CN214755714U - 一种用于ups的输出防反灌补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于UPS的输出防反灌补偿装置，包括MCU单元、执行单元、通讯单位、温度采样单元、与电动机三相线圈连接的接触器和辅助电源单元，MCU单元主要由PIC18F25K80以及配套外围电路组成，MCU单元主要与系统监控通讯采集/处理模块数据，执行单元主要实现放电电阻和风机的接入与断开，主要由四个继电器以及配套的控制电路组成，通讯单位包含RS485和RS232通讯，温度采样单元内有三组温度采样，该装置不仅较大的改善了输出端出现电动机反灌时UPS模块母线电压升高的问题，而且补偿装置与系统监控采用多种通信方式采集每个UPS模块的母线电压，避免了逐个直接测量UPS模块的母线电压大大降低了执行难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机设备技术领域，更具体地说是一种用于UPS的输出防反灌补偿装置。
背景技术
由于三电平逆变器可以提高输出电压波形质量，降低开关管耐压和减小电感损耗，因此在大、中、小功率场合得当广泛应用。而现有使用的三电平逆变拓扑的UPS在输出端接电动机时会出现输出反灌现象，此时电机反转产生额外电动势，进而UPS模块的母线电压升高，不利于电动机稳定工作，也影响电动机使用寿命。
而针对上述提出的电机反转产生额外电动势的问题，现有以下几种解决方法：
①采用隔离变压器
在输出端接隔离变压器这样输出端与负载端就是实现了隔离，负载端因电动机反转产生的额外电动势不会影响到系统的输出端，从而避免了UPS模块母线电压的升高。使用变压器隔离的方案虽然能有效的避免输出端反灌的现象，但是随着电动机功率的增大，工频变压器的体积也要相应变大在实际的中安装不便且成本增高。
②采用回馈电网装置
该方案在电动机反灌时产生额外的电动势时采用某种功率变换装置将额外的能量回馈到电网。实现这种方案技术难度较大且成本较高。
③负载侧安装补偿装置
在电动机端并接电阻，并接的电阻接通与关断由继电器控制，当电动机反转产生额外电动势造成UPS模块母线电压升高时，补偿装置自动闭合接入电阻将产生的额外电动势消耗掉，UPS模块母线恢复正常时自动断开，且本实用新型属于该方案解决方法。
发明内容
本实用新型目的：针对上述提出的电机反转产生额外电动势的问题，我们设计一种用于UPS的输出防反灌补偿装置，在电动机端并接电阻，并接的电阻接通与关断由继电器控制，当电动机反转产生额外电动势造成UPS模块母线电压升高时，补偿装置自动闭合接入电阻将产生的额外电动势消耗掉，UPS模块母线恢复正常时自动断开，简单可靠而且效果好。
为解决上述问题采取的技术方案是：
一种用于UPS的输出防反灌补偿装置，包括MCU单元、执行单元、通讯单位、温度采样单元、与电动机三相线圈连接的接触器和辅助电源单元，
所述MCU单元是整个补偿装置的核心，主要由PIC18F25K80以及配套外围电路组成， MCU单元主要与系统监控通讯采集/处理模块数据，根据实际情况发出控制信号控制放电电阻的接入与断开，同时还采集/处理装置内放电电阻的温度和箱内的环境温度，根据实际情况发出控制信号控制风机，
所述执行单元主要实现放电电阻和风机的接入与断开，主要由四个继电器以及配套的控制电路组成，四个继电器分别控制了三相放电电阻和风机，每个继电器都串联有保险器，防止了三相放电电阻因为电流太大过热损坏，
所述通讯单位包含RS485和RS232通讯，RS485通讯由集成芯片MAX1487CSA和配套外围电路组成，RS232通讯由集成芯片PCA82C251T/YM和配套外围电路组成，提供的两路均可实现补偿装置和系统监控的通讯可根据实际的使用情况选择合适的通讯方式，
所述温度采样单元内有三组温度采样，每组由热敏电阻和电压跟随器组成，每组采样采集一相放电电阻温度,当电阻因吸收能量较大而发热严重时MCU打开风扇或者断开电阻，
所述辅助电源单元主要为装置内各个单元供电，主要包含+24V和+5V，辅助电源为反激拓扑结构，电源芯片采用了UC2845，为保证MCU单元的供电稳定在该单元供电端添加了三端稳压器MC7805使供电电压一直稳在+5V。
本实用新型的有益效果是：
该用于UPS的输出防反灌补偿装置不仅较大的改善了输出端出现电动机反灌时UPS模块母线电压升高的问题，而且补偿装置与系统监控采用多种通信方式(485/232)采集每个 UPS模块的母线电压，避免了逐个直接测量UPS模块的母线电压大大降低了执行难度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实施例用于UPS的输出防反灌补偿装置的工作原理图；
图2为本实施例所述MCU单元的接线原理图；
图3为本实施例所述执行单元的接线原理图；
图4为本实施例所述通讯单元的RS485通讯的接线原理图；
图5为本实施例所述通讯单元的RS232通讯的接线原理图；
图6为本实施例所述温度采样单元的接线原理图；
