مجموعه دیزل ژنراتور با یو پی اس مطابقت دارد

این مقاله تاثیر ضریب توان ورودی یو پی اس و فیلتر ورودی را بر روی آن تحلیل و توضیح می دهد ژنراتور برق به منظور روشن شدن علت مشکل و سپس یافتن راه حل.

1. هماهنگی بین مجموعه دیزل ژنراتور و یو پی اس.

سازندگان و کاربران سیستم های منبع تغذیه اضطراری مدت هاست که متوجه مشکلات هماهنگی بین مجموعه ژنراتورها و UPS شده اند، به ویژه هارمونیک های جریان تولید شده توسط یکسو کننده ها بر روی سیستم های منبع تغذیه مانند تنظیم کننده های ولتاژ مجموعه ژنراتورها و مدارهای همگام سازی UPS ایجاد می شود.اثرات نامطلوب این امر بسیار آشکار است.بنابراین مهندسان سیستم UPS فیلتر ورودی را طراحی و روی UPS اعمال کردند و با موفقیت هارمونیک های جریان در برنامه UPS را کنترل کردند.این فیلترها در سازگاری یو پی اس و مجموعه ژنراتورها نقش اساسی دارند.

تقریباً همه فیلترهای ورودی از خازن ها و سلف ها برای جذب مخرب ترین هارمونیک های جریان در ورودی UPS استفاده می کنند.طراحی فیلتر ورودی درصد حداکثر اعوجاج هارمونیک کل ممکن ذاتی در مدار UPS و تحت بار کامل را در نظر می گیرد.یکی دیگر از مزایای بیشتر فیلترها بهبود ضریب توان ورودی یو پی اس بارگذاری شده است.با این حال، یکی دیگر از پیامدهای اعمال فیلتر ورودی، کاهش کارایی کلی یو پی اس است.اکثر فیلترها حدود 1% از برق UPS را مصرف می کنند.طراحی فیلتر ورودی همیشه به دنبال ایجاد تعادل بین عوامل مطلوب و نامطلوب است.

به منظور بهبود هر چه بیشتر بازده سیستم یو پی اس، مهندسان یو پی اس اخیراً بهبودهایی در مصرف برق فیلتر ورودی انجام داده اند.بهبود راندمان فیلتر تا حد زیادی به استفاده از فناوری IGBT (ترانزیستور دروازه ایزوله) در طراحی UPS بستگی دارد.راندمان بالای اینورتر IGBT منجر به طراحی مجدد یو پی اس شده است.فیلتر ورودی می تواند مقداری هارمونیک جریان را جذب کند در حالی که بخش کوچکی از توان فعال را جذب می کند.به طور خلاصه، نسبت فاکتورهای القایی به فاکتورهای خازنی در فیلتر کاهش می یابد، حجم UPS کاهش می یابد و راندمان بهبود می یابد.به نظر می رسد موارد در زمینه UPS حل شده است، اما سازگاری مشکل جدید با ژنراتور دوباره ظاهر شده است و جایگزین مشکل قدیمی شده است.

2. مشکل رزونانس.

مشکل خود تحریکی خازن ممکن است توسط سایر شرایط الکتریکی مانند تشدید سری تشدید یا پوشانده شود.هنگامی که مقدار اهمی راکتانس القایی ژنراتور و مقدار اهمی راکتانس خازنی فیلتر ورودی به یکدیگر نزدیک باشند و مقدار مقاومت سیستم کوچک باشد، نوسان رخ می دهد و ولتاژ ممکن است از مقدار نامی توان تجاوز کند. سیستم.سیستم UPS جدید طراحی شده اساسا 100٪ امپدانس ورودی خازنی است.یک یو پی اس 500 کیلوولت آمپر ممکن است دارای ظرفیت 150 کیلووار و ضریب توان نزدیک به صفر باشد.سلف های شنت، چوک های سری و ترانسفورماتورهای ایزوله ورودی از اجزای معمولی یو پی اس هستند و این قطعات همگی القایی هستند.در واقع، آنها و ظرفیت فیلتر با هم باعث می شوند که یو پی اس در کل به همان اندازه خازنی رفتار کند و ممکن است در حال حاضر برخی نوسانات در داخل UPS وجود داشته باشد.همراه با ویژگی های خازنی خطوط برق متصل به UPS، پیچیدگی کل سیستم بسیار افزایش یافته است، فراتر از محدوده تحلیل مهندسان عادی.

