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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft unterbrechungsfreie Leistungs- oder
Stromversorgungs["USV" ("UPS")]systeme und insbesondere USV-Systeme,
die in Kombination mit Schwungrad-Energiespeichervorrichtungen verwendet
werden. Die erfindungsgemäßen USV-Systeme
weisen eine oder mehrere Schwungrad-Energiespeichervorrichtungen
auf, die mit dem USV-System in einem einzigen Gehäuse integriert
sind. Daher erscheint die integrierte Einheit von außen betrachtet
als einzelne Komponente.
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USV-Systeme
sind bekannt. Beispielsweise wird ein USV-System im US-Patent Nr. 4471233 von Roberts
mit dem Titel "Emergency
Power System" beschrieben.
In diesem Patent wird ein Motor-Generator-Satz ("GENSET") beschrieben, der durch Hinzufügen eines
logikgesteuerten, batteriebetriebenen Wechselrichters, der bei einem
Ausfall der Netzspannung aktiviert wird, in eine "vollständig unterbrechungsfreie
Stromversorgung" ("complete uninterruptible
power supply") umgerüstet ist.
In solchen Systemen ist eine Gruppe oder Reihe chemischer Batterien
(typischerweise herkömmliche
Autobatterien) mit einem Batterieladegerät verbunden, das einen Erhaltungsladevorgang
ausführt,
um die Batterien während
des Normalbetriebs im aufgeladenen Zustand zu halten.
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Die
Gruppe oder Reihe von Batterien ist in diesem Fall mindestens teilweise
aufgrund der mit den allgemeinen Eigenschaften der großen Mengen vorhandener ätzender
Chemikalien in Beziehung stehenden, verschiedenen Sicherheitsanforderungen typischerweise
entfernt von der USV-Elektronik angeordnet. Außerdem haben chemische Batterien
verschiedene Nachteile, sie sind beispielsweise unhandlich oder
sperrig, unzuverlässig,
haben eine begrenzte Lebensdauer, erfordern hohe Wartungskosten
und haben einen relativ niedrigen Sicherheitsgrad. Beispielsweise
sind für
typische große
Batterieinstallationen (in Abhängigkeit
von der Größe der erforderlichen
Notstromleistung bzw. Reserveenergie) häufig spezielle Belüftungs-
bzw. Entlüftungs- und
Klimaanlagen für
die verwendeten Batteriespeicherräume erforderlich.
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Eine
Lösung
der mit Batterien in Beziehung stehenden Probleme besteht darin,
eine andere Reserveenergiequelle bereitzustellen, z. B. eine Schwungrad-Energiespeichereinheit.
Ein Beispiel eines solchen USV-Systems ist im US-Patent Nr. 4460834
von Gottfried mit dem Titel "Uninterruptible Power
System" beschrieben.
In diesem Patent wird ein USV-System beschrieben, in dem ein Schwungrad
verwendet wird, um bei einem kurzzeitigen Ausfall oder Verlust der
Netzspannungsversorgung einem externen Verbraucher Reserveenergie
zuzuführen
(eine Langzeit-Notstromversorgung wird in den meisten Fällen durch
einen dieselbetriebenen GENSET bereitgestellt). Systeme, wie beispielsweise
das im US-Patent Nr. 4460834 beschriebene System, weisen typischerweise
eine Steuereinheit, eine Langzeit-Notstromversorgungseinheit und
eine Kurzzeit-Notstromversorgungseinheit
auf. Die Steuereinheit weist häufig Übergangsschalter
oder Umschalter, eine Steuerelektronik und Ein-/Ausgangleitungen auf,
die die Netzspannungsversorgung, die Kurzzeit-Notstromversorgung
und die Langzeit-Notstromversorgung
mit dem Verbraucher verbinden. Die Kurzzeit-Notstromversorgungseinheit
kann einen Motor, einen Generator und eine Schwungradeinheit aufweisen
(vgl. Spalte 4, Zeilen 51–60).
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Eine
Schwungrad-Energiespeichereinheit wird außerdem gemäß der US-A-5767591 verwendet,
um den GENSET des USV-Systems
zu starten.
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Bei
herkömmlichen
Systemen, unabhängig davon,
ob sie ein Schwungrad oder Batterien für eine Kurzzeit-Notstromversorgung
aufweisen, auftretende Probleme bestehen beispielsweise darin, daß für die Notstromversorgung
eine große
Boden- oder Standfläche
und eine übermäßige Kühlung erforderlich
ist, die Systeme unzuverlässig
sind und mit den Systemen mindestens teilweise aufgrund der mehreren
elektronischen Steuerungssysteme hohe Kosten verbunden sind. Außerdem sind
mit USV-Systemen, die für
eine Kurzzeit-Notstromversorgung Batterien verwenden, auch größere Sicherheitsprobleme
verbunden, die mit den ätzenden
Eigenschaften der Batteriesäure
in Beziehung stehen, so daß z.
B. eine zusätzliche
Entlüftung
erforderlich ist.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte USV-Systeme
bereitzustellen, die eine leistungsfähige Kurzzeit-Notstromversorgung
für einen
Verbraucher bereitstellen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte
USV-Systeme bereitzustellen, die einen niedrigeren Kühlleistungsbedarf
aufweisen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte
USV-Systeme bereitzustellen, die eine geringere Stand- oder Bodenfläche benötigen als
herkömmliche
USV-Systeme.
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Es
ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren
und Vorrichtungen zum Senken der mit USV-Systemen verbundenen Fertigungskosten
bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der
Erfindung
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden gemäß den erfindungsgemäßen Prinzipien durch
Bereitstellen von USV-Systemen mit integriertem Schwungrad realisiert,
die in einer einzigen physischen Einheit angeordnet sind. Die bevorzugten Ausführungsformen
weisen eine kompakte Schwungrad-Energiespeichereinheit
auf, die an einem Gestell oder Rahmen montiert ist, der auch die USV-Controllerelektronik
enthält.
Die beiden ansonsten unabhängigen
Systeme sind so konfiguriert, daß zum Kühlen der integrierten Einheit
ein einziges Kühlsystem
verwendet werden kann. Außerdem
können
Systemplaner oder -entwickler durch Anordnen der ansonsten unabhängigen Systeme
in einem einzigen Gehäuse
beispielsweise folgende Komponenten gemeinsam nutzen: Steuerelektronik,
Displays, Benutzerschnittstellensysteme, Sicherungen, DC-Bus-Kondensatoren
und andere Einrichtungen, z. B. ein gemeinsames Notfall-Abschaltsystem.
