UPS電源在車輛上的應用
隨著我國各種功能車輛及游艇事業的蓬勃發展。越來越多的各種通信設備、日常電器、精密儀器被應用其中。但也由此帶來一些必然的問題:在移動應用的過程中如何保證其正常工作不受影響呢?首先要解決的就是電力問題。沒有穩定的電力供應系統,所有車載設備的應用及使用壽命都將受到極大的影響。當前最好的解決方案當然是配置一套優良的UPS不間斷電源系統。可是普通的UPS系統由于其針對的是普通商用或工業用途,其性能、特點都無法滿足目前移動電源的需求的。
首先是負載兼容性問題。普通的UPS只能帶電腦、服務器及其他商用設備類型的負載。而在車船等移動應用領域中,較為常見負載通常是整流開關類或感性負載。如通信設備中的雷達導航儀、調頻器、電臺、信號收發設備等。為了使工作環境更為舒適,一些車船上還配備了空調、冰箱、洗衣機等日用電器。如果采用普通型UPS來承擔這些負載,將便UPS故障率增高數倍甚至根本無法帶載。
普通型UPS其電氣設計理念是以強調‘不間斷’為重點。對于普通型UPS來說,應用環境基本上是辦公室或機房,市電中斷只是偶然性事件,而不是每天至少都會發生一到兩次的必然情況。所以在其充電、逆變電路的設計上并沒有考慮到如車載、船舶應用中需如此頻繁地充電還要在較短時間內將較大容量的電池組充滿,并長時間工作在電池逆變模式下的這種應用情況。因此普通型UPS充電電路都較為簡單,通常充電電流也不會太大(如3KVA充電電流一般為3-6A)。這樣就使得普通型UPS根本無法適應車船應用的工作特點。并且普通型UPS其直流電壓一船都為36Vdc或96Vdc。而車載的動力設備通常為24Vdc或48Vdc(尤其是通信車、船)。普通型UPS在直流系統上也無法很好地與車船上的動力設備匹配。
一般需要長時間在外工作的車、船都會配備車載發電機。普通型的UPS整流充電與逆變輸出是同時進行的。也就是說發電機要同時承擔負載與充電所需的電力。這樣,在UPS的配比上發電機功率至少要比UPS大1.5—3倍。隨著國際燃料價格的提高,加大發電機的功率無疑也就加大了后期的使用成本。并且普通型UPS與發電機之間并無任何通訊。電池充滿后,還需要專人來關掉發電機以節約燃料。同樣,當電池低壓時也需要有人來啟動發電機為其充電。一般車、船上都是以少數技術人員為主,工作的過程中還要分神注意電力系統的情況,浪費了寶貴的時間及精力。普通工頻UPS輸入功率因數一般為0.7—0.8左右,大大地浪費了發電機有限的動力資源。若采用普通高頻UPS雖然可以提高輸入功率因數,但其抗沖擊能力則大打折扣。
另外兩個方面是使用性與安裝方面的問題。UPS的并聯冗余或并聯擴容方案在中大功率UPS應用中已被廣泛采用。然而,一般應用在車船的UPS都是小功率的,普通小功率UPS又無法并聯。這樣,其可靠性、擴容性就受到了制約。
車船上的空間比較有限。而普通型UPS一般體積較大、重量較重。外型一般有兩種:塔式或機架式。但無論那一種都需落地或擺放在臺面上,占一定的安裝位置。
目前有些廠家在普通UPS的基礎上做了一些改動,便稱其為車載UPS。但從上述的幾個主要應用方面(負載兼容性、充、放電性能、發電機匹配)的情況看,與普通型UPS并沒有太大改善。荷蘭VICTRON能源公司正是針對車載、船用的實際應用推出了PHM系列車載/船舶專用UPS。
VICTRON具有30多年的高質量移動電源系統的研發和制造經驗,產品廣泛應用于工作船、拖船、豪華游艇等各類船舶及移動辦公、醫療救護車、維修服務車、消防車和其它需要穩定移動電源的場所。
其移動UPS電源(車載UPS、船用UPS)可帶的設備包括:電腦、電視機、音響設備、微波爐、冰箱、空調、洗衣機、雷達通訊導航設備、照明燈具、電動機等家用和其他各類型的電器設備。具有超強的帶載能力(如800VA即可啟動一臺常規冰箱)。
主要功能特點:
1.純正弦波輸出。可完全抑制市電波動對負載的影響,始終為負載提供全方位保護和高品質正弦波電源。
2. 高輸入功率因數、超強帶載能力。車載專用UPS輸入功率因數為1。減輕了電網或油機的負荷,是無任何反饋污染的新型的綠色電源。市電狀態下可輸出兩倍額定功率!
