UPS针对电机类负载的适应性设计作者全亚斌.pdf

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1、针对电机类负载的适应性设计作者：全亚斌、斯屯的]场'、]^丨’*^^顿.?出"(’保妒，成保妒..■)’*识此汄为记的质灿:丨：??怙况卜这部记山丨丨带产'矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔。的现象。在业场合中，电机是?一种主要的负载形式。当业应用的关键环节必需有足够高的电源保护等级时，与电机类负载的配合问题就是*个要笊点考虑的岽。聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測。通常的设计初衷是保护关键类设备，在电路结构就主耍基于类设备的特点进行设计。比残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒。如目前设备的主耍是使用幵关电源，而且欧盟法规规定以的设备都耍具备功率因数校正。因此酽锕极額閉镇桧

2、猪訣锥顧荭。主耍面对的就是带有功率因数校正的负载，在通常情况不其特性是一个功率因数接近于的恒功率负载^在大功率电气设备方面，还有?一些旧的设备在使用，这些设备通常是基于脉波整流或者脉波整流技术，特点是?一个恒功率的非线性整流负载。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔。无论是带有的幵关电源，还是脉波整流电源，其功率的实部都只能是正的，能不会反灌电，因此在的设计中更加重视的是在恒功率负载不的可靠性，以及在带有非线性的整流性负载时的谐波控制能力，以及电稳态精度与动态恢复速度，而小'会特别要求具有能馈的能力。特别是在带有大智能化的设计之后，往往会把能.?从负载回

3、馈到的直流母线作为种故障状态来对待。因此在带有电机类负载的时候，电机?生发屯产生的能很容拮触发的保护条件。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍。另一方面，在电路架构常用的结构是整流电池升压逆变器的结构，很大?一部分的整流和厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩。电池升压部分都是使用或者变形的电路，能.?仅能从)丨屯和电池流动到直流母线，而不能反向流茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐。动。这样即使软作上允许能馈，们是当发生能馈时，由于能兌都储存在究流付线上，造成流母线升高，最终仍然会导致跳脱保护。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘。电机负载的特性与设备常见的幵关电源完全不同，表现为具有启动

4、制动等诸多工作状态，而且随着电机后面所带负载的不同会有非常大的差异，完全不像类幵关电源那样只有带载卸载。因此具体的解决方案也需要考虑电机后所带负载的情况分别进行处理。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞。电机在启动时有很高的瞬态冲击，如果没有额外的辅助措施，就需要电源能够在瞬时供应非常大的功率^针对设备设计?般仅仅是根据短时间内倍功率设计，而有的则是仅有.倍。对于再大功率的负载，软件限流算法或者硬件的限流线路就会发生作用，从而影响电机启动。不过好在—般都设计有功能，当负载功率大时能够通过旁路供电来解决^但是在电池模式，无法通过旁路分担功率，就存在电机启动

5、过程异常的可能。为此对于瞬间供应电流的能力非常关键的场合，就需耍选择更大功率的。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴1/6買闥。电机在制动时具有能?生，此时馈的能兌并不仅是电机本身储存的能，还丨能包含了屯机连接的负载所具有的惯性以及势能所储存的能以电梯为例，当屯梯上升时需要机提供能，而当电梯降时如果梯的笊超过十降过程屮的阻力，就会成为一个发电设备，带动电机发电，这样再生出来的电力就有可能反灌回。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨。此外，在带有电机的应用屮还有兄外岽需要加以考虑，就是变频调速装置。不同的变频调速装置对于系统的影响也是不?一样的。最常见的变频器做法如不：铙

6、誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵。在输入端是?一个六脉波整流以及附加的直流或者交流侧滤波器，而在直流母线连接有制动电阻。当电机擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢。发生能馈时，变频器的直流母线会被充高。在直流母线达到预设的电压点时，通过幵通制动电阻控制来消耗掉回馈的能。这种做法是业界最普遍的方式，其优点是简单'靠，而且对于来说变频器就是?一个标准的非线性整流负载，与类负载非常接近。当然其缺点则是电机馈的能.?被转换成热消耗掉，没有笊新利用。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉。为了节约能源，部分高端变频器采用了背靠背的结构，而普通变频器也可以通过添加能馈模块来把电机馈的能返输

7、入端。见下图所示。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱。对于这类变频器来说，电机再生的电能仍然会回馈到里面，使得面临与直接连接电机类似的问题。还有?一类特殊的变频器使用了矩阵变换器的结构，见图所示。由于其中没有储能元件，所有的能都直接在输入输出端传递，对于来说与直接连接电机也没有区别。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦。2/6当然，如果直流母线具有足够大的容，屯机馈的能致的流付线充高在能够接受的范围内，那么给电机提供的平均能.?仍然是正的，就仍然可以放心应用。但是通常情况不都没有那么大的直流母线电容，因此必须考虑另外的方式来解决屯机负载能馈间题。出于简单起见，这里

8、仅讨论单机不的解决方案，在并联系统里面的负功率保护问题牵涉到很多其他的并联系统模块设计的问题，并不仅仅是电机?生能的处埋。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌。部分在电路架构是