[发明专利]不断电电源装置

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的不断电电源装置。

这样一种不断电电源装置是在市场上可得到的，例如在西门子公司产品说明书“静态不断电电源”中-标题为“USV系列42、功率范围10至500KVA”订货号为：E20001-P1b1-A4-，已详细描述。

图1表示这样一种不断电电源装置2(USV装置)的简化电路概图。该USV装置2由一个电压中间回路的变流器4组成，该变流器由组件：整流器6、电压中间回路8及逆变器10组成。此外，该USV装置2还具有以下组件：电网整流扼流圈L10，电网反馈开关装置12，输出滤波器14，变流器4的控制装置16，电网反馈开关装置12的开关装置18，整流器输入侧开关Q10，手动分路开关Q50，电网反馈开关装置开关Q51，直流电压母线端子C及D，整流器6的电网端子U1、V1、W1，电网反馈开关装置12的电网端子U2、V2、W2、N，一个用电器的端子U3、V3、W3、N，一个并联单元的端子U4、V4、W4、N，操作区20，监视及诊断系统22及远程信号发送装置24。

设置了一个全控晶闸管三相电流桥(6脉冲)作为整流器6。对于整流器6也可选择地设置一个12脉冲的三相电流桥，以便能明显地减小对电网的反馈作用。在500KVA功率的情况下，该USV装置总是用12脉冲方式实施。在整流器6用12脉冲实施方式的情况下，使用两个预调节的6脉冲三相电流桥，它们借助一个变压器错开30°电角度地工作。在变流器控制装置16中实现的对整流器6的控制和调节包括以下功能：-利用IU特征曲线及限制充电电流来实现用软件对电池的保护性自动充电的控制，-防止整流器过载的电流限制，-在电网备用装置工作时减小对电流的限制及使用倾斜的电压特性曲线，-可控起动：缓慢提高电压及电流，无接通电流冲击，-在两个整流器并联工作时可控地进行电流分配，以避免非均匀负荷，-在多单元设备的情况下分级起动整流器。

电压中间回路8构成为滤波回路。该滤波回路由两个扼流圈L11及一个电容器C20组成。这两个扼流圈L11分别连接在一个直流电压母线中。该滤波回路降低了直流电压的自然波动并消除了可能出现的电压峰值。中间回路电压被滤平并且电池电流的波动会很小，这就保护了电池。该USV的原理基于：中间回路电压或是由电网或是当其故障时由电池保持在一个范围内，该范围可使逆变器做到将输出电压保持恒定。

逆变器10由一个晶体管桥式电路组成，该电路的输出侧连接在输出滤波器14之后。该输出滤波器14由一个具有大漏电感的变压器T20及滤波电容器C30组成。变压器T20的漏电感与滤波电容器C30构成三相输出滤波器14，它从脉宽被调制过的逆变器输出电压中滤出基波电压并由此产生具有低失真系数的正弦输出电压。输出电压根据超正弦(Supersinus)的脉宽调制(PWM)方法通过逆变器相位调节进行调整。由于高脉冲频率，可以非常快地进行调节(瞬时值调节)。因为由此使输出电压的曲线形状受到积极的影响，也补偿了由非正弦电流的用电器(非线性负载)产生的反馈作用。在变流器控制装置16中进行的逆变器10的控制与调节包含以下功能：-具有高动态性能地调节电压，-限制电流，-调节频率，-调节角度：与电网及与并联的USV单元精确地同步，由此在转换过程中无需任何平衡电流也没有电流冲击，-调节瞬时值：输出电压的失真系数很小，在非线性负载时也如此，高峰值电流，对曲线形状的积极影响，高动态特性，-形成脉冲：功率晶体管的开关状态将持续地被监测，不可能产生错误脉冲，在极限状态下最佳利用功率部分。

电网反馈开关装置12由三相晶闸管开关26、接触器K50，及一个控制装置18组成。三相晶闸管开关26能够不延迟地接收负载电流。在一预定时间间隔后接触器K50承接持续电流。电网反馈开关装置12的连接在以下情况时不断电：-逆变器10过载，-短路，-逆变器故障，-在手动切断逆变器10时。

用于控制、调节、保护、监控、显示及操作的电子部件可插接地设置在一个组件支架中及设置在与功能或部件相关的外围组件中。这些电子部件在很大程度上由微处理机或微控制器数字化，其中使用了SMD、多层及混合电路技术。

在用于装置功能的必要组件中设置一个独立的监测及诊断系统22。通过操作区20的显示器可提供关于设备状态的详细信息并有助于故障诊断。该系统22可调用地准备好已处理的实际测量值，根据特征曲线方法推测预计可提供的电池跨接时间，提供统计数据，持续地存储地模拟量和数字量，记录故障前、后的过程，检测故障及帮助诊断。