Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТеорКурс-ЛР-10.10.doc
Скачиваний:
65
Добавлен:
19.11.2019
Размер:
10.04 Mб
Скачать

1. Конструкция и принцип действия эпу

Для бесперебойного питания стационарной аппаратуры связи требуется электрическая энергия постоянного тока на номинальные напряжения 24, 48 и 60 В. Эта энергия обеспечивается электропитающими установками, выпускаемыми различными отечественными и иностранными фирмами. Одной из них является немецкая фирма Voigt&Haeffner (V&H), выпускающая установки на различные мощности.

В работе представлена ЭПУ средней мощности типа SVS-G48/75-8GRS на номинальное напряжения 48 В и номинальный ток 75 А. Она разработана на основе модульной архитектуры, позволяющей наращивать мощность и развивать эксплуатационные возможности установки. Оборудование размещено в двух шкафах. В верхнем – основные элементы установки, в нижнем – аккумуляторные батареи. Размещение элементов установки представлено на рис. 1.

Основные устройства ЭПУ и их обозначения:

Выпрямительные модули

GR 1-6

Аккумуляторная батарея

B

Модуль контроля и управления

SM-7

Устройства защиты от глубокого разряда аккумуляторов

K27M

Устройства контроля тока в нагрузке и аккумуляторной батарее

R18N, R19N

Термодатчик для обеспечения температурной зависимости тока подзарядки ак-ов

PT-100

Клеммы для подключения сети 400/220 В переменного тока

X9

Автоматы на входе выпрямительных модулей

Q211–Q216

Автоматы на выходе выпрямительных модулей

Q231–Q236

Автоматы в цепях нагрузки (имеют сигнальные контакты на замыкание при отключении нагрузки)

Q50–Q54

Батарейные предохранители – размыкатели

F21–F22

В лабораторных установках вместо 6 выпрямительных модулей установлено только 2, и аккумуляторная батарея состоит из 1 группы. Это надо учитывать при испытаниях.

На свободном месте в SVS дополнительно установлен конвертор 48/24В.

Рис. 1. Размещение элементов

Структурная схема установки приведена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема ЭПУ

Выпрямительные модули

Выпрямительные модули (GR) преобразуют переменное напряжение сети в постоянное. Они выполнены на современной элементной базе, сочетают в себе высокую точность регулировки, высокий КПД при малых размерах и весе.

Структурно-электрическая схема выпрямительного модуля приведена на рис. 3.

Выпрямительные модули в общем виде состоят их трёх основных устройств:

  • выпрямительного устройства, выполняющего основную функцию преобразования переменного тока в постоянный;

Рис. 3. Структурно-электрическая схема выпрямительного модуля

  • преобразовательного устройства типа DC/DC, которое позволяет компенсировать действие различного рода дестабилизирующих факторов;

  • устройства контроля и управления всеми элементами модуля.

На входе и выходе GR установлены высокочастотные фильтры, препятствующие возникающим в результате импульсной работы элементов модулей помехам попадать в сеть переменного тока и нагрузку.

Выпрямительное устройство состоит из однофазного мостового выпрямителя (V1), схемы ограничения пускового тока (R1K1), корректора коэффициента мощности (L1, V2, V3, C1). Корректор коэффициента мощности, выполненный по схеме импульсного стабилизатора напряжения обеспечивает полное соответствие формы тока, потребляемого GR из сети, и напряжения сети. Это позволяет увеличить коэффициент мощности, приблизив его к единице, и устранить влияние модуля GR на сеть.

Напряжение с конденсатора С1 поступает на первый элемент преобразователя DC/DC, которым является инвертор, выполненный на четырёх транзисторах V5–V7, работающих в ключевом режиме.

Инвертор преобразовывает постоянное напряжение в переменное прямоугольной формы с паузой на нуле и частотой 100 кГц.

Схема управления модуля, используя принцип широтно-импульсной модуляции, обеспечивает компенсацию действия различных дестабилизирующих факторов и создаёт высокостабильное напряжение на выходе GR. В модуле предусмотрена дискретная установка номинальных напряжений на 24, 48 и 60 В.

С инвертора модулированные импульсы поступают на силовой трансформатор Т1, который понижает напряжение до необходимого значения и одновременно обеспечивает гальваническую изоляцию между входом и выходом выпрямительных модулей.

После трансформатора модулированные импульсы поступают на выпрямители V8, V9. Пульсирующее напряжение сглаживается элементами фильтра L2, C2. Модули имеют 2 световых индикатора (норма – зелёный, отказ – красный).