Weitere Vorteile ergeben sich, weil bestimmte Verbindungskomponenten
insgesamt eliminiert sind. Die einzelne Gehäuseeinheit ist wesentlich kleiner
als eine Kombination aus zwei einzelnen Einheiten und benötigt daher
eine kleinere Stand- oder Bodenfläche als herkömmliche
Systeme.
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Weitere
Merkmale, Eigenschaften und verschiedene Vorteile der Erfindung
werden anhand der beigefügten
Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
deutlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische
3D-Ansicht eines gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten USV-Systems mit integriertem Schwungrad;
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2 zeigt eine perspektivische
3D-Ansicht eines gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten USV-Systems mit integriertem Schwungrad
zum Darstellen innerer Komponenten;
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3 zeigt eine andere perspektivische 3D-Ansicht
eines gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten USV-Systems mit integriertem
Schwungrad zum Darstellen innerer Komponenten;
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4 zeigt eine perspektivische
3D-Ansicht, teilweise als Explosionsansicht, eines gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten USV-Systems mit integriertem
Schwungrad zum Darstellen innerer Komponenten;
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5 zeigt eine Draufsicht
einer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten, mit Schlitz versehenen
Busplatte;
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6 zeigt eine Draufsicht
einer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten, anderen mit Schlitz versehenen
Busplatte;
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7 zeigt eine schematische
Darstellung einer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten Halterungsquerleiste; und
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8 zeigt ein schematisches
Diagramm einer gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruierten GENSET-Einschaltschaltung.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die 1–4 zeigen
eine perspektivische Ansicht eines gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung
konstruierten USV-Systems 100 mit integriertem Schwungrad.
Das integrierte USV-System 100 weist auf: ein Gehäuse 110,
das eine Basis 112, Seitenwände 114 (von denen
in 1 nur eine dargestellt
ist), Zugangstürwände 116 und 118 und
eine Abdeckung 120 aufweist; eine (in den 2–4 dargestellte) Schwungrad-Reserveenergiespeichereinheit 220;
USV-Control lerelektronik 240 (in den 2–4 dargestellt); und ein Kühlsystem 260.
Jedes der Kernelemente des integrierten USV-Systems 100 weist mehrere Vorteile
gegenüber
herkömmlichen Systemen
auf und wird daher nachstehend ausführlich beschrieben.
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Allgemein
wird durch das integrierte USV-System 100 in einer einzigen
Einheit, die eine kleine Stand- oder Bodenfläche aufweist, ein System bereitgestellt,
das im Fall eines Verlusts oder Ausfalls einer Primärspannung,
z. B. der Netzspannung, einem Verbraucher Reserveleistung zuführt. Ein
allgemeines kritisches Merkmal von USV-Systemen ist, daß sie dem
Verbraucher unter allen Bedingungen eine kontinuierliche Leistung
zuführen.
Obwohl derartige Systeme seit langem verwendet werden, z. B. in
Fertigungsumgebungen, in denen ein kontinuierlicher Fertigungsprozeß ausgeführt wird,
für den
eine systematische, geplante Abschaltung erforderlich ist, hat die
erhöhte
Lebensdauer von 24/7-Computersystemen, z. B. von Internet-Servern,
zu einer starken Nachfrage nach einfacheren und billigeren Verfahren zum
Verhindern eines Leistungsverlusts geführt. Die vorliegende Erfindung
berücksichtigt
diese Nachfrage, indem erfindungsgemäß kleinere, einfachere, kostengünstigere
und zuverlässigere
unterbrechungsfreie Strom- oder Leistungsversorgungssysteme bereitstellt
werden.
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Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß das integrierte USV-System 100 einen
wesentlich geringeren Kühlungsbedarf
hat als ein System mit ähnlichen
Komponenten, die in individuellen Gehäusen angeordnet sind. Die Steuerelektronik
sowohl der Schwungradeinheit als auch des USV-Systems weist spezifische Kühlungsanforderungen
auf, die mit der maximal zulässigen
Betriebstemperatur der einzelnen Bauelemente in Beziehung stehen
(z. B. mit den zum Übertragen
von Leistung verwendeten Halbleiterschaltern). Gemäß einem der
zuverlässigsten
Verfahren zum Kühlen
solcher Bauelemente würde
ein Gebläseluft-Konvektionskühlungssystem verwendet.
In herkömmlichen
Systemen würde
ein Gebläsesatz
zum Kühlen
des Schwungradsystems und ein anderer Gebläsesatz zum Kühlen des USV-Systems
verwendet, wodurch höhere
Kosten entstehen und die Systemzuverlässigkeit insgesamt reduziert
wird.
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Im
erfindungsgemäßen USV-System 100 wird
eine einzige Gebläseanordnung
(nicht dargestellt) verwendet, die Wärme von Kühlkörpern 262 (vgl. 1 und 3, wobei die Gebläse unter Dämpfungselementen 124 angeordnet
sind) abziehen, die auf der Oberseite der Einheit angeordnet sind.
Außerdem
wird, um die Zuverlässigkeit
weiter zu erhöhen,
im USV-System 100 für eine geeignete
Kühlung ein
Gebläse
mehr als notwendig verwendet (für Fachleute
ist ersichtlich, daß auch
dann eine ausreichende Kühlung
aufrechterhalten wird, wenn eines der Gebläse ausfällt). Die Gebläseanordnung
zieht Kühlluft über Luftfiltereinlässe 122 (vergl. 1) in die integrierte Einheit.
Die Kühlluft
wird zunächst
zum Kühlen
der Schwungradeinheit 220 verwendet. Die gleiche Kühlluft wird
dann durch das Gehäuse
geleitet, so daß es
die in der Mitte des (allgemein durch das Bezugszeichen 230 bezeichneten)
Rahmens angeordneten Komponenten kühlt. Die gleiche Kühlluft wird
dann über
die (allgemein durch das Bezugszeichen 235 bezeichneten)
Kühlkörper geleitet,
bevor sie über
die Abdeckung 120 aus der Einheit herausgeleitet wird.
