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逆變電源系統(tǒng)
概述
電源的應(yīng)用基本上分為兩類,一類為直流輸出,直流電源如:-48V通信電源,220V/110V電力系統(tǒng)變電站用操作電源;另一類為交流輸出電源,如:逆變器、商用UPS和電力專用UPS等,直流電源領(lǐng)域現(xiàn)已完全采用高頻化、模塊化技術(shù),這兩種新技術(shù)的采用,給直流電源帶來(lái)的變化,同樣在逆變器,UPS交流電源領(lǐng)域,采用全高頻、DSP數(shù)字化控制、模塊化將成為一種趨勢(shì)。
我公司交流并聯(lián)模塊均采用數(shù)字化控、高頻開關(guān)技術(shù)、帶電熱插拔、無(wú)主并聯(lián)等技術(shù)設(shè)計(jì),很好的滿足了當(dāng)今重要場(chǎng)合對(duì)用電的高可靠性要求,模塊核心控制芯片采用美國(guó)TI公司高性能的DSP2406數(shù)字芯片,該芯片是功能強(qiáng)大的32位機(jī),其運(yùn)行速度達(dá)到每秒4000萬(wàn)條指令(40MIPS),是普通單片機(jī)運(yùn)行速度的200多倍,此外,每個(gè)模塊還專門采用了一個(gè)CPU單片機(jī)來(lái)管理工作,如模塊的運(yùn)行狀況、參數(shù)設(shè)置、LCD漢字菜單顯示以及對(duì)上通訊等任務(wù)。模塊可自主并聯(lián),即模塊的并聯(lián)無(wú)需依賴任何其它公共部分(如系統(tǒng)監(jiān)控等),實(shí)現(xiàn)了無(wú)主并聯(lián);由并聯(lián)模塊組成的系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格意義上的無(wú)單點(diǎn)故障,并聯(lián)模塊還可組成高可靠性N+1供電系統(tǒng)。自從2004年投入市場(chǎng)運(yùn)行至今,沒有出現(xiàn)任何系統(tǒng)癱瘓的記錄,可靠性高;系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單、快速,各種規(guī)格的模塊均為在線快速更換設(shè)計(jì)。
技術(shù)特點(diǎn)
●全數(shù)字化控制
模塊采用了32位DSP全數(shù)字化控制技術(shù),核心芯片是美國(guó)TI公司DSPTMS320F2406;模塊是模塊的核心,負(fù)責(zé)整個(gè)模塊的控制、切換、并聯(lián)算法處理。DSPTMS320F2406具有如下特點(diǎn):
△其采用的是高性能靜態(tài)CMOS技術(shù),供電電壓降為3.3V,功耗較小,工作環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好。
△運(yùn)行速度非常之快,DSP速度高達(dá)每秒鐘執(zhí)行4千萬(wàn)條指令(40MIPS),是普通的CPU運(yùn)算速度的200多倍,實(shí)時(shí)控制能力非常強(qiáng)大。
△采用哈弗總線結(jié)構(gòu),使程序空間和數(shù)據(jù)空間完全分開,不僅程序運(yùn)行速度大大提升,而且運(yùn)行軟件穩(wěn)定可靠。
△模塊的一致性好,每個(gè)模塊的各種輸出參數(shù)和特性均有各種數(shù)學(xué)算法通過(guò)DSP的運(yùn)算來(lái)完成,這種全數(shù)字控制方式避免了因器件參數(shù)的離散性而導(dǎo)致的不同模塊輸出參數(shù)差異和特性差異,而且抗干擾能力強(qiáng)。
●無(wú)主并聯(lián)
模塊可以自主并聯(lián),模塊間不分主從,互不依賴。
●自主均流
自動(dòng)均分負(fù)載,模塊間自動(dòng)完成負(fù)荷電流均分,運(yùn)行中若有模塊發(fā)生故障,模塊有完善的保護(hù)和退出機(jī)制,故障模塊能夠自動(dòng)退出系統(tǒng),不影響整個(gè)系統(tǒng)正常工作,負(fù)荷電流會(huì)自動(dòng)重新均分。
●系統(tǒng)的MTBF達(dá)到400000小時(shí)
●擴(kuò)容方便
各種規(guī)格的模塊均采用帶電熱插拔設(shè)計(jì),擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便,尤其是負(fù)載隨著時(shí)間的變化而不斷增加的情況,不會(huì)導(dǎo)致投資損失。增加負(fù)載,只需要加模塊就可以了。
●熱插拔
在傳統(tǒng)的整機(jī)逆變器、UPS及EPS等系統(tǒng)中,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修,系統(tǒng)故障診斷和維修耗時(shí)長(zhǎng)。
模塊化帶電熱插拔設(shè)計(jì),則避免了以上的故障,其優(yōu)點(diǎn)如下:
模塊化帶電熱插拔設(shè)計(jì),使用戶無(wú)需配置的維修人員,只要備有備用模塊,用戶的運(yùn)行維護(hù)人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)便可以承擔(dān)維護(hù),故障處理十分簡(jiǎn)單,在系統(tǒng)不停機(jī)的情況下,只需將系統(tǒng)中的故障模塊拔下,再插上備用模塊,系統(tǒng)的維修工作就算完成,整個(gè)過(guò)程只需要1至2分鐘,維護(hù)工作大大簡(jiǎn)化備品備件及其方便、經(jīng)濟(jì)。對(duì)于用戶,尤其是系統(tǒng)用戶,如電力公司、地鐵、鐵路等,只需建立統(tǒng)一的備品備件庫(kù),各站點(diǎn)無(wú)需備用,統(tǒng)一管理,使備品配件的管理和使用效率非常高。
●零切換時(shí)間
旁路電壓在規(guī)定范圍內(nèi)逆變輸出旁路,從而實(shí)現(xiàn)不間斷切換,負(fù)載斷電時(shí)間為零。
●功率密度高
逆變器采用了全高頻、全數(shù)字化控制技術(shù),以高頻變壓器取代了傳統(tǒng)逆變技術(shù)中笨重的工頻變壓器,使得模塊的體積、重量大為減小,只及傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/5.
●帶載能力強(qiáng)
可帶阻性負(fù)載、容性負(fù)載、整流性負(fù)載、空調(diào)負(fù)載和電動(dòng)機(jī)類大電流沖擊負(fù)載。