Технические данные выпрямительных модулей приведены в табл. 2.

Модуль контроля и управления SM7 является основным устройством, осуществляющим функции слежения за соответствием заданным допуска параметров ЭПУ и выдачи соответствующих аварийных сообщений. SM7 производит измерения параметров и соответствующим образом реагирует на них.

Таблица 2

Основные параметры

Значения

Типовое название

Е60/10 Wbrug – 5GRM01

Входное напряжение, В

230 (+15–20%)

Частота сети, Гц

47–63

Входной ток, А

Макс. 3.4, синусоидальный, cos = 1

Ток включения

Iмакс < Iном

Номинальное напряжение, В

24/48/60

Отклонение напряжения, %

<  1

Номинальный выходной ток, А

12,5 (при 24 и 48 В), 10 (при 60 В)

Ограничение тока

Iном, выход устойчив против короткого замыкания

Напряжение помех, мВ

< 1

КПД, %

> 90 (48 В)

Внутренний контроль:

выходное напряжение выше нормы, выходное напряжение ниже нормы, перегрев

Охлаждение

внутренний вентилятор

Температура помещения, С

–10…+45

Масса, кг

4

Габаритные размеры (ВхШхГ), мм

262×71×360

Наработка на отказ, ч

500 000

Модуль сконфигурирован до ввода в эксплуатацию. Параметры конфигурации записываются в EEPROM (энергозависимое ПЗУ) и каждый раз активируются при включении аппаратуры. Параметры конфигурации защищены паролем и доступны только специалистам фирмы V&H, имеющим доступ. Все допуски и рабочие параметры инициализируются после загрузки данных конфигурации.

Параметры ЭПУ, записанные в энергонезависимое ПЗУ, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование параметра

SVS8

SVS5

Номинальное напряжение, В

48

Тип аккумуляторов

А-400

А-500

Ёмкость аккумуляторов, А·ч

65

Напряжение тестирования батарей, В/эл.

2,06

Напряжение постоянного подзаряда аккумуляторов, В/эл.

2,271)

2,301)

Напряжение ускоренного заряда аккумуляторов, В/эл.

2,331)

2,401)

Напряжение нагрузки, верхняя граница, В

61

Напряжение нагрузки, нижняя граница, В

46

Напряжение отключения батареи, В

44

Граница напряжения ускоренного заряда, В

55

Время заряда батареи, ч

10

Задержка сообщения SV2, мин

30

Минимальное время разряда батарей, мин

5

Максимальное напряжение асимметрии батареи, В

2,0

Напряжение окончания батарейного теста, В

472)

Максимальная температура батареи, °С

40

Минимальная температура батареи, °С

0

Температурный коэффициент, мВ/эл.

51)

31)

Период запуска автоматического теста батареи, дней

180

Длительность автоматического и ручного теста батареи,

а также при асимметрии элементов батареи, мин

102)

1) Устанавливается в соответствии с рекомендациями изготовителя аккумуляторов.

2) Уточняется по результатам пусковых испытаний.

Модуль имеет встроенный ЖК-дисплей, 3 кнопки управления и 2 световых индикатора (норма – зелёный, отказ – красный). Все события записываются в память и могут быть оперативно считаны. Объем памяти рассчитан на 20 сообщений.

Коды сообщений об авариях, отказах, нарушении норм и других отклонений от нормального состояния ЭПУ приведены в табл. 3.

Таблица 3

Код отказа

Описание отказа

Код устранения отказа

01

Авария сети переменного тока

101

02

Авария выпрямительного модуля

102

03

Нет работающего выпрямительного модуля

103

04

Авария внешнего оборудования 1

104

08

Напряжение на нагрузке – выше нормы

108

09

Напряжение на нагрузке – ниже нормы

109

13

Напряжение 1-й батареи ниже нормы

113

16

Асимметрия аккумуляторной батареи

116

17

Аккумуляторная батарея отключена

117

20

Устройство защиты нагрузки разомкнуто

120

21

Предохранитель батареи разомкнут

121

23

Зафиксирован отказ SV1, (отказ SV1 устранен)

123

24

Зафиксирован отказ SV2, (отказ SV2 устранена)

124

25

Активизирован режим отказ тестирования

125

26

Активизирован режим отказ непрерывного подзаряда

126

27

Активизирован режим ускоренного заряда

127