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Für Fachleute
ist ersichtlich, daß die
Reihenfolge von Komponenten, über
die der Kühlluftstrom geführt wird,
eine wesentliche Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit und die Fähigkeit
des Kühlsystems
zum Kühlen
der Einheit haben kann. Beispielswiese ist es aufgrund der natürlichen
Auftriebseffekte von Luft bevorzugt, wenn der Kühlluftstromkreislauf am Boden
der Einheit beginnt. Außerdem
strömt,
weil das Schwungrad typischerweise eine niedrigere zulässige Maximal temperatur
aufweist als die Leistungselektronikkomponenten, und weil die Schwungradeinheit
aufgrund ihrer großen
Masse am Boden des Rahmens montiert ist, die Kühlluft zunächst über das Schwungrad, wo die
größte Kühlleistung
bereitgestellt wird. Weitere Leistungsfähigkeit ergibt sich aufgrund
der Tatsache, daß die
Kühlluft
die geringste Temperaturerhöhung
vom Schwungrad und die größte Temperaturerhöhung von
den Kühlkörpern erfährt. Durch
Verwendung eines einzelnen Kühlsystems werden
die Gesamtleistungsfähigkeit
und die Zuverlässigkeit
des Systems verbessert, während
die Fertigungskosten gesenkt und die Fertigungszeit reduziert wird.
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Ein
mit der Kühlung
in Beziehung stehender, anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist in den 1, 2 und 4 dargestellt. In Zwangskonvektions-Kühlsystemen
wird die Gebläseluft
in einem gemeinsamen Volumen oder Raum bzw. Verteiler gesammelt,
bevor sie in die Atmosphäre
abgegeben wird. Die Zuverlässigkeit
dieser Systeme wird durch die Verwendung redundanter Gebläse, z. B.
von Lüftern
und Pumpen, verbessert. Die Luft bewegt sich mindestens teilweise
aufgrund des durch die Gebläse
erzeugten Druckunterschieds durch das System. Wenn eines der Gebläse ausfällt, wird
jedoch ein Luftverlust erzeugt, was einen negativen Einfluß auf die
Druckdifferenz des Raums oder Verteilers haben und daher die Leistungsfähigkeit
des Gesamtsystems vermindern kann.
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Durch
die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile durch Verwendung
einzelner Dämpfungselemente 124 auf
jedem der Gebläse
eliminiert. Die Dämpfungselemente 124,
die beispielsweise eine gelenkig gelagerte Gummiklappe sein können, öffnen und
schließen
basierend auf der Luftdruckdifferenz. Wenn Klappen verwendet werden,
werden die Dämpfungselemente
passiv betätigt
und öffnen und
schließen
in Antwort auf Druckänderungen. Wenn
ein Gebläse
ausfällt,
schließt
die Klappe automatisch und bleibt aufgrund der Druckdifferenz geschlossen.
Ansonsten würde
die Leistungsfähigkeit des
Kühlsystems
durch die durch das ausgefallene Gebläse austretende Luft beeinträchtigt.
Die Dämpfungselemente 1124 können auch
unter Verwendung von Ventilen oder Shuttern implementiert werden,
die aktiv gesteuert werden, um die Luftströmung weiter zu optimieren.
Natürlich
würde die
Verwendung aktiv gesteuerter Dämpfungselemente
zu höheren
Fertigungskosten und zu einer komplexeren Konstruktion führen als
bei der Verwendung passiver Dämpfungselemente.
Ein weiterer Vorteil der Dämpfungselemente 124 besteht
darin, daß sie,
wie in den Figuren dargestellt ist, außerhalb des Gehäuses 114 angeordnet
sind. Dadurch wird ihre Komplexität reduziert, so daß das Kühlsystem
weniger Raum im Gehäuse benötigt, und
werden die Fertigungskosten weiter gesenkt.
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Durch
das erfindungsgemäße Merkmal
eines einzelnen, integrierten Gehäuses werden weitere Vorteile
gegenüber
herkömmlichen
USV-Notstromversorgungssystemen bereitgestellt. Einer der wesentlichen
Vorteile ist die Eliminierung doppelter Komponenten und Schaltungen,
die herkömmlich
in zwei separaten Gehäusen
angeordnet waren (eines für
die Schwungradsteuerungselektronik und ein anderes für die USV-Steuerungselektronik).
Die 1 und 3 zeigen beispielsweise eine
gemeinsame Schnittstellenplatte 132, die Benutzer als Schnittstelle
zum Schwungradsteuerungssystem und zum USV-Steuerungssystem verwenden
und dazu verwenden, diese Systeme zu überwachen, wodurch eine Schnittstelleneinrichtung
eliminiert und die Kosten weiter gesenkt werden. Die Figuren zeigen
außerdem
die USV-Elektronik 240, die außer eine Systemsteuerung für das USV-System
auch eine Systemsteuerung für
das Schwungrad bereitstellt. Diese Steuerungsfunktionen können unter
Verwendung beispielsweise spezieller programmierbarer Schaltungen
implementiert werden, wie beispiels weise unter Verwendung feldprogrammierbarer
Gate-Arrays (FPGAs) (z. B. FPGAs mit der Handelsbezeichnung FLEX
, die von Altera Corporation erhältlich
sind), Digitalsignalprozessoren und Mikroprozessoren.
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Eine
solche Schaltung wird jedoch häufig durch
ein einzelnes Steuerungssystem nicht vollständig ausgenutzt. Erfindungsgemäß sind wesentlich weniger
Steuerungsschaltungen für
den Betrieb erforderlich, indem Steuerungsfunktionen in einem einzigen
Controller kombiniert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin,
daß durch
Kombinieren der Steuerungssysteme die Leistungsfähigkeit und die Betriebsleistung
aufgrund der geteilten Information weiter verbessert werden. Beispielsweise überwacht
das Schwungradsteuerungssystem in einem typischen Schwungrad-Energiespeichersystem
die DC-Busspannung,
um zu bestimmen, wann eine Entladung stattfinden soll, d. h. es
wird vorausgesetzt, daß ein Spannungsabfall
einen Verlust der Netzspannung anzeigt. Dadurch entsteht jedoch
eine unerwünschte Verzögerung in
der Ansprechzeit des Schwungradsystems, wodurch die Größe der Last
(des Verbrauchers), bei der das Schwungrad schnell ansprechen kann,
begrenzt ist. Erfindungsgemäß werden
die Wechselrichter, die dem Verbraucher Leistung vom Schwungrad
und vom Netz zuführen,
durch das gleiche Steuerungssystem gesteuert, so daß sie einen nahtlosen
oder ununterbrochenen bidirektionalen Spannungspfad zum Verbraucher
bereitstellen. Daher wird, sobald eine Absenkung der Netzspannung auftritt,
zur Kompensation durch die Schwungrad-Wechselrichter Leistung vom
Schwungrad abgezogen, so daß dem
Verbraucher unabhängig
von der Quelle die gleiche Leistung zugeführt wird.
