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施耐德SPR1KL B36V-9A-6P 機(jī)架式電池包
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施耐德SPR1KL B36V-9A-6P 機(jī)架式電池包
施耐德SPR1KL B36V-9A-6P 機(jī)架式電池包
在線式UPS的控制和保護(hù)功能基本上是由CPU的內(nèi)部程序控制完成的,由于程序的不可見性,UPS的許多控制和保護(hù)原理大家很難理解。下面，我根據(jù)多年的UPS研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，跟大家談一下在線式UPS的控制和保護(hù)技術(shù)。
一、基本概念
1、市電正常：市電正常是指市電電壓和市電頻率都正常。
2、市電電壓正常：市電電壓在160~280V之間，視為市電電壓輸入正常。
3、市電頻率正常：市電頻率在47~53HZ之間，且頻率變化率小于1HZ/秒，視為市電頻率正常。
4、市電逆變狀態(tài)：市電輸入正常，UPS工作在AC→DC→AC時(shí)的狀態(tài)。
5、電池逆變狀態(tài)：市電輸入異常，UPS工作在BATTERY→AC時(shí)的狀態(tài)。
6、CPU交流電壓取樣信號(hào)：交流電壓經(jīng)分壓、隔直、全波整流、限幅后，供給CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的信號(hào)。UPS上有市電電壓取樣信號(hào)和逆變電壓取樣信號(hào)兩部分電路。
7、零點(diǎn)發(fā)生器：交流正弦波經(jīng)過(guò)由運(yùn)算放大器組成的交流差動(dòng)放大器，變成方波信號(hào)，再經(jīng)濾除高頻諧波和限幅后，送給CPU。CPU通過(guò)對(duì)方波下降沿（對(duì)應(yīng)正弦波的過(guò)零點(diǎn)）的偵測(cè)，計(jì)算出正弦波的頻率和相位。UPS有市電零點(diǎn)發(fā)生器和逆變零點(diǎn)發(fā)生器兩部分電路。
8、BUS電壓：BUS電壓是指供給逆變器的直流電壓，UPS有正、負(fù)兩路BUS電壓，其正常值為400V。
二、控制技術(shù)
1、緩開機(jī)當(dāng)UPS開機(jī)或系統(tǒng)重置（包括過(guò)載解除、自動(dòng)重啟等）時(shí)，CPU控制UPS緩慢提升逆變電壓，每32ms提升逆變電壓3V，直至220V停止。
2、電壓追逐在緩開機(jī)結(jié)束后，逆變電壓尚未切到對(duì)外輸出前，為防止市電灌入UPS，市電正常時(shí)，CPU控制逆變電壓追逐市電輸入電壓，逆變電壓依市電電壓高低每隔128ms加減3V。如果市電電壓高于280V，則只追到280V；如果市電電壓低于160V，則只追到160V。
3、市電電壓的偵測(cè)與控制CPU每16ms讀取一次市電電壓值，當(dāng)市電的電壓讀值連續(xù)低于160V或高于280V五次時(shí)，視為市電電壓輸入異常；只有當(dāng)市電的電壓讀值連續(xù)五次回復(fù)到170~270V之間時(shí)，才認(rèn)為市電輸入轉(zhuǎn)為正常。市電輸入正常時(shí)，UPS工作在市電逆變狀態(tài)；當(dāng)市電電壓低于160V或高于280V時(shí)，UPS立即轉(zhuǎn)入電池逆變狀態(tài)；為防止市電來(lái)回切換，只有當(dāng)市電回復(fù)到170~270V時(shí)，UPS才轉(zhuǎn)入市電逆變狀態(tài)。
4、市電頻率的偵測(cè)與控制偵測(cè)市電頻率的目的是作為逆變鎖相的依據(jù)，通過(guò)調(diào)整逆變的過(guò)零點(diǎn)調(diào)整逆變相位，使在市電狀態(tài)下的逆變輸出與市電輸入基本同頻率、同相位。市電開機(jī)時(shí)，UPS偵測(cè)輸入市電的頻率作為逆變輸出的頻率；電池狀態(tài)下開機(jī)時(shí)，逆變輸出的頻率以上次輸出的頻率來(lái)設(shè)定。當(dāng)市電正常時(shí)，執(zhí)行鎖相，逆變頻*追市電頻率，頻率相同后再追相位，通過(guò)變動(dòng)逆變頻率完成逆變和市電同相位。鎖相后，逆變和市電的相位差小于3度，頻率誤差小于0.01HZ。當(dāng)市電頻率超出47~53HZ范圍時(shí)，UPS不執(zhí)行鎖相，立即轉(zhuǎn)入電池逆變狀態(tài)，只有當(dāng)市電頻率回復(fù)到48~52HZ時(shí)，UPS再執(zhí)行鎖相，并轉(zhuǎn)入市電逆變狀態(tài)。