安阳直流屏电源代理
大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器原理与区别
安阳直流屏电源
一、理论推导
1、6脉冲整流器原理:
6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,所以叫6脉冲整流。
当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为:
(1-1)
由公式(1-1)可得以下结论:
电流中含6K±1(k为正整数)次谐波,即5、7、11、13…等各次谐波,各次谐波的有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形
2、12脉冲整流器原理:
12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,因此又称为12脉冲整流。
下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。
12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成)
直流屏含义及作用:
直流屏是直流电源操作系统的简称。通用名为智能免维护直流电源屏,简称直流屏,通用型号为GZDW,而直流屏就是用来供应这种直流电源的。发电厂和变电站中的电力操作电源现今采用的都是直流电源,它为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源,是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。主要应用于电力系统中小型发电厂、水电站、各类变电站,和其他使用直流设备的用户(如石化、矿山、铁路等),适用于开关分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明等场合。
直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统。监控主机部分高度集成化,采用单板结构(All in one),内含绝缘监察、电池巡检、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏,各种运行状态和参数均以汉字显示,整体设计方便简洁,人机界面友好,符合用户使用习惯。直流屏系统为远程检测和控制提供了强大的功能,并具有遥控、遥调、遥测、遥信功能和远程通讯接口。通过远程通讯接口可在远方获得直流电源系统的运行参数,还可通过该接口设定和修改运行状态及定值,满足电力自动化和电力系统无人值守变电站的要求;配有标准RS232/485串行接口和以太网接口,可方便纳入电站自动化系统。
直流屏的组成:
充电柜-充电模块-监控模块-电池组
直流屏主要特点:
安阳直流屏电源系统特点
高可靠性:
采用开关电源的模块化设计,N+1热备份。
充电模块可以带电热插拔,平均维护时间大幅度减少。
动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电,可以通过降压装置热备份。
硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于5%。
可靠的防雷和电气绝缘措施,选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全。
系统设计采用IEC(国际电工委员会),UL等国际标准,可靠性与安全性有充分保证。
高智能化:
监控模块采用大屏幕液晶汉字显示,声光告警。
可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。模块具有平滑调节输出电压和电流的功能,具备电池充电温度补偿功能。
具有多个扩展通讯口,可以接入多种外部智能设备(如电池测试仪、绝缘监测装置等)。
现代电力电子与计算机网络技术相结合,提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”的支持,实现无人值守。
蓄电池自支管理及保护,实时自动检测蓄电池的端电压、充电放电电流,并对蓄电池的均浮充电进行智能能控制,设有电池过欠压和充电过流声光告警。
系统采用监控装置内置绝缘监察、电池检测、接地选线、电池活化、硅链调压、中央信号等功能单元,大大方便用户使用;
可行的解决办法
既然现阶段无法设计出一种功能强大并且具有较好的通用性的电动汽车电池管理系统,在实际工作中,通常的解决办法有以下两个途径。
1)设计通用的简单保护板
由于二次动力电池往往在过充电、过放电或者过大电流使用的条件下会导致安全事故,因此,可以为动力电池加上具有基本保护功能的电路板。这样的电路板上,为充、放电设定了电压的上、下限值,通过电压比较,一旦发现电池的工作电压超过或者低于门限值,则切断电流回路。同理,可以为工作电流、工作温度设定相应的门限值,在超过门限值的情况下切断电池的供电回路,从而保证电池组的安全。