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Elektronische
Hochleistungssysteme, z. B. das Schwungradsystem und das USV-System,
verwenden zahlreiche Komponenten, z. B. Schalter und Kondensatoren,
zum Steuern und Zufüh ren
des Leistungsflusses von einer Quelle zum Verbraucher. Die Schalter,
die häufig
teuere Hochleistungs-Halbleiterschalter sind, sind außerdem kritische
Komponenten hinsichtlich des Schutzes der Steuerungsschaltungen
und des Verbrauchers, wenn Störungen
auftreten. Das integrierte USV-System 100 weist, weil es sowohl
Schwungrad- als auch USV-Komponenten enthält, weniger
Schalter und Verbindungskomponenten auf als herkömmliche Systeme. Außerdem können andere
Komponenten, z. B. DC-Bus-Kondensatoren und eine Notfall-Abschaltschaltung,
für das
Schwungrad und das USV-System gemeinsam verwendet werden, wodurch
die Fertigungskosten gesenkt werden und die Fertigungszeit reduziert
wird und das Gesamtsystem verkleinert wird.
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Außerdem sind
die einzelnen Schalter typischerweise als mehrfachparallele Schalteinrichtungen
konfiguriert, um den Strom des Verbrauchers zu handhaben. Um zu
gewährleisten,
daß der
Strom gleichmäßig zwischen
den Einrichtungen verteilt wird, muß die Impedanz der einzelnen
parallelen Pfade aufeinander abgeglichen werden. Zwei bekannte Verfahren,
in denen Abgleichprobleme berücksichtigt werden,
sind mehrschichtige Busplatten und symmetrische Busplatten. In der
mehrschichtigen Konstruktion werden eine Reihe von Platten aufeinander
angeordnet, so daß jede
Platte einen der mehrfachparallelen Strompfade handhabt. Es kann
jedoch schwierig sein, die Platten elektrisch voneinander zu isolieren,
wodurch das System zum Handhaben des mehrfachparallelen Stroms verteuert
wird. Außerdem sind
mehrschichtige Busplatten aufgrund der schichtförmigen Struktur häufig auf
eine einzige Ebene beschränkt.
Symmetrische Busplatten sind dagegen relativ kostengünstig, es
wird jedoch zunehmend schwierig, die Impedanz geeignet anzupassen,
wenn die Anzahl mehrfachparalleler Schalteinrichtungen größer ist
als zwei.
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Gemäß einem
anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung verwendet das integrierte USV-System 100 Schlitze
in einer Busplatte, um die Impedanz für mehrfachparallele Strompfade
abzugleichen. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in den 5 und 6 dargestellt, die mit Schlitz versehene
Busplatten 502 und 602 zeigen. Eine mit Schlitz
versehene Busplatte ist relativ kostengünstig und ermöglicht einem
Stromversorgungssystementwickler die größtmögliche Flexibilität, weil
bezüglich des
Designs keine Einschränkungen
auferlegt werden (z. B. können
mehrere Ebenen verwendet werden, und die Konstruktion muß nicht
symmetrisch sein, so daß sie
einfacher implementierbar ist, wenn die Anzahl von Schalteinrichtungen
drei oder mehr beträgt).
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Die
Busplatten 502 und 602 arbeiten beispielsweise
durch Zuführen
von vier gleichen Strömen
zu Eingangsanschlüssen 504 bzw. 604.
Die vier Eingangsströme
treten über
Ausgangsanschlüsse 506 bzw. 606 aus
den Busplatten aus. Jede der Busplatten 502 und 602 weist
einen oder mehrere Stromverteilungsschlitze 508 und 608 auf,
die so konfiguriert sind, daß gewährleistet
ist, daß die
Impedanz jedes parallelen Pfades gleich ist. Die Stromverteilungsschlitze
sind in Abhängigkeit
von der Position der Ausgangsanschlüsse 506 und 606 verschieden. Die
Busplatten 502 und 602 können zusammen verwendet werden,
wenn beispielsweise die Busplatte 502 die positive Platte
und die Busplatte 602 die negative Platte ist, und die
Busplatten werden dann stapelförmig
aufeinander angeordnet.
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Durch
die Verwendung der Platten 502 und 602 werden
weitere Vorteile erhalten. Beispielsweise zeigt 3 die Busplatten 502 und 602 in
einer stapelförmigen
Konfiguration an einer Position 270 (an der Position 270 ist
die Busplatte 602 vor der Busplatte 502 dargestellt).
Die stapelförmige
Konfiguration ermöglicht,
daß die
Ausgangsanschlüsse 506 und 606 mit
einem Paar Sammelbusplatten 272 und 274 verbunden
werden können,
die entweder positiven oder negativen Strom von jeder der Busplatten 502 und 602 sammeln.
Diese Konfiguration ermöglicht, außer den
vorstehend beschriebenen Vorteilen, einen einfachen Zugang für Wartungsarbeiten
durch die Vorderseite des Gehäuse 110,
ohne daß die
gesamte DC-Busanordnung
wesentlich demontiert werden muß.
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Ein
anderes typisches Problem in Schwungrad-Stromversorgungssystemen
betrifft den Laststrom. Beispielsweise darf der kombinierte Last-
und Schwungradmotorstrom weder den nominellen Eingangsstrom noch
den nominellen Strom des Verbindungsdienstes überschreiten (der Verbindungsdienst kann
beispielsweise das Netzspannungsversorgungsunternehmen sein). Eine
herkömmliche
Lösung
dieses Problems besteht darin, den maximalen Motorstrom so einzustellen,
daß Eingangsgrenzwerte
niemals überschritten
werden, wenn das System mit Volllaststrom betrieben wird. Diese
Lösung
führt jedoch
zu einer ineffizienten Ausnutzung der Energie, die ansonsten zum
Aufladen des Systems verwendet werden könnte, weil sehr wenige Systeme,
falls überhaupt
irgendwelche Systeme, vollständig
auf 100 aufgeladen werden. Daher dauert das Aufladen des Schwungradsystems
nach einer Entladung länger,
so daß der
Benutzer vor Ausfällen
in geringerem Maße geschützt ist.