3.超寬輸入范圍。輸入電壓范圍為187-265VAC,輸入頻率范圍為45HZ-55HZ。
4.最先進的電池智能管理。4階段充電(bulk-absorption-float-storage)快充、均充、浮充、儲存。最有效保護電池的使用壽命。并根據車載及船舶應用中,電池后備時間較長、充放電頻繁(普通UPS太頻繁的充、放電將使其故障率將大大提高)、并需快速充滿的需求。VICTRON車載UPS提供了單臺UPS最大120A的充電電流。并提供一個小電流充電輸出口專門為發電機啟動電池充電。
5.并網功能。當電網或發電機電力不足時,UPS自動將電池逆變與電網并聯向負載輸出。當電池低壓時,可通過干接點信號自動啟動發電機向負載供電(如發電機功率為UPS功率的1.5倍還可同時向電池充電,電池充滿或接入市電后UPS自動停止發電機運轉,由市電或電池逆變向負載供電。市電或發電機電力不足的情況下,UPS將首先滿足負載所需電力)。與同功率發電機匹配,可輸出雙倍功率(如3KVA UPS與3KW發電機并網,可輸出6KVA)。
6.并聯功能。多達6臺UPS并聯輸出。如6臺3KVA/70A車載UPS并聯,總輸出功率可達18KVA,充電流可達420A。并且三臺相同型號可連為三相輸出,如每6臺3KVA/70A車載UPS為一路,18臺可成為三相輸出45KW/54KVA的UPS組,充電電流可達1260A。
7.提供遠程控制面板、計算機接口等選配件。可將遠程控制面板安裝在車輛或船舶的儀表盤上,使操作更為簡便。控制面板將顯示UPS工作狀態(市電正常或電池供電)、電池狀態(快充、均充、浮充、儲存)、告警(過載、溫度過高、電池低壓)、調節器(可根據市電的負荷量來調節市電輸入電流以保證市電保護裝置不會跳閘)及UPS開關。通過計算機接口更可以在PC上更為直觀、方便地監控整個UPS的工作狀態。
8.完善的保護措施。輸出短路保護、過載保護、電池極性檢測、溫度過高保護等。
VICTRON移動UPS電源采用全鋁外殼,體積小(375*214*110及362*258*218兩種)、重量輕(最重3KVA 18KG)、安裝簡便(可底部固定或壁掛)、可在溫度-20℃~50℃ 相對濕度2%~95% 環境下正常工作。 是目前全球最為先進的移動UPS電源。
產品規格:800VA(充電電壓電流:12V/35A、24V/16A)
1200VA(充電電壓電流:12V50A、24V/25A、48V/12A)
1600VA(充電電壓電流:12V/70A、24V/40A、48V/20A)
2500VA(充電電壓電流:12V/120A)
3KVA(充電電壓電流:24V/70A、48V/35A)
首先是負載兼容性問題。普通的UPS只能帶電腦、服務器及其他商用設備類型的負載。而在車船等移動應用領域中,較為常見負載通常是整流開關類或感性負載。如通信設備中的雷達導航儀、調頻器、電臺、信號收發設備等。為了使工作環境更為舒適,一些車船上還配備了空調、冰箱、洗衣機等日用電器。如果采用普通型UPS來承擔這些負載,將便UPS故障率增高數倍甚至根本無法帶載。
普通型UPS其電氣設計理念是以強調‘不間斷’為重點。對于普通型UPS來說,應用環境基本上是辦公室或機房,市電中斷只是偶然性事件,而不是每天至少都會發生一到兩次的必然情況。所以在其充電、逆變電路的設計上并沒有考慮到如車載、船舶應用中需如此頻繁地充電還要在較短時間內將較大容量的電池組充滿,并長時間工作在電池逆變模式下的這種應用情況。因此普通型UPS充電電路都較為簡單,通常充電電流也不會太大(如3KVA充電電流一般為3-6A)。這樣就使得普通型UPS根本無法適應車船應用的工作特點。并且普通型UPS其直流電壓一船都為36Vdc或96Vdc。而車載的動力設備通常為24Vdc或48Vdc(尤其是通信車、船)。普通型UPS在直流系統上也無法很好地與車船上的動力設備匹配。
一般需要長時間在外工作的車、船都會配備車載發電機。普通型的UPS整流充電與逆變輸出是同時進行的。也就是說發電機要同時承擔負載與充電所需的電力。這樣,在UPS的配比上發電機功率至少要比UPS大1.5—3倍。隨著國際燃料價格的提高,加大發電機的功率無疑也就加大了后期的使用成本。并且普通型UPS與發電機之間并無任何通訊。電池充滿后,還需要專人來關掉發電機以節約燃料。同樣,當電池低壓時也需要有人來啟動發電機為其充電。一般車、船上都是以少數技術人員為主,工作的過程中還要分神注意電力系統的情況,浪費了寶貴的時間及精力。普通工頻UPS輸入功率因數一般為0.7—0.8左右,大大地浪費了發電機有限的動力資源。若采用普通高頻UPS雖然可以提高輸入功率因數,但其抗沖擊能力則大打折扣。
