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CSB蓄电池-备用电源类型有哪些?

来源:CSB蓄电池 发布时间:2024-05-14 17:44:17 点击:

一种类型的单元(不间断)适用于不能容忍电源中断的情况,例如计算机、医院和飞机导航设备。在操作的关键时刻断电可能意味着生命损失,或者在计算机计算过程中可能意味着丢失有价值的数据。

这种类型的电源也越来越多地用于便携式工作,因为它通常可以由 12 V 汽车电池供电。它快速、方便、安静。

第二种类型的备用单元是可以容忍瞬时断电的。这些用途包括应急照明、剧院和工业用途,例如完全环保的肉鸡棚。


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Delays of several seconds in restoring power can be acceptable in some circumstances. This type of standby power supply would also be suitable for lifts and high-rise buildings.

A subsection of this latter category includes portable power supplies such as small generating plants that can be carried from job to job in a vehicle.

Uninterruptible Power Supplies (UPS)

A block diagram of a UPS is shown in Figure 1. It can be seen that the unit runs off the mains supply with a battery permanently ‘floating’ on charge from an inbuilt battery charger.

实际上,电池组正在为逆变器供电,逆变器以主电压和频率将直流电转换为交流电。如果失去主电源,只要电池电量充足,设备就会继续运行。

带备份的不间断电源 (UPS) 的方框(电路)图

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图 1带备份的不间断电源 (UPS) 框图(电路)

更关键的负载通常有一个发动机驱动的交流发电机处于待机状态,以确保维持电池电量。电池容量必须足够大,以便在交流发电机和发动机启动并加速运行时为电路供电。

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必须为发动机的非启动事件留出额外的运行时间,并在紧急情况下提供更大的灵活性作为备用。

使用车辆电池时,直流值会很高,因此必须小心确保电池不会耗尽。例如,500 W 电视机在 32 V DC 上消耗约 20 A 电流。在 12 V 电压下,电流消耗很容易超过 50 A。

更现代的逆变器单元更小,消耗的电流也更少,但它们的额定时间通常约为 15 分钟左右,然后必须关闭以冷却。现代 500 VA 设备的连续额定功率可能约为 150 VA。

发动机驱动的交流发电机

有多种发动机驱动的交流发电机可供选择,因此必须根据多个因素进行选择。这些选择包括以最优惠的价格购买小型便携式设备,到仔细规划适合特定用途的最合适的设备。

这不仅仅是根据所提供的负载来选择交流发电机的问题;选择时应考虑许多其他因素。下面列出了其中一些因素,其重要性顺序取决于交流发电机的实际预期用途。

  2 显示了使用发动机驱动交流发电机的备用电源的基本组件。

发动机驱动备用交流发电机的框图(电路)图

图 2发动机驱动备用交流发电机的方框(电路)图

购买价格

较小设备的总体成本可能较低,但就每千伏安成本而言,它们更昂贵且运行效率较低。随着机组尺寸的增加,每千伏安的成本降低,同时运行效率提高。

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原动机类型

原动机在效率方面的经济性对其选择有影响。这又受到它将遇到的服务类型的影响。例如,蒸汽轮机在其整个负载范围内都具有良好的经济性。然而,它价格昂贵,体积大,并且需要很长时间才能使设备从冷状态开始加载。

内燃机在轻负载时效率较差,但最初购买要便宜得多。对于某些负载,购买几台较小的交流发电机比购买一台大型发电机更便宜。然后必须考虑单元的并联问题。

燃料的成本和可用性必须始终是一个考虑因素。虽然馏分油最初和柴油发动机本身一样昂贵,但每小时的燃料成本较低,而维护成本则远远高于汽油发动机。

汽油发动机购买起来更便宜,燃料很容易获得,并且原动机适合于纯粹用于间歇性工作的便携式电源的小型装置。从长远来看,柴油发动机在满负荷下比汽油发动机运行得更好。

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汽油发动机比柴油发动机更能耐受脏燃料,并且不需要专门的维护技能。  3 显示了由单缸汽油发动机驱动的便携式发电机组。两个 15 A 插座可用于连接设备。

自带移动电源图

图 3独立式便携式电源。交流发电机的额定功率为 5.5 kVA,由汽油发动机驱动。该装置的尺寸和重量使其可以移动到任何需要电源的地点

启动方法

启动方法取决于发电机组的预期用途。切换到辅助电源越快,启动方法的成本就越高。最便宜的方法是在主电源明显出现故障时仅手动启动设备。

一种更昂贵的方法是使用自动转换接触器,当主电源出现故障时,该接触器会断开。

反过来,它将启动电机连接到发动机,当交流发电机达到速度时,将其连接到负载。

负载大小和交流发电机容量

较小的发电厂通常用于短期备用。它们通常一次仅连接一个负载,例如便携式工具或小型照明负载。对于中型和大型交流发电机,必须考虑可能连接的间歇性较大负载,例如电动机的启动电流。

然后,该装置必须具有电容量和发动机功率,以在这些电流浪涌期间维持输出电压和频率,以避免连接到同一电源的其他设备中断。

交流发电机的操作

除了一些手动操作的设备外,大多数备用和备用交流发电机的操作现在都超出了操作员的控制范围。如果可以进行某种程度的操纵,则应始终考虑两个重要因素:电压和频率。

在大多数情况下,电压由自动电压调节器控制,而频率由发动机调速器控制。操作顺序是先设定速度,再设定频率,然后调整机组电压。以相反的顺序执行此操作是在每次改变速度时改变电压。

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对输出电压公式的研究将证实该方法的合理性。

交流发电机电压方程

在运行的交流发电机中,上述公式可以简化为:

发电机电压方程

其中 k 是一个常数,由公式中的所有分量组成,在运行的交流发电机中不能更改。通过改变直流励磁来改变磁通值,并且通过改变发动机调速器上的设定点来改变频率。