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Im
integrierten USV-System 100 sind diese Probleme jedoch
dadurch gelöst,
daß das
Aufladeprofil basierend auf den Ladebedingungen automatisch angepaßt wird.
Beispielsweise erhöht
das System bei niedrigen Lastzustand den Motorstrom automatisch,
so daß das
Schwungrad so schnell wie möglich
wiederaufgeladen wird (d. h. auf seine maximale Drehzahl hochgefahren
wird). Andererseits reduziert das System bei hohem Lastzustand den
Motorstrom, so daß die
Eingangsgrenzwerte nicht überschritten
werden. Dadurch lädt
das System das Schwungrad in der kürzesten, jedoch sichersten
Zeitdauer auf.
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Hochleistungssysteme,
z. B. USV- und Schwungradsysteme, verwenden typischerweise DC-Elektrolytkondensatoren
als Filterelemente in den Wechselrichterschaltungen. Mehrere Kondensatoren
sind zusammen parallel konfiguriert, um eine Kondensatorreihe zu
bilden, die die erforderliche Kapazität und niedrige Impedanz bereitstellt.
Elektrolytkondensatoren haben jedoch eine begrenzte Lebensdauer
und fallen anschließend
aus. Ein Ausfall kann einfach zu einer Freisetzung eines Elektrolyts oder
sogar dazu führen,
daß das
Kondensatorgehäuse
bricht. Der Ausfall des Kondensators führt typischerweise zu einer
Stillstandzeit oder Ausfalldauer des Systems.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zum Berücksichtigen
dieses Problems besteht darin, systematische, regelmäßig angesetzte,
vorbeugende Wartungen auszuführen,
bei denen die Kondensatoren ersetzt werden bevor sie ausfallen.
Dieses Verfahren ist jedoch teuer und erfordert eine Stillstandzeit
des Systems. Im integrierten USV-System 100 werden diese
Probleme durch Verwendung leicht schmelzender Verbindungen und redundanter
Kondensatoren in der Kondensatorreihe 250 (vgl. 2) vermieden. Die leichtschmelzenden
Verbindungen sind Metallstreifen, die bei einem Ausfall des Kondensators schmelzen,
die Verbindung unterbrechen und so das System schützen. Der
Ausfall wird beispielsweise durch ein Systemwartungsprotokoll mitgeteilt
oder dem Benutzer in Form eines Alarms angezeigt. Das integrierte
USV-System 100 bleibt jedoch durch die Verwendung eines
redundanten Kondensators betriebsbereit, weil der ausgefallene Kondensator durch
die leicht schmelzende Verbindung vom System isoliert worden ist.
Der Austausch des ausgefallenen Kondensators kann dann zu einem
Zeitpunkt geplant werden, an dem das integrierte USV-System 100 nicht
betriebsbereit sein muß (so
daß keine Standzeit
des USV-Systems gemäß dem Wartungsplan
erforderlich ist).
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Ein
anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft die im Gehäuse 110 montierte
kompakte Schwungradeinheit 220. Aufgrund der kleinen Größe der Schwungradeinheit 220 kann
es leicht am Boden des Gehäuses 110 montiert
werden. Das Schwungrad 220 kann beispielsweise eine im
US-Patent Nr. 5731645 von Clifton et al. beschriebene Schwungradeinheit
sein.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Schwungradeinheit 220 ein
Paar mit Buchsen oder Hülsen
versehene Lager auf, die zwischen Wellenlagern und dem Schwungradgehäuse angeordnet
sind. Die mit Buchsen oder Hülsen
versehenen Lager sind insbesondere in Anwendungen wie beispielsweise
im erfindungsgemäßen integrierten
USV-System geeignet, in dem die Lagerzapfen sehr klein und der Rotor
relativ groß ist. Unter
diesen Umständen
sind ein präzises
Gleichgewicht und eine präzise
Ausrichtung für
den Betrieb des Schwungrades, insbesondere bei hohen Drehzahlen,
kritisch. Durch die Verwendung von mit Buchsen oder Hülsen versehenen
Lagern auf dem oberen und dem unteren Wellenabschnitt des Schwungrades
können
die Fertigungstoleranzen zwischen den Lagern, der Welle und dem
Gehäuse
gelockert werden. Dadurch werden die Fertigungskosten gesenkt und
die Zuverlässigkeit
erhöht,
weil die Buchsen oder Hülsen
verhindern, daß das
Schwungrad Schwingungen auf das Maschinengehäuse überträgt, und wird außerdem eine
axiale und radiale Bewegung bei Temperaturänderungen und Einschwing- oder Übergangsereignissen
ermöglicht.
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Das
Schwungrad 220 kann auch verschiedene weitere Verbesserungen
im Vergleich zur im US-Patent Nr. 5731645 beschriebenen Schwungradvorrichtung
aufweisen. Beispielsweise müssen
herkömmliche
Schwungräder,
die einen geschalteten Mo tor/Generator aufweisen, wie beispielsweise
das Schwungrad 220, einen Kommutationssensor für einen
präzisen
Schaltvorgang und eine weitere Erfassungseinrichtung zum Überwachen
von Schwingungen aufweisen, so daß das Schwungrad abgeschaltet
werden kann, wenn ein unsicherer Zustand auftritt. Herkömmlich sind
die beiden verschiedenen Erfassungsfunktionen durch zwei separat
montierte Sensormodule ausgeführt
worden.
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Erfindungsgemäß kann das
Schwungrad 220 anstatt individuelle Sensoren einen kombinierten Beschleunigungs-/Kommutationssensor
aufweisen, in dem ein halbleiter-basierter Beschleunigungsmesser
mit einem Hall-Effekt-Kommutationssensor in einem einzigen Modul
kombiniert ist. Erfindungsgemäß wird eine
verbesserte Leistungsfähigkeit
und eine geringere Komplexität
erhalten, indem beispielsweise für
beide Sensorsysteme die gleichen Signalaufbereitungs- und Treiberschaltungselemente
verwendet werden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht
darin, daß die
Schwingungserfassung anstatt an einer entfernten Stelle direkt am
Lagergehäuse oder
an der Lagereinheit stattfinden kann.