另外兩個方面是使用性與安裝方面的問題。UPS的并聯冗余或并聯擴容方案在中大功率UPS應用中已被廣泛采用。然而,一般應用在車船的UPS都是小功率的,普通小功率UPS又無法并聯。這樣,其可靠性、擴容性就受到了制約。
車船上的空間比較有限。而普通型UPS一般體積較大、重量較重。外型一般有兩種:塔式或機架式。但無論那一種都需落地或擺放在臺面上,占一定的安裝位置。
目前有些廠家在普通UPS的基礎上做了一些改動,便稱其為車載UPS。但從上述的幾個主要應用方面(負載兼容性、充、放電性能、發電機匹配)的情況看,與普通型UPS并沒有太大改善。荷蘭VICTRON能源公司正是針對車載、船用的實際應用推出了PHM系列車載/船舶專用UPS。
VICTRON具有30多年的高質量移動電源系統的研發和制造經驗,產品廣泛應用于工作船、拖船、豪華游艇等各類船舶及移動辦公、醫療救護車、維修服務車、消防車和其它需要穩定移動電源的場所。
其移動UPS電源(車載UPS、船用UPS)可帶的設備包括:電腦、電視機、音響設備、微波爐、冰箱、空調、洗衣機、雷達通訊導航設備、照明燈具、電動機等家用和其他各類型的電器設備。具有超強的帶載能力(如800VA即可啟動一臺常規冰箱)。
主要功能特點:
1.純正弦波輸出。可完全抑制市電波動對負載的影響,始終為負載提供全方位保護和高品質正弦波電源。
2. 高輸入功率因數、超強帶載能力。車載專用UPS輸入功率因數為1。減輕了電網或油機的負荷,是無任何反饋污染的新型的綠色電源。市電狀態下可輸出兩倍額定功率!
3.超寬輸入范圍。輸入電壓范圍為187-265VAC,輸入頻率范圍為45HZ-55HZ。
4.最先進的電池智能管理。4階段充電(bulk-absorption-float-storage)快充、均充、浮充、儲存。最有效保護電池的使用壽命。并根據車載及船舶應用中,電池后備時間較長、充放電頻繁(普通UPS太頻繁的充、放電將使其故障率將大大提高)、并需快速充滿的需求。VICTRON車載UPS提供了單臺UPS最大120A的充電電流。并提供一個小電流充電輸出口專門為發電機啟動電池充電。
5.并網功能。當電網或發電機電力不足時,UPS自動將電池逆變與電網并聯向負載輸出。當電池低壓時,可通過干接點信號自動啟動發電機向負載供電(如發電機功率為UPS功率的1.5倍還可同時向電池充電,電池充滿或接入市電后UPS自動停止發電機運轉,由市電或電池逆變向負載供電。市電或發電機電力不足的情況下,UPS將首先滿足負載所需電力)。與同功率發電機匹配,可輸出雙倍功率(如3KVA UPS與3KW發電機并網,可輸出6KVA)。
6.并聯功能。多達6臺UPS并聯輸出。如6臺3KVA/70A車載UPS并聯,總輸出功率可達18KVA,充電流可達420A。并且三臺相同型號可連為三相輸出,如每6臺3KVA/70A車載UPS為一路,18臺可成為三相輸出45KW/54KVA的UPS組,充電電流可達1260A。
7.提供遠程控制面板、計算機接口等選配件。可將遠程控制面板安裝在車輛或船舶的儀表盤上,使操作更為簡便。控制面板將顯示UPS工作狀態(市電正常或電池供電)、電池狀態(快充、均充、浮充、儲存)、告警(過載、溫度過高、電池低壓)、調節器(可根據市電的負荷量來調節市電輸入電流以保證市電保護裝置不會跳閘)及UPS開關。通過計算機接口更可以在PC上更為直觀、方便地監控整個UPS的工作狀態。
8.完善的保護措施。輸出短路保護、過載保護、電池極性檢測、溫度過高保護等。
VICTRON移動UPS電源采用全鋁外殼,體積小(375*214*110及362*258*218兩種)、重量輕(最重3KVA 18KG)、安裝簡便(可底部固定或壁掛)、可在溫度-20℃~50℃ 相對濕度2%~95% 環境下正常工作。 是目前全球最為先進的移動UPS電源。
產品規格:800VA(充電電壓電流:12V/35A、24V/16A)
1200VA(充電電壓電流:12V50A、24V/25A、48V/12A)
1600VA(充電電壓電流:12V/70A、24V/40A、48V/20A)
2500VA(充電電壓電流:12V/120A)
3KVA(充電電壓電流:24V/70A、48V/35A)
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