电源。这就意味着负载迅速膨胀。这些因素,包括其他都可能作为 UPS 电源等级的选择因素。

主电源同步 / 频率控制
当主电源电压是正常的,逆变器通过强大的 PLL 软件与主电源进行逻辑同步。没有主电源同步时,通过自身晶震将频率控制在 0,l%. 之内。

备用发电机组系统运行 / 频率范围

逆变器的频率跟踪范围是 49.5 到 50.5 Hz 。超出这个频率范围,在频率背离的情况下逆变器就采用自身的晶震频率。随时它可能将频率设定在 49 到 51 Hz 或者从 48.5 到 51.5 Hz 。

备用发电机系统的操作
当用备用发电机组为 UPS 供电时可能会发生较大的频率波动,频率脉冲可能会导致中断。

手动旁路
他主要用于 SVS Protect 5. 系统进行维护工作的时候。一体化的手动维护旁路在将负载切到主电源时不会发生任何中断。