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Eine
weitere Verbesserung bezüglich
der im US-Patent Nr. 5731645 beschriebenen Schwungradvorrichtung
betrifft das Rotorpositionserfassungssystem. Für Steuerungszwecke ist es wichtig,
die Position der Rotorzähne
oder der Anker- oder Läuferwicklungen
zu kennen. In bekannten Verfahren zum Erfassen der Rotorposition
wird typischerweise ein auf dem Rotor ausgebildetes, optisch oder
magnetisch erfaßtes
Zahnmuster verwendet. Obwohl solche Vorrichtungen die Rotorposition
präzise
bestimmen können,
erfordern solche Vorrichtungen eine hohe Präzision bei der Installation
und Wartung, um zu gewährleisten,
daß die
Vorrichtung eine spezifische Winkelausrichtung bezüglich des
Rotors aufweist. Außerdem
müssen
solche Vorrichtungen mechanisch eingestellt werden, um die Steuerungszeit
oder Zeitkonstante einzustellen, während eine ausreichende Auflösung aufrechterhalten
werden muß,
um alle erforderlichen Positionsinformationen für eine geeignete Steuerung
zu bestimmen.
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Erfindungsgemäß kann das
Schwungrad 220 an Stelle eines der herkömmlichen Positionssensoren
ein digital einstellbares Rotorpositionssensorsystem aufweisen.
Ein digital einstellbares Positionssensorsystem weist eine Logikschaltung
auf, die alle Positionsinformationen vom Sensor mit einer Winkel-Offset-Einstellung
für einen
vollen 360°-Bereich synthetisiert.
Das digitale System kann einen Sensor mit nur einem Zahn aufweisen,
um Information bereitzustellen, die dazu geeignet ist, den gesamten
Satz erforderlicher Positionsinformation zu interpolieren. Die Zahnvorrichtung
kann einfach mit einer beliebigen Winkelausrichtung am Ende der
Rotorwelle angeschraubt werden. Die Steuerungszeit erfordert keine
manuellen Eingaben sondern kann digital eingestellt werden. Außerdem optimiert
das digitale System seine eigene Leistungsfähigkeit durch digitales Einstellen
der Rotor- oder
Läuferzeitkonstante
während
des Normalbetriebs.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft die Montage des Schwungrades 220 im
Gehäuse 110.
Aufgrund der hohen Drehzahl des Rotors des Schwungrades 220 und
der Sicherheitsanforderungen, die bei einer möglichen Drehmomentstörung erfüllt werden
müssen,
bei der das Schwungrad aus seinen Lagern herausbrechen könnte, sind
Schwungradeinheiten typischerweise an einem Rahmen aus schwerem
Stahl befestigt. Außerdem
wird der Rahmen typischerweise auch als Struktur für die Montage
der Steuerungselektronik verwendet. Erfindungsgemäß ist eine
Basis 112 so konfiguriert, daß nur der unterste Abschnitt
der Struktur aus geschweißtem
schwerem Stahl besteht. Beispielsweise zeigen die 2–4 Podeste 212 aus
geschweißtem
schwerem Stahl, die selbst an eine Basisplatte 214 angeschweißt sind.
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Außerdem kann,
anstatt schweren Stahl für den
gesamten Rahmen zu verwenden, ein Rahmen 216 aus leichterem
Stahl verwendet werden, wodurch die Fertigungskosten wesentlich
gesenkt werden und außerdem
das Gesamtgewicht des Systems reduziert wird.
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Ein
mit der Montage/Installation in Beziehung stehendes, anderes Merkmal
der vorliegenden Erfindung ist für
Fachleute bei genauerer Betrachtung der 1–4 und 7 ersichtlich. Typische Schwungradvorrichtungen
sind für
Sicherheitszwecke im Fall einer Drehmomentstörung häufig auf einer Betonplatte
montiert und durch Betonanker gesichert. Zunächst werden die Anker im Beton
installiert, und dann wird das System auf den Ankern angeordnet.
Für diesen
Prozeß muß die Schwungradvorrichtung
mit den Ankern ausgerichtet werden, was aufgrund des Gesamtgewichts
der Schwungradvorrichtung, das in der Größenordnung von 2800 Pfund liegen
kann, ein schwieriger Prozeß ist.
Nachdem die Ausrichtung erreicht wurde, werden Befestigungselemente
installiert und festgezogen, wofür
ein Werkzeugzugang auf jeder Seite der Einheit erforderlich ist.
Für den
Werkzeugzugang muß jedoch
ein Wartungsdurchgang in der Einheit bereitgestellt werden, wodurch
die Gesamtstand- oder -bodenfläche
der Vorrichtung weiter zunimmt. Durch die vorliegende Erfindung
wird die Installation jedoch vereinfacht und werden Wartungs-Durchgänge eliminiert,
ohne daß Einschränkungen
hinsichtlich der Sicherheit gemacht werden, indem ein Paar leichtgewichtige
Querleisten 112 für
die Installation verwendet werden.
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Die
Installation wird, wie nachstehend beschrieben wird, erleichtert,
weil die Querleisten anstatt mit vier lediglich mit zwei Löchern ausgerichtet werden
müssen
und die Befestigungselemente über Ränder des
Gehäuses 110 befestigt
werden, so daß keine
Wartungsdurchgänge
erforderlich sind. Wie in den 1–4 und 7 dargestellt ist, ist jedes in tegrierte USV-System 100 auf
einem Paar leichtgewichtigen Querleisten 112 montiert.
Jede der Querleisten 112 wird zunächst unter Verwendung von Betonankern über ein
Paar Löcher 702 an
einer Betonbasis montiert. Das integrierte USV-System 100,
das vier "L-förmige" Halterungsklammern
(nicht dargestellt) aufweist, die mit dem Boden des Gehäuses 110 verbunden
sind, wird dann mit Bolzenöffnungen 704 und 706 ausgerichtet.
Die Halterungsklammern weisen jeweils eine Bolzenöffnung auf,
die mit einem der Löcher 704 und 706 ausgerichtet
sind. Die Installation ist einfacher als bei , herkömmlichen
Systemen, weil die Ausrichtung der Doppelanker-Querleisten 112 vereinfacht
ist, und weil das USV-System 110 einfach in Position gleiten
und an den Querleisten 112 anliegen kann. Die Halterungsklammern
werden dann unter Verwendung von vier Halterungsbolzen (nicht dargestellt),
auf die vom vorderen Rand des Gehäuses 110 leicht zugegriffen
werden kann, an den Querleisten befestigt, so daß keine Wartungsdurchgänge erforderlich
sind.
