移动车载在线式专用UPS双机冗余并联系统技术方案

技术编号:7839052 阅读:313 留言:0更新日期:2012-10-12 05:33
本发明专利技术适用于电源技术领域,提供了一种移动在线式UPS双机冗余并联系统,包括双转换在线式UPS主机以及均流控制UPS辅机,两台UPS机并联连接,UPS辅机检测自身输出电流和UPS主机的输出电流的偏差,根据输出电流偏差来调整自身逆变电压。本发明专利技术在并联的二台UPS机中指定一台作为均流控制主机,而另外一台作为普通在线式UPS,不需要进行任何的改动,二台UPS的输出电流检测和均流控制全部在均流控制辅机中完成,该发明专利技术在具体实施时没有任何局限性,极大增强了UPS电源的使用机动灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术技术涉及 到一种移动在线式专用UPS双机冗余并联系统,包括双转换在线式UPS主机以及并机模块单元,两台UPS主机并联连接,两台UPS主机一台为主机,另外一台为辅机。并机模块单元检测UPS辅机输出电流和UPS主机的输出电流的偏差,并机模块单元根据UPS辅机输出电流偏差来调整UPS辅机自身逆变电压。本专利技术在并联的二台UPS机中指定一台作为主机,而另外一台作为辅机,不需要进行任何的改动,二台UPS的输出电流检测和均流控制全部在并机模块单元中完成,该专利技术在具体实施时没有任何局限性,极大增强了 UPS电源的使用机动灵活性。
技术介绍
对于重要的移动专用UPS电源,为防止在移动中出现电源故障,从而使整个供电系统失电而导致设备瘫痪的情况,移动专用在线式UPS双机冗余并联系统可对整个系统进行双机UPS配电,从而使在移动中的应急指挥系统会更安全可靠。移动在线式专用UPS双机几余并联系统是移动领域(专指在移动中的车辆、船舶)用来对负载进行断电保护的关键设备。对于断电保护,针对不同的负载应用,又有两种类型。一种是普通的电脑类设备,当断电发生时,UPS电源需要为负载提供几分钟到十几分钟的后备供电时间。在这段后备时间之内,负载设备会进行数据存储等动作以防数据丢失之后负载就会关机,在UPS达到后备时间之后负载仍然会断电,但这不会导致经济损失。另外一种是在数据中心,以及工业应用之类的场合,对UPS的要求就是真正的不断电,UPS系统必须提供整年每天24小时的连续供电。电源系统的可靠性通常可以使用MTBF(平均故障间隔时间,或者平均无故障工作时间,以小时表示)来表示,此外还有一个更加容易理解的指标AFR(年失效率)。AFR和MTBF成反比关系,也就是AFR = 8760/MTBF。因此MTBF越长,则年失效率越低。对于可维修的系统来说,还有一个可用性的指标,其定义是A = MTBF/(MTBF+MTTR)其中A是一个百分比指标,MTTR值得是平均故障修复时间。如果系统出现故障时可以非常快速的恢复,那么系统的可用性指标就比较高。对于电网这类对象来说,使用可用性指标可以更加直观的衡量其可靠程度。而对于在关键场合经常使用并联冗余配置来说,可用性指标比可靠性指标更具有现实意义。可靠性/可用性指标都是统计意义上的概念,一个电源系统的可靠性/可用性与构成系统的各个模块的可靠性/可用性之间也存在统计意义上的关联。假设电源系统中存在两个电源模块,而这两个模块是并联工作的,其中一个和另外一个是互相独立的。那么考察这两个模块组合起来的系统的可用性Asys与每个模块各自的可用性Al与A2的关系就有Asys = I-(I-AFRl) X (1-AFR2)另外一种可能是系统中这两个模块是串联的。那么这两个模块组合起来的系统的可用性Asys与每个模块各自的可靠性Al,A2的关系就有Asys = Al X A2由于可用性肯定是处于O I之间的数值,因此两个并联模块的总体可用性要高于各自的可用性,而两个串联模块的可用性要低于各自的可用性,由此可见移动专用UPS电源的可靠性是放在首位考虑的。
技术实现思路
为了提高移动在线式UPS电源系统的稳定性和可靠性,通常采用并联均流冗余方案。在此方案实施过程中,存在相互并联的机器一般需要相同厂家生产的相同型号的产品进行均流并联运行,甚至有些产品还必须将所并联的产品在厂家并联调试后才能真正并联运行。在原有产品中参与并联的UPS机子都需要配置相关的均流电路,如果没有预先配置均流电路,就不可能进行冗余并机。所以,现有的并联冗余方案在具体实施中存在相当大的局限性。本专利技术的目的在于提供一种移动在线式UPS双并联冗余电源系统,旨在解决现有UPS并联冗余技术在具体实施过程中局限性的难以操作的问题。 本专利技术用于移动专用UPS双机冗余并联系统。本专利技术第一提供一个高效率的移动专用在线式UPS双机冗余并联系统。本专利技术第二提供一个高可靠性的移动专用UPS双机冗余并联系统。