在这种电路板的保护下,可以对动力电池安全地进行充电和放电操作。然而,由于缺少了对电压、电流等信息的监测,用户无法知道动力电池此时的状态,也无法评估电池组剩余电量以及剩余里程的多少。就好比普通家用的手电筒,电池用到没有电的时候会自然熄灭,但某个随机时刻很难预知剩余电量的多少以及还能使用多长时间。
2)为特定电池定制较为复杂的解决方案
由于磷酸铁锂动力电池的电动势特性曲线平缓,再加上电动汽车的工作状况复杂,因此需要针对不同型号的电池,不同的应用场合对电池管理系统进行量身定做。本问所讨论的电池管理系统的设计,正是根据动力电池特性以及应用需求进行电池管理系统功能定制的思路。大致可以分为以下几个步骤。
第一,根据厂家提供的数据以及前期对电池样本评测的记录,掌握相关型号的动力电池的工作特性;
第二,确定电动汽车动力电池管理系统的基本设计方案,包括:
a.选择一种合适的拓扑结构形式;
b.确定电池的安全保护策略;
c.建立动力电池模型,设计剩余电量评估算法;
d.确定均衡管理策略、能量控制策略。
第三,根据以上方案设计相应的软、硬件系统并进行可靠性验证。
根据以上步骤所开发的动力电池管理系统是针对电池、针对应用场合进行量身定做
的,精度高。但在进行基本方案设计之前要对动力电池的性能进行充分的测试、评测,前期工作量较大。
3.关于通用性的讨论
近年来在电动汽车行业的一个讨论热点是:“电池管理系统应该交给谁去开发?究竟是应该由汽车生产企业负责,还是应该由动力电池生产企业负责,还是应该交给第三方去开发?”一般认为,如果由电池生产企业开发,则电池管理系统具有通用性,即不同的汽车都可以使用这样的电池管理系统,但未必能根据汽车的使用工况进行优化;如果由汽车生产企业负责开发,电池管理系统失去了通用性,即所开发的电池管理系统只适用于该企业的车型,同时汽车企业需要花费大量时间去了解、掌握动力电池的特性,生产成本随之上升;如果交由第三方开发,则所得到的结果可能介于以上两者之间。
但是,无论交给谁去开发,都应该考虑电池的使用环境和工作条件(这一点似乎应该由汽车生产企业考虑),以及电池的工作特性(从这一点出发似乎又应该由电池生产企业负责)。就前面两个小节的内容,可能得到一个初步的结论:简单的保护电路具有一定的通用性,但?**δ苡邢蓿欢ㄖ频牡绯毓芾硐低衬芄挥薪衔晟频墓δ埽ぷ髁拷洗螅枰隙嗟娜宋稍ぁW魑绯毓芾硐低车难蟹⒐こ淌Γ谀诳梢源右韵乱恍┓矫娼信Γ?
1)优化硬件设计
硬件保护电路(接触器、电流切断器等),均衡电路,电池组加热、散热设施等属于电动汽车动力电池组必须要考虑的硬件设施,需要根据汽车的特点进行优化配置,要综合体积、重量、成本等多方面的因素来考虑。
2)软件系统的自适应性
一方面,软件系统能根据不同厂家或者同一厂家不同批次的电池,进行自适应调整,能在汽车的正常使用过程中自适应地获得特性参数,减少开发过程中因为大量电池特性测试所需要的工作量。同时,具备较为智能化的算法,能对SoC、SoH等进行较为精确的评估。
3)低功耗设计
电池管理系统的工作本身需要消耗能量,而某一台电动汽车的闲置时间往往又是难以预测的,因此电动汽车电池管理系统必须要进行低功耗设计。低功耗的设计需要从软件和硬件两个方面来努力。
系统采用独有的“一线通”接线技术,大大方便大容量直流系统的屏内接线,方便用户维护。
● 充电模块采用自然冷却方式,平均无故障时间大幅提高,而且可用于环境相对恶劣的场所;
● 充电模块可带电插拔,平均维修时间大幅减少;
● 采用国际最新软开关技术,主要器件采用高质量的名牌产品;
● 硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于± 5%
● 可靠的防雷和高度的电气绝缘防护措施,绝缘监测装置实时监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全;
●监控模块采用大屏幕液晶触摸屏显示,真人语音告警;
●监控程序采用面向对象的设计思想,模块化编程,有利于程序维护与升级;
● 可通过监控模块进行系统各部分的参数设置,具有详细的在线帮助功能;
● 具备平滑调节输出电压和电流,蓄电池自动温度补偿等先进功能;
● 现代电力电子技术与计算机技术相结合,实现对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”以及实现无人值守;
● 蓄电池自动管理及保护,实时自动监测蓄电池的端电压,充、放电电流,并控制蓄电池的均充和浮充,设有电池过欠压和充电过流声光告警。
●装置可通过公共电话线进行程序支持,实现远程维护诊断。 直流屏监控模块
销售:王浩
电话: 18001283863
梅兰日兰蓄电池:www.meilandianchi.com