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Das
USV-System 240 kann auch ein herkömmliches USV-System sein, außer hinsichtlich
der Tatsache, daß es
die Elektronik mit dem Schwungradsystem 220 teilt. Alternativ
kann das USV-System 240 erfindungsgemäß eine oder mehrere der folgenden
Verbesserungen aufweisen. Die allgemeinste Form einer USV-Systemstörung steht
mit der Notstromversorgung in Beziehung, die herkömmlich eine Batterie-Notstromversorgung
ist. Ein Verfahren, durch das die mit der Verwendung von Batterien
verbundenen Probleme gelöst
werden, ist im US-Patent Nr. 5767591 von Pinkerton dargestellt,
in dem eine Schwungrad-Energiespeichervorrichtung zum Bereitstellen
der Einschaltleistung für
ein Diesel-Notstromsystem beschrieben wird. In diesem Patent wird
jedoch ein System beschrieben, in dem das Hochfrequenz-Ausgangssignal
des Schwungrades einen Dreiphasen-Abwärtstransformator ansteu ert, der
einen Dreiphasen-Gleichrichter ansteuert, um 24 V Gleichspannung
zu erzeugen. Obwohl das in diesem Patent beschriebene System zuverlässiger ist, sind
für das
System teure mechanische Schalter zum Unterbrechen des Transformators
während
der Schwungradüberwachung
erforderlich. Ein weiteres potentielles Problem ist, daß der Diesel-Anlasser möglicherweise
nicht kontinuierlich verfügbar
ist, weil der Transformator während
des Schwungradmotorbetriebs ausgeschaltet wird.
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Im
USV-System 240 kann an Stelle der mechanischen Schalter
herkömmlicher
Systeme eine kostengünstige
Halbleiter-Schaltschaltung 800 verwendet werden. Durch
Ersetzen der mechanischen Schalter durch eine unabhängige Halbleiter-Schaltschaltung kann
durch das erfindungsgemäße USV-System
auch während
der Schwungradüberwachung
die Einschaltleistung für
das Dieselsystem kontinuierlich bereitgestellt werden. 8 zeigt eine Darstellung
einer Schaltschaltung 800, die mit einer GENSET-Schaltung 810 verbindbar
ist, um einem GEN-SET
eine kontinuierlich verfügbare
Einschaltleistung zuzuführen.
Eine DC-Eingangsspannung wird der Schaltschaltung 800 über Eingangsanschlüsse 802 zugeführt, die
mit dem DC-Bus verbunden
sind.
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Die
Schaltschaltung 800 kann Schalt- und Steuerungselektronik
z. B. auf einer einzigen Schaltungskarte aufweisen, weist jedoch
vorzugsweise eine Schaltungskarte für Schaltfunktionen und eine andere
für Steuerungsfunktionen
auf. Die Schaltfunktionen werden durch kostengünstige Halbleiter-Schaltungskomponenten
implementiert, z. B. durch IGBTs, denen die DC-Eingangsspannung
zugeführt
wird und die die Eingangsspannung über Anschlüsse 804 in eine Dreiphasen-AC-Ausgangsspannung
umwandeln. Die AC-Ausgangsspannung wird dann der GENSET-Schaltung 810 über Spulen 806 und
Schmelzsicherungen 808 zugeführt. Eine GENSET-Schaltung 810 kann
bei spielsweise anstatt im Gehäuse 110 in
unmittelbarer Nähe
des GENSET angeordnet sein. Die GENSET-Schaltung 810 kann beispielsweise
Abwärtstransformatoren 812 und
eine Gleichrichterschaltung 814 aufweisen, die die Dreiphasen-AC-Spannung
in eine 24-V-DC-Spannung umwandelt, die an einem Ausgang VOUT bereitgestellt wird.
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Viele
herkömmliche
USV-Systeme weisen außerdem
statische Schalter auf, um den für
den USV-Betrieb erforderlichen schnellen Schaltvorgang zu realisieren.
Statische Schalter weisen typischerweise ein Paar Thyristoren auf,
die antiparallel zueinander geschaltet sind, so daß ein bidirektionaler Strompfad
bereitgestellt wird. Herkömmliche
Systeme gaten entweder beide Thyristoren kontinuierlich, um einen
EIN-Zustand bereitzustellen,
oder keinen der beiden Thyristoren, um einen AUS-Zustand bereitzustellen.
Ein potentielles Problem tritt während des
USV-Betriebs auf, wenn die Netzspannung ausgefallen ist, weil die
gegateten Thyristoren einen Rückfluß in das
Netz zulassen werden. Dies kann zur einer Beschädigung oder Zerstörung der
USV-Schaltung und/oder des ungeschützten Verbrauchers führen. Um
dieses potentielle Problem zu vermeiden, beenden herkömmliche
Systeme das Gaten der Schalter bei der ersten Erfassung einer Leitungsstörung, woraufhin
die USV-Ausgangsspannung so lange nicht bereitgestellt wird, bis
die Netzspannung das nächste
Mal die Nullinie durchläuft.
Durch die Verzögerung
zwischen der Erfassung einer Leitungsstörung und der Erzeugung der
USV-Ausgangsspannung kann jedoch der Verbraucher nachteilig eine große Spannungsverzerrung
oder -störung
erfahren.
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Das
USV-System 240 kann dagegen erfindungsgemäß so konstruiert
sein, daß es
eine Schaltung aufweist, die den Eingangsstrom unter Verwendung
eines kostengünstigen
Stromsensors erfaßt. Durch Überwachen
des Stroms kann der statische Schalter so gesteuert werden, daß nur der
in Durchlaß richtung
geschaltete Thyristor gegated wird, so daß die Gefahr eines Rückflusses
in das Netz eliminiert wird. Weil die Gefahr eines Rückflusses
eliminiert ist, kann das USV-System bei der ersten Erfassung eines
Leitungsfehlers oder einer Leitungsstörung eine Ausgangsleistung
erzeugen, ohne daß eine
Verzögerung
auftritt.