本专利技术第三提供一个具有多交流输入接口的移动专用UPS双机冗余并联系统。本专利技术第四加入了一个特性和电池互补的备用电源的移动专用UPS双机冗余并联系统。附图说明图I :移动在线式专用UPS双机冗余并联系统框2 :交流电源输入自动转换开关框3:并机模块控制框4 =SPWM正弦脉宽调制波型5 :逆变电源主电路与微处理器接口(五)具体实施方案根据以上所述现作以下详尽阐述,并结合所附附图进行解读,这样以上所述本专利技术的特点、性能及优点将显而易见。I、图I中区|是UPS主机;[3是UPS辅机;[ΠΙ为双机公用蓄电池组;工作过程如下I. I市电输入工作状态在图2中市电从①输入一③转换开关的al和a2加到转换开关中的线圈④一线圈④得电工作而动作一一对常闭触头bl/b2动作接到al/a2位置一输出电能。I. 2外接发动机输入工作状态当市电中断时,线圈④失电一bl/b2触头返回到原始工作状态位置,外接发动机从②输入一经bl/b2触头一输出电能。在市电停电后切换到发电机组。这样一来能够极大的提升长时间无市电条件下UPS系统的可用性。I. 3当车在移动过程中,此时无市电及外接发动机,设备所需交流电能通过汽车发动机⑩一整流桥⑨一蓄电池组⑥一给两台UPS提供电源,经逆变器输出交流电源。2、对于UPS来说,电池是保证UPS能够在市电或者旁路断电发生时继续维持供电的关键,但是串联环节最多,也恰恰是可用性最为薄弱的环节。一般电池规格书里面会说明充电电流不要超过O. 15CC,这就意味着电池在UPS满载放电放完之后要用数倍的时间才能重新充满,从这个意义上讲其可用性一般都在20%以下。但是由于电池并不是连续工作的,只要在电池放完前市电恢复,在重新充电的过程中也没有再发生断电,那么负载仍然不会受到影响。从这方面来看,电池的可用性在只会发生短时间的断电情况下还是很高的。从图I来审视电池回路的可靠性,在电池与市电之间还有一个充电器模块环节。如果充电器损坏则电池在一次放完电之后就无法再充回,导致下一次市电停电时负载断电。但是充电器只是在电池需要充电时才会工作,因此如果能够及时对充电器的状态进行监控,在发现充电器异常时及时报警,就能够避免充电器故障带来的问题,从而提升整个UPS的可用性。对于电池也有一样的手段。电池在使用多次之后也会面临容量下降和失效的问题,但是如果能够通过电池状态监控发现电池失效并及时更换,也能够有效提升UPS的可用性。 在图3中④微处理器检测⑩充电器的输出状态 ,当⑩充电器的输出状态异常时,④微处理器将发出报警信号提示操作人员予以检查。④微处理器通过⑧传感器还将检测⑨蓄电池组的电压、电流、温度参数,将检测的参数处理后送(O到⑩充电器,发出充电、浮充、停止充电等指令;如果⑨蓄电池组出现问题④微处理器发出报警信号提示操作人员予以检查。3、并机控制模块是两台UPS并联时,用来控制UPS之间的环流电流的。原理就是互相通报其它UPS的运行参数,然后根据其他UPS的运行参数来调整这台UPS的运行状态,保证输出的电能不是流向其他的UPS,而是流向负载。在图I中交流电源分三路,一路经(④整流器一⑩逆变器一 开关单元;二路经⑥充电器一 蓄电池组;三路经⑦整流器一变器一输出。详细工作过程(参考图I和图3):上电后第三路本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动式在线式专用UPS双机冗余并联系统,其特征在于,包括普通双转换型在线UPS主机(UPS1主机)以及普通双转换型在线UPS辅机(UPS2辅机)。普通双转换型在线UPS主机(UPSI主机)与普通双转换型在线UPS辅机(UPS2辅机)的并联连接。并机模块单元检测普通双转换型在线UPS辅机的幅值、相位、频率并与UPS主机(UPS1主机)的幅值、相位、频率进行比较,根据比较的偏差自动调整普通双转换型在线UPS辅机逆变器的逆变电压,当偏差为零时迅速投切使得整个电源成为双机冗余并联系统。2.如权利要求I所述的车载专用UPS双机冗余并联系统,其特征在于所述UPS主机包括与市电和外接发动机相连接的转换开关;与转换开关相连接的整流器I ;与整流器I相连接的逆变器I ;与逆变器I相连接的传感器I和电子开关 ;与传感器I相连接的并机模块输入信号。于所述其UPS辅机包括与市电和外接发动机相连接的转换开关;与转换开关相连接的整流器2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋学军许祝曾凡玖吕凤鸣
申请(专利权)人:重庆市星海电子有限公司中国人民解放军七七一零零部队司令部通信处
类型:发明
国别省市:

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