直流支撐系統DC-BANK

1 概述

電動機不間斷電源系統(Motor UninterruptiblePower System，簡稱MUPS)是上海雋睿自動化技術有限公司研制的區別于市場上的UPS、EPS 的供電系統。MUPS 的一套直流支撐系統DC-BANK可支持多臺乃至上百臺變頻器(VVVF)在電網晃電、停電時不間斷工作，因而也保證多臺乃至上百臺電動機在晃電、停電時，不間斷工作。因此MUPS是針對電動機群設計的理想電源系統，該系統適用于連續生產的化工、鋼鐵、化纖、集成電路芯片、玻璃、造紙等行業，同時可作為消防應急電源使用，在工廠、大樓的消防系統中也有獨到的用處。

2 MUPS 的性能特點

1)結構簡單可靠，系統未用常規UPS向VVVF提供交流電源，而MUPS向VVVF提供直流電源，從而減少了AC/DC、DC/AC 兩次變換。常規UPS整流充電器既要對蓄電池充電，還須向逆變器提供額定直流功率，而MUPS 充電器只對電池充電，其功率僅為常規UPS的10%左右，成本低，可靠性高。

2)MUPS 系統里包含接入系統中的所有電動機的啟動控制和保護元件，采用IGBT逆變功率器件和微處理器控制。

3)電動機享有VVVF 的軟啟動、調速等功能，并具備短路、接地故障和過載等保護特性。

4)MUPS 系統里充電器僅對蓄電池充電，具有穩壓、限流及浮充溫度補償功能。

5)MUPS 系統里的PLC 對每臺電動機的啟動、停止和蓄電池定期向假負載放電等狀況實施監控、保護。

6)MUPS 系統里的各回路完全獨立，當檢修某回路VVVF及其控制保護電路時，不影響其他回路工作。

7)MUPS 系統里設置的靜態開關具有環流隔離功能。

8)MUPS 系統里靜態開關采用在線跟蹤和電壓自動監控，保證主電源失電時，系統瞬時切換到電池供電，變頻器的輸出沒有任何中斷。主電源恢復正常時，靜態開關自動阻斷蓄電池與被保護電機驅動器的連接，蓄電池自動充電在維持狀態。

3 MUPS系統技術數據

MUPS 系統技術數據如表1 所列。

4 MUPS系統組成及原理圖

MUPS 系統由變頻器VVVF +直流支撐系統DC-BANK組成。直流電源支撐裝置DC-BANK主要由蓄電池BAT、整流充電器CD1、靜態開關SW1、快速熔斷器QD1、直流接觸器MF1、電動機M、執行單元控制器等組成。變頻器VVVF由AC/DC整流器、DC/AC 逆變器等組成。整套MUPS 系統設備包括VVVF、DC原BANK在內，如果用戶已裝有變頻器VVVF，則可提供DC原BANK直流支撐系統。

MUPS 原理圖如圖1 所示。

5 DC-BANK 系統的工作模式

直流支撐系統DC-BANK有三種工作模式。

1)正常工作模式由廠用電通過具有雙變換及軟起動功能的VVVF驅動電動機，充電器對電池浮充電。

2)斷電工作模式靜態開關SW1 開通，蓄電池直流電通過VVVF驅動電動機;廠用電恢復，系統自動恢復正常工作。轉換過程不斷電。

3)檢修工作模式每個回路相對獨立，n臺PLC分路獨立管理n臺VVVF，并對直流系統進行監控。

在工作現場通常都是電機群，只需設計一套系統就可以解決問題。例如3 臺電機的工作模式如圖2 所示。

6 DC-BANK 工作原理及控制邏輯

6.1 DC-BANK 系統工作原理

當電網供電正常時，靜態開關SW1處于關斷狀態，切斷電池組BAT 與變頻器的通路，直流支撐系統裝置通過整流設備對蓄電池組進行浮充電，裝置儲能;當交流電源低于變頻器低壓保護值時(即交流368 V，直流516 V)時，監控系統觸發靜態開關SW1瞬間導通，可以做到變頻器由交流供電和由電池組供電的瞬時轉換。