Курсовая работа: Источник бесперебойного питания с двойным преобразованием

· преобразование энергии переменного тока сети в энергию постоянного тока с помощью выпрямителя и схемы коррекции коэффициента мощности;

· преобразование с помощью инвертора энергии постоянного тока в энергию переменного тока со стабильными параметрами;

· подзаряд АБ с помощью зарядного устройства.

Автономный режим – режим питания нагрузки энергией аккумуляторной батареи. При отклонении параметров сетевого напряжения за допустимые пределы или при полном пропадании сети ИБП мгновенно переходит на автономный режим питания нагрузки энергией аккумуляторной батареи (АБ) через повышающий преобразователь DC/DC и инвертор. При восстановлении напряжения сети ИБП автоматически перейдет в сетевой режим.

Режим Байпас – питание нагрузки напрямую от сети. Если в сетевом режиме происходит перегрузка или перегрев ИБП, а также, если один из узлов ИБП выходит из строя, то нагрузка автоматически переключается с выхода инвертора напрямую к сети. При снятии причин перехода в Байпас (перегрузки или перегрева) ИБП автоматически возвращается в нормальный сетевой режим с двойным преобразованием энергии.

Отметим, что в режиме Байпас нагрузка не защищена от некачественного напряжения сети.

Режим заряда батареи возникает при наличие сетевого напряжения. Зарядное устройство обеспечивает заряд аккумуляторной батареи, независимо от того, включен ли инвертор или присутствует режим Байпас.

Режим автоматического перезапуска ИБП возникает при восстановлении сетевого напряжения, если до того ИБП работал в автономном режиме и был автоматически отключен внутренним сигналом во избежание недопустимого разряда батареи. После появления входного напряжения ИБП автоматически включится и перейдет на сетевой режим.

Режим холодного старта обеспечивает включение ИБП для работы в автономном режиме при отсутствие сетевого напряжения путем нажатия на кнопку ВКЛ инвертора.

Среди производителей ИБП с двойным преобразованием энергии получил распространение следующий ряд номинальных мощностей:

· однофазные ИБП малой мощности: 1; 1,5; 3 кВА;

· однофазные ИБП средней мощности: 6, 10, 15, 20 кВА;

· ИБП с трехфазным входом и однофазным выходом средней мощности: 10,15,20,30 кВА;

· трехфазные ИБП средней мощности: 10, 15, 20, 30 кВА;

· трехфазные ИБП большой мощности: более 30 кВА.

Остановимся на рассмотрении особенностей схемотехники силовых цепей современных однофазных ИБП малой и средней мощности, на примере ИБП, выпускаемых рядом зарубежных (Liebert, Invensys, Chloride, Riello) и отечественным (Энергетические технологии) производителями.

Общепринятые производителями структурные схемы силовой цепи ИБП представлены на рисунках 4 и 5.

Структурная схема ИБП малой мощности: ККМ–В – корректор коэффициента мощности – выпрямитель, ИНВ– инвертор, ППН – преобразователь постоянного напряжения, ЗУ – зарядное устройство, ВИП – вторичный источник питания, АБ – аккумуляторная батарея, К1, К2 – реле блока коммутации.

В состав ИБП малой мощности входит основной комплект плат, состоящий из силовой платы, плат входного и выходного фильтров, платы управления и платы дисплея.

Силовая плата содержит силовые узлы: ККМ–В, ИНВ, ППН, ЗУ (рис. 4), обеспечивающие работу ИБП в сетевом и автономном режимах.

Платы входного и выходного фильтров обеспечивают подавление выбросов сетевого напряжения при переходных процессах и осуществляют фильтрацию высокочастотных коммутационных помех.

Плата управления обеспечивает необходимый алгоритм работы силовой платы ИБП, тестирование состояния, мониторинг и управление ИБП. Плата управления стыкуется разъемами с силовой платой и с платой дисплея. Все цепи ПУ изолированы от высоковольтного напряжения, присутствующего на силовой плате. По функциональному назначению состав ПУ может быть разбит на следующие узлы:

· центральный микроконтроллер (МК);

· узел формирования ШИМ сигналов для управления силовыми транзисторами инвертора;

· узел согласования входных и выходных сигналов;

· узел согласования сигналов индикации и управления платой дисплея;

· узел формирования сигналов по интерфейсу RS–232;

· вспомогательный источник питания цепей ПУ.