3. دیزل ژنراتور مجموعه و بار.

دیزل ژنراتورها برای کنترل ولتاژ خروجی به یک تنظیم کننده ولتاژ متکی هستند.تنظیم کننده ولتاژ ولتاژ خروجی سه فاز را تشخیص داده و مقدار متوسط ​​آن را با مقدار ولتاژ مورد نیاز مقایسه می کند.رگولاتور انرژی را از منبع تغذیه کمکی داخل ژنراتور که معمولاً یک ژنراتور کوچک کواکسیال با ژنراتور اصلی است، دریافت می کند و توان DC را به سیم پیچ تحریک میدان مغناطیسی روتور ژنراتور منتقل می کند.جریان سیم پیچ افزایش یا کاهش می یابد تا میدان مغناطیسی دوار را کنترل کند سیم پیچ استاتور ژنراتور ، یا اندازه EMF نیروی الکتروموتور.شار مغناطیسی سیم پیچ استاتور ولتاژ خروجی ژنراتور را تعیین می کند.

مقاومت داخلی سیم پیچ استاتور مجموعه دیزل ژنراتور با Z نشان داده می شود که شامل قطعات القایی و مقاومتی می شود.نیروی الکتروموتور ژنراتور که توسط سیم پیچ تحریک روتور کنترل می شود توسط یک منبع ولتاژ AC با E نشان داده می شود.با فرض اینکه بار کاملاً القایی است، جریان I دقیقاً 90 درجه زاویه فاز الکتریکی ولتاژ U را در نمودار برداری عقب می‌اندازد.اگر بار کاملاً مقاومتی باشد، بردارهای U و I بر هم منطبق یا در فاز خواهند بود.در واقع بیشتر بارها بین مقاومتی و القایی محض هستند.افت ولتاژ ناشی از عبور جریان از سیم پیچ استاتور با بردار ولتاژ I×Z نشان داده می شود.این در واقع مجموع دو بردار ولتاژ کوچکتر است، افت ولتاژ مقاومت در فاز با I و افت ولتاژ سلف 90 درجه جلوتر.در این حالت اتفاقاً با U هم فاز است. زیرا نیروی محرکه باید برابر با مجموع افت ولتاژ مقاومت داخلی ژنراتور و ولتاژ خروجی باشد، یعنی مجموع برداری بردار E=U و I×Z.تنظیم کننده ولتاژ می تواند به طور موثر ولتاژ U را با تغییر E کنترل کند.

حال در نظر بگیرید که چه اتفاقی برای شرایط داخلی ژنراتور می افتد وقتی که به جای بار القایی صرفاً از یک بار خازنی صرف استفاده می شود.جریان در این زمان درست برعکس بار القایی است.جریان I اکنون بردار ولتاژ U را هدایت می کند و بردار افت ولتاژ مقاومت داخلی I×Z نیز در فاز مخالف است.سپس مجموع برداری U و I×Z از U کمتر است.