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Das
USV-System 240 kann gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung auch modifiziert werden, um Probleme
zu reduzieren, die auftreten können,
wenn die Lastbedingungen derart sind, daß ein Niedrigleistungsfaktor
vorhanden ist. Der Leistungsfaktor, ein Maß des Verhältnisses zwischen ohmschen
Lasten (z. B. Heizeinrichtungen, Lampen) und induktiven Lasten (z.
B. Motoren) ist als Kosinus des Phasenwinkels zwischen Strom und
Spannung definiert. Der Leistungsfaktor variiert zwischen 0 und 1,
wobei beispielsweise eine Last mit einem Leistungsfaktor von 1 eine
rein ohmsche Last ist. Induktive Elemente oder Spulen werden jedoch
weit verbreitet als Filterelemente in der Ausgangsstufe von USV-Wandlern
verwendet (typischerweise in Kombination mit mindestens einem Kondensator).
In den meisten mit einer Leitung wechselwirkenden USV-Systemen wird
das induktive Element bzw. die Spule als Serien-Durchlaßelement
zwischen dem Eingang und dem Ausgang verwendet. Es können Probleme
auftreten, wenn der Leistungsfaktor niedrig ist, weil, obwohl der
Spannungsabfall über
das induktive Element bzw. die Spule im wesentlichen unabhängig vom
Strom ist, der Spannungsabfall durch den Leistungsfaktor stark beeinflußt wird.
Daher kann ein niedriger Leistungsfaktor einen Unterspannungszustand
verursachen, insbesondere während einer
Energieübertragung
zwischen dem USV-System und dem Netz.
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Der
USV-Controller 240 kann so modifiziert werden, daß Bedingungen
eliminiert werden, in denen der Leistungsfaktor von eins verschieden
ist, indem der Strom und die Spannung des USV-Ausgangssignal erfaßt und der
Ausgangsleistungsfaktor berechnet wird. Die Steuerschaltung des
USV-Controllers 240 verwendet dann den Ausgangsleistungsfaktor
zum Berechnen der induktiven Spannung, die verwendet wird, um die
Ausgangsspannung noch präziser
zu regeln.
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Das
integrierte digitale Steuerungssystem des integrierten USV-Systems 100 weist
außerdem weitere
Merkmale auf, die einen breiten Anwendungsbereich ermöglichen.
Beispielsweise verwenden digitale Steuerungssysteme typischerweise
einen digitalen Eingangsdatenstrom, der mindestens teilweise auf
analogen Meßwerten
basiert. Der analoge Teil der Meßwerte enthält typischerweise Rauschen,
Harmonische, Offset- und Verstärkungsfehler, die
berücksichtigt
werden müssen.
Herkömmliche Systeme
versuchen häufig,
diese Probleme unter Verwendung beispielsweise passiver Filter,
aktiver Filter, abgleichbarer Widerstände (d. h. Potentiometer) oder
durch Einstellen des Controllers zum Kompensieren solcher Fehler
zu eliminieren. Potentiometer erfordern jedoch einen langwierigen,
iterativen Kalibrierungsprozeß,
während,
wenn ein Controller zum Kompensieren von Fehlern verwendet wird,
der Controller dann keine spezifischen numerischen Werte des Eingangssignals
direkt verwenden kann.
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Das
erfindungsgemäße integrierte
digitale Steuerungssystem eliminiert die vorstehend erwähnten Nachteile
durch Verwendung eines dedizierten Digitalsignalprozessors (DSP),
der direkt in die Datenerfassungs-Pipeline eingefügt wird,
um dem digitalen Controller einen kontinuierlichen Datenstrom fehlerkorrigierter
Daten zuzuführen.
Für die
Kalibrierung des Systems sind zwei Messungen erforderlich, von denen
für jedes
Signal ein vollständiger
Satz linearer Korrekturfaktoren berechnet wird. Die Fehlerkorrekturfaktoren
werden dann in einem Speicher gespeichert, z. B. in einem Flash-Speicher, und dem DSP
zugeführt,
der Eingangsfehler im Da tenstrom korrigiert. Durch die Verwendung
des DSP zur Fehlerkorrektur sind keine Potentiometer und kein langwieriger
Kalibrierungsprozeß erforderlich,
um solche Systeme zu verwenden.
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Das
integrierte USV-System 100 ist für verschiedene Anwendungen
geeignet, um neben einer Notstromversorgung auch eine gewisse Filterfunktion
bereitzustellen, so daß die
dem Verbraucher zugeführte
Netzspannung eine höhere
Qualität
hat als das direkt vom Netz empfangene Signal. Daher werden Fälle auftreten,
in denen das integrierte USV-System 100 an Orten installiert
wird, die relativ weit entfernt sind, so daß die Überwachung und Steuerung des
Systems für
Systemmanager etwas schwierig ist. Ein Verfahren zum Eliminieren
dieser Probleme besteht darin, dem System eine Netzwerkerweiterungskarte
für einen
entfernten Zugriff hinzuzufügen
oder einen Personalcomputer (PC) über eine serielle Kommunikationsleitung
mit dem System zu verbinden. Diese Lösungen führen jedoch in einem Fall zu
einem Verlust der seriellen Leitung und dazu, daß weitere Hardware erforderlich
ist (von einer Erweiterungskarte bis hin zu einem vollständigen PC).
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Durch
das USV-System 100 werden diese Nachteile durch direktes
Integrieren eines Ethernet-Controllers auf dem Prozessor-Motherboard
des Schwungrad-/USV-Systems 100 eliminiert, wodurch die
Hardwarekosten minimiert und die Zuverlässigkeit erhöht wird.
Das USV-System 100 kann so konfiguriert sein, daß der Betrieb
des Schwungrad- und des USV-Systems überwacht
werden können,
wobei ein Verschlüsselungsschlüssel erforderlich
sein kann oder nicht, wobei für Änderungen
der Systemparameter jedoch wahrscheinlich ein gewisser Verschlüsselungszugriff
erforderlich wäre,
um eine unzulässige Manipulation
des Systems zu vermeiden. Diese Merkmale ermöglichen es einem Systemmanager beispielsweise
den Be trieb eines oder mehrerer USV-Systeme 100 fernzuüberwachen
und fernzusteuern.
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Die
vorstehende Beschreibung dient lediglich zur Erläuterung der Prinzipien der
Erfindung, und für
Fachleute ist ersichtlich, daß innerhalb
des Schutzumfangs der Erfindung verschiedenartige Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können.