图7为本实施例所述辅助电源单元的接线原理图；
图8为本实施例所述接触器KM1、KM2和风扇的三极管接线原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-8所示，本实施例提出用于UPS的输出防反灌补偿装置包括MCU单元、执行单元、通讯单位、温度采样单元、与电动机三相线圈连接的接触器和辅助电源单元。
具体地说，所述MCU单元是整个补偿装置的核心，主要由PIC18F25K80以及配套外围电路组成，MCU单元主要与系统监控通讯采集/处理模块数据，根据实际情况发出控制信号控制放电电阻的接入与断开，同时还采集/处理装置内放电电阻的温度和箱内的环境温度，根据实际情况发出控制信号控制风机。
所述执行单元主要实现放电电阻和风机的接入与断开，主要由四个继电器以及配套的控制电路组成，四个继电器分别控制了三相放电电阻和风机，每个继电器都串联了保险防止了三相放电电阻因为电流太大过热损坏。
所述通讯单位包含RS485和RS232通讯，RS485通讯由集成芯片MAX1487CSA和配套外围电路组成，RS232通讯由集成芯片PCA82C251T/YM和配套外围电路组成，提供的两路均可实现补偿装置和系统监控的通讯可根据实际的使用情况选择合适的通讯方式。
所述温度采样单元内有三组温度采样，每组由热敏电阻和电压跟随器组成，每组采样采集一相放电电阻温度，当电阻因吸收能量较大而发热严重时MCU打开风扇或者断开电阻。
所述辅助电源单元主要为装置内各个单元供电，主要包含+24V和+5V，辅助电源为反激拓扑结构，电源芯片采用了UC2845，为保证MCU单元的供电稳定在该单元供电端添加了三端稳压器MC7805使供电电压一直稳在+5V。
如图1所示电动机在带电梯、升降杆等设备时需要正反转，接触器KM1闭合时电动机正转，接触器KM2闭合时电动机反转，且两接触器互锁，RLY1,R1、RLY2,R2、RLY3,R3为补偿装置分别并接在电动机三相绕组上。
当KM1闭合，KM2断开时UPS三相输出正序接入电动机，电动机将电能转换为动能将设备升起，在升起过程中电动机没有产生额外的电动势，补偿装置不进行动作，UPS正常工作；
当KM2闭合，KM1断开时UPS三相输出反序接入电动机，电动机反转设备下降，在下降的过程中由于设备本身以及所带重量，设备处于空中的势能在下降过程中在电动机的三相线圈产生额外的电动势，使UPS输出端电压升高灌入UPS中造成母线电压升高，补偿装置通过与系统监控通讯采集到UPS模块母线电压从额定的380V升到400V时补偿装置动作，RLY1、RLY2、RLY3吸合，放电电阻R1、R2、R3接入电动机的三相绕组中消耗因设备的下落势能产生的额外电动势，使UPS模块的母线电压稳定，同时补偿装置内部的风机也会打开散出放电阻产生的热量避免电阻过热损坏。
综上所述，补偿装置在电动机正转，设备上升时装置不动作，不影响UPS的正常工作，在电动机反转设备下降时装置动作，有效避免了电动机的反灌现象。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种用于UPS的输出防反灌补偿装置，其特征在于：包括MCU单元、执行单元、通讯单位、温度采样单元、与电动机三相线圈连接的接触器和辅助电源单元，
所述MCU单元主要由PIC18F25K80以及配套外围电路组成，MCU单元主要与系统监控通讯采集/处理模块数据，
所述执行单元主要实现放电电阻和风机的接入与断开，主要由四个继电器以及配套的控制电路组成，四个继电器分别控制了三相放电电阻和风机，每个继电器都串联有保险器，
所述通讯单位包含RS485和RS232通讯，RS485通讯由集成芯片MAX1487CSA和配套外围电路组成，RS232通讯由集成芯片PCA82C251T/YM和配套外围电路组成，
所述温度采样单元内有三组温度采样，每组由热敏电阻和电压跟随器组成，每组采样采集一相放电电阻温度，当电阻因吸收能量较大而发热严重时MCU打开风扇或者断开电阻，
所述辅助电源单元主要为装置内各个单元供电，主要包含+24V和+5V。
2.根据权利要求1所述的用于UPS的输出防反灌补偿装置，其特征在于：所述辅助电源单元为反激拓扑结构，电源芯片采用了UC2845。
3.根据权利要求1所述的用于UPS的输出防反灌补偿装置，其特征在于：所述辅助电源单元的供电端添加有三端稳压器MC7805使供电电压一直稳在+5V。
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| CN202120952836.7U Active CN214755714U (zh) | 2021-05-07 | 2021-05-07 | 一种用于ups的输出防反灌补偿装置 |
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2021
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