摘 要 :本文介紹了如何使用普傳PI7100變頻器的主板端子功能及保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)變頻器在建筑行業(yè)消防應(yīng)急電源EPS系統(tǒng)自動調(diào)速控制的工藝要求,展望變頻器在應(yīng)急電源EPS系統(tǒng)中應(yīng)用的前景,變頻器常見故障及排除措施。
1 引言
隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展,環(huán)境要求的不斷提高,消防意識也越來越被人們重視。應(yīng)急供電系統(tǒng)(EPS)以其特有的優(yōu)越性將被人們認(rèn)識和采用,在一個(gè)工程中,它可以靈活的運(yùn)用在消防供電回路末端、個(gè)別重要場合等多種情況。在選擇應(yīng)急電源上,不再只局限于柴油發(fā)電機(jī)了,因?yàn)樗鼈兏髯缘奶攸c(diǎn)分別適用于不同的工程,這將為整個(gè)社會的安全提供更有力的保障。EPS應(yīng)急電源已被廣泛應(yīng)用于建筑電氣領(lǐng)域和特殊應(yīng)急供電場合。隨著社會發(fā)展,越是信息化、現(xiàn)代化,就越依賴于電力。突然的斷電必然會給人們正常的生活秩序和學(xué)習(xí)帶來影響,尤其是對于生產(chǎn)、生活中特別重要的負(fù)荷,一旦中斷供電,將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。然而,電力故障具有突發(fā)性,不以人們的意志為轉(zhuǎn)移,即使電網(wǎng)設(shè)施再先進(jìn),意外的斷電也在所難免。目前,城市供電系統(tǒng)的安全對策一般是采用并網(wǎng)供電,為城市電力提供可靠的電源保護(hù)。但從企業(yè)及工業(yè)、民用建筑使用情況來看,僅僅靠公用電網(wǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須具備應(yīng)急供電系統(tǒng)(EPS),其重要性是在事故發(fā)生的情況下確保提供所需的應(yīng)急電力,以有效降低因?yàn)閿嚯姸斐傻膿p失,為人們生產(chǎn)和生活安全提供保障。因此,EPS也被稱為“城市生命線系統(tǒng)”的重要組成部分。就應(yīng)急電源所帶的負(fù)載類型來看,消防泵負(fù)載是電動機(jī)負(fù)載,因電機(jī)類負(fù)載存在起動的問題,因此,現(xiàn)在的應(yīng)急電源系統(tǒng)已有大部分直接使用變頻器作為逆變器,這樣既解決了大功率應(yīng)急電源的成本問題,又可用變頻器作為電機(jī)的起動裝置,降低了電機(jī)的起動電流,因而就可以降低應(yīng)急電源的容量,使應(yīng)急電源的投資成本進(jìn)一步降低。
2 變頻器在消防應(yīng)急電源
EPS系統(tǒng)中應(yīng)用原理變頻器在消防應(yīng)急電源EPS系統(tǒng)中應(yīng)用原理如附圖所示。
附圖 消防應(yīng)急電源EPS系統(tǒng)框圖
2.1 系統(tǒng)組成
充電電路,蓄電池組,變頻器及控制電路,濾波電路,隔離變壓器,接觸器,各種負(fù)載等。
2.2 工作原理
三相動力變頻應(yīng)急電源供電對象和控制對象是電動機(jī),那么設(shè)計(jì)思路要圍繞電動機(jī)的特性而設(shè)計(jì),要考慮電機(jī)的啟動、調(diào)速、停止,要避免電機(jī)起動過程中的沖擊電流。當(dāng)輸入三相市電,正常時(shí)經(jīng)整流后給逆變器提供直流電,同時(shí)經(jīng)充電器對蓄電池組充電,蓄電池組處于全浮充狀態(tài),蓄電池組的電壓比變頻器支路環(huán)節(jié)的電壓略低,比如,變頻器直流環(huán)節(jié)的電壓為513V,蓄電池組的電壓為500V;當(dāng)三相輸入斷電或異常時(shí),自動轉(zhuǎn)換由蓄電池組給逆變器提供直流電。當(dāng)需要電機(jī)負(fù)載工作時(shí),送給變頻器運(yùn)行信號,變頻器會立即啟動并輸出,輸出經(jīng)LC電感電容濾波,并且經(jīng)隔離變壓器供給各種負(fù)載。變頻器的頻率給定可采用面板控制,也可采用遠(yuǎn)程給定,當(dāng)然也可采用閉環(huán)工藝控制。
2.3 變頻器的選擇
變頻器的選擇要從實(shí)際出發(fā),由于在這里對變頻器能使用到的功能不多,所以選擇變頻器主要考慮3個(gè)因素:質(zhì)量、價(jià)格和可操作性。
變頻器是整個(gè)應(yīng)急電源的核心部分,所以變頻器質(zhì)量將很大程度上決定應(yīng)急電源的質(zhì)量。變頻器本身的功率器件,整流模塊以及IGBT模塊應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠嗔?,以保證承受蓄電池電壓接入時(shí)的沖擊??刹僮餍裕侵缸冾l器要便于二次開發(fā),能比較容易引出P/N端,外空端子接線等,還能比較容易的調(diào)整欠、過壓點(diǎn)。普傳7100系列變頻器可以達(dá)到以上要求,并且風(fēng)扇采用電源板上的DC24V,不必考慮停電時(shí)另外給風(fēng)扇供電。
2.4 使用變頻器后的優(yōu)點(diǎn)
由于變頻器是根據(jù)電機(jī)為對象而設(shè)計(jì)的,所以有很多優(yōu)點(diǎn):
(1) 參數(shù)設(shè)置簡單,接口電路豐富,擴(kuò)展功能多;
(2) 啟動電流小,對電機(jī)可實(shí)現(xiàn)軟起軟停;
(3) 對電機(jī)進(jìn)行保護(hù),包括欠壓、過壓、過載、缺相等;
(4) 降低噪音;
(5) 提供150%,1min的過載能力。
3 變頻器參數(shù)設(shè)置及控制
將主控制板上的V1與V2口及FWD與COM用短接線短接,將參數(shù)F04設(shè)為1,將參數(shù)F05設(shè)為3,掉電追蹤和啟動追蹤設(shè)為有效,其它采用出廠值,即運(yùn)行方式為端子臺控制,調(diào)速方式自動運(yùn)行到50Hz,掉電后可瞬間追蹤繼續(xù)運(yùn)行。
4 變頻器常見的故障現(xiàn)象及排除措施
如附表所示。
5 結(jié)束語
實(shí)驗(yàn)表明普傳科技7100系列變頻器在建筑行業(yè)消防應(yīng)急電源系統(tǒng)中應(yīng)用穩(wěn)定,但實(shí)際使用中對三相動力變頻應(yīng)急電源提出更多的要求,包括:減小轉(zhuǎn)換等待時(shí)間,減少切換沖擊電流,甚至于無擾切換。使得三相動力變頻應(yīng)急電源更加向在線式UPS靠近。所以更為合理的設(shè)計(jì),應(yīng)該是把在線式UPS與變頻器技術(shù)結(jié)合起來。在線式UPS具有成熟的整流、電池管理技術(shù);變頻器具有成熟的變頻控制技術(shù),兩者的有機(jī)結(jié)合將是這一應(yīng)用領(lǐng)域的最終發(fā)展方向。在需要應(yīng)急電源供電的機(jī)電動力領(lǐng)域,變頻器又將大顯身手。