洛奇蓄电池MPC 12V200AH应急电源电瓶
电机负载的特性与IT设备常见的开关电源完全不同,表现为具有启动/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IT类开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面所带负载的情况分别进行处理。
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UPS电源能够在瞬时供应非常大的功率。针对IT设备设计UPS一般仅仅是根据短时间内2倍功率设计,而有的UPS则是仅有1.5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UPS一般都设计有Line Support功能,当负载功率大时能够通过旁路供电来解决。但是在电池模式下,无法通过旁路分担功率,就存在电机启动过程异常的可能。为此对于瞬间供应电流的能力非常关键的场合,就需要选择更大功率的UPS。
电机在制动时具有能量再生,此时回馈的能量并不仅是电机本身储存的能量,还可能包含了电机后面连接的负载所具有的惯性以及势能所储存的能量。以电梯为例,当电梯上升时需要电机提供能量,而当电梯下降时如果电梯的重量超过下降过程中的阻力,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UPS。
此外,在带有电机的应用中还有另外一个因素需要加以考虑,就是变频调速装置。不同的变频调速装置对于UPS系统的影响也是不一样的。
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,而在直流母线上连接有制动电阻。当电机发生能量回馈时,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,通过开通制动电阻控制来消耗掉回馈的能量。这种做法是目前工业界最普遍的方式,其优点是简单可靠,而且对于UPS来说变频器就是一个标准的非线性整流负载,与IT类负载非常接近。当然其缺点则是电机回馈的能量被转换成热量消耗掉,没有重新利用。
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量回馈模块来把电机回馈的能量返回输入端。见下图所示。
对于这类变频器来说,电机再生的电能仍然会回馈到UPS里面,使得UPS面临与直接连接电机类似的问题。
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还有一类特殊的变频器使用了矩阵变换器的结构,见下图所示。由于其中没有储能元件,所有的能量都直接在输入输出端传递,对于UPS来说与直接连接电机也没有区别。