از آنجایی که نیروی الکتروموتور E مشابه در بار القایی، ولتاژ خروجی ژنراتور U بالاتری را در بار خازنی ایجاد می کند، تنظیم کننده ولتاژ باید میدان مغناطیسی دوار را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.در واقع، رگولاتور ولتاژ ممکن است محدوده کافی برای تنظیم کامل ولتاژ خروجی را نداشته باشد.روتورهای همه ژنراتورها به طور مداوم در یک جهت برانگیخته می شوند و دارای یک میدان مغناطیسی دائمی هستند.حتی اگر تنظیم کننده ولتاژ کاملا بسته باشد، روتور همچنان میدان مغناطیسی کافی برای شارژ بار خازنی و تولید ولتاژ دارد.به این پدیده «خود تحریکی» می گویند.نتیجه خود تحریکی اضافه ولتاژ یا خاموش شدن رگولاتور ولتاژ است و سیستم مانیتورینگ ژنراتور آن را خرابی رگولاتور ولتاژ می داند (یعنی «از دست دادن تحریک»).هر یک از این شرایط باعث توقف ژنراتور می شود.بار متصل به خروجی ژنراتور ممکن است مستقل یا موازی باشد، بسته به زمان بندی و تنظیم کابینت سوئیچینگ اتوماتیک.در برخی از کاربردها، سیستم UPS اولین باری است که در هنگام قطع برق به ژنراتور متصل می شود.در موارد دیگر، یو پی اس و بار مکانیکی به طور همزمان متصل می شوند.بار مکانیکی معمولاً یک کنتاکتور راه اندازی دارد و پس از قطع برق زمان مشخصی طول می کشد تا دوباره بسته شود.تاخیر در جبران بار موتور القایی خازن فیلتر ورودی UPS وجود دارد.خود یو پی اس دارای یک دوره زمانی به نام "شروع نرم" است که بار را از باتری به ژنراتور منتقل می کند تا ضریب توان ورودی آن را افزایش دهد.با این حال، فیلترهای ورودی UPS در فرآیند شروع نرم شرکت نمی کنند.آنها به عنوان بخشی از UPS به انتهای ورودی یو پی اس متصل می شوند.بنابراین در برخی موارد بار اصلی که در هنگام قطع برق ابتدا به خروجی ژنراتور متصل می شود، فیلتر ورودی یو پی اس است.آنها بسیار خازنی هستند (گاهی اوقات کاملاً خازنی).

راه حل این مشکل بدیهی است که استفاده از تصحیح ضریب توان است.راه های زیادی برای رسیدن به این هدف وجود دارد که تقریباً به شرح زیر است:

1. یک کابینت سوئیچینگ خودکار نصب کنید تا بار موتور قبل از UPS وصل شود.برخی از کابینت های سوئیچ ممکن است نتوانند این روش را پیاده سازی کنند.علاوه بر این، در طول تعمیر و نگهداری، ممکن است مهندسان کارخانه نیاز به اشکال زدایی جداگانه UPS و ژنراتور داشته باشند.

2. یک راکتانس راکتیو دائمی برای جبران بار خازنی اضافه کنید، معمولاً با استفاده از یک راکتور سیم پیچ موازی، متصل به EG یا برد موازی خروجی ژنراتور.دستیابی به این امر بسیار آسان است و هزینه آن نیز کم است.اما مهم نیست که در بار زیاد یا کم بار، راکتور همیشه جریان را جذب می کند و بر ضریب توان بار تأثیر می گذارد.و صرف نظر از تعداد یو پی اس، تعداد راکتورها همیشه ثابت است.

3. یک راکتور القایی در هر UPS نصب کنید تا فقط راکتانس خازنی UPS را جبران کند.در مورد بار کم، کنتاکتور (اختیاری) ورودی راکتور را کنترل می کند.این روش راکتور دقیق تر است، اما تعداد آن زیاد است و هزینه نصب و کنترل آن زیاد است.

4. یک کنتاکتور در جلوی خازن فیلتر نصب کنید و زمانی که بار کم است آن را جدا کنید.از آنجایی که زمان کنتاکتور باید دقیق باشد و کنترل آن پیچیده تر است، فقط در کارخانه قابل نصب است.

اینکه کدام روش بهترین است به وضعیت موجود در سایت و عملکرد تجهیزات بستگی دارد.

اگر می خواهید درباره ژنراتورهای دیزلی بیشتر بدانید، خوش آمدید با Dingbo Power از طریق ایمیل dingbo@dieselgeneratortech.com مشورت کنید و ما در هر زمان در خدمت شما خواهیم بود.