将变频器改成不间断电源可行性应用.doc

: .
文章标题：将变频器改成不间断电源的可行性及应用
引言
随着科学技术的高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对建筑物内的环境、使用功能、
消防安全等提出了更高的要求。 越现代化的建筑对电的依赖越高， 但电力故障是不以人的意
志为转移，一旦发生灾害事故将导致电力中断或电力中断后发生灾害事故， 人民的生命财产
安全将直接受到威胁。因此，《高层民用建筑设计防火规范》和《民用建筑电气设计规范》 中严格规定：一级负荷中特别重要的设备必须增设二路电源。 目前，市场上常用的备用电源
有发电机组、UPS EPS等产品，至于它们三种供电方案以及衍生方案并不能保证电源 100%
不间断。本文的内容是笔者根据工作几年来从事 EPS及 UPS项目总结出来的。
I解决问题的方法
变频器无论是频率控制型还是矢量控制型或者转矩控制型， 都是具有变频软起动功能， 即电
机起动时，因为输出电压和频率均可从零开始， 就限制了电机的起动电流， 甚至小于额定电 流就可以正常起动。变频器的容量，在 380V电压等级，功率范围从 2,2~1 500 kW的产品几 乎可以覆盖目前所有的应用范围。
目前常用的变频器都是交-直-交类型的电压源型变频器， 其中间直流环节的电压约为 510
620V,是三相交流电压经过三相不受控整流后得到的。 如果在市电停电后能为变频器的中间
环节提供另一路 510〜620 V的直流电源，其IGBT逆变器就能不间断地输出三相正弦交流电 压，而且其电压为 0~380V、频率为 X50Hz连续可调，实现负载的软起动或者达到输出电 压380(1 ±3%)V,输出频率50(1 ±I%)Hz的精度。例如一组蓄电池，就可以实现对负载的不 间断供电。基于这个想法开发出一种新型 UPS即可成为变频型交流不间断电源，使变频器
在新的应用领域中得到应用。 因UPS输出是三相正弦波且稳压稳频， 为了增加设备的可靠性
及避免对负载的干扰，在变频器的输出增加变压器和 LC低通滤波器。
根据负载性质，这种可变频UPS同样可以像普通UPS —样设计成后备式和在线式。该电源的 过载能力为150%时3 s，整机效率为98鳩上。
本文以西门子公司通用变频器产品为应用实例来说明这种电源的工作原理、 架构组成和设计
方法。
2系统组成和工作原理
该电源主要单元有：矢量型变频器，蓄电池组， DC/DC直流变换器降压充电模块，控制逻辑
板，DC/DC降压工作电源(+24V)模块，输出隔离变压器及 LC滤波器，数字面板表及及半导 体节能灯人机接口单元，结构图如图 1所示。

本文仍以西门子产品为例，其技术参数为：
输入电压3相380〜460V±10%f变频器);
输出电压 3相0~380V或380(1 ±3%)V;
输入频率 50/60(1 ±6%)Hz：
输出频率 0~600Hz 或 50/60(1 ±1%)Hz。

选用阀控式全密封铅酸免维护电池，一般 200A h以上为2V/单只电池。
组串联只数N的确定
串联只数M取决于通用变频器中间环节直流电压的最大和最小允