科華UPS電源帶載三相電機(jī)應(yīng)用案例分析

山東德州某科技有限公司其中一條生產(chǎn)平臺(tái)，在生產(chǎn)過(guò)程中因生產(chǎn)要求，需要在某一時(shí)間段斷開(kāi)市電后進(jìn)行工作，所以需要在斷開(kāi)市電后繼續(xù)提供后備電力保證生產(chǎn)線繼續(xù)工作。

項(xiàng)目解決方案：

科華UPS電源YTG系列YTG3120，配置科華精衛(wèi)系列32節(jié)12V38AH電池。安裝于生產(chǎn)平臺(tái)上。提供后備電力。負(fù)載為兩臺(tái)2.2KW異步電動(dòng)機(jī)，以及電機(jī)的控制回路等。

生產(chǎn)平臺(tái)的工作情況：此生產(chǎn)平臺(tái)在工作時(shí)處于來(lái)回運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在某一期間市電無(wú)法供電，必須用UPS電池放電給生產(chǎn)平臺(tái)供電，平臺(tái)電機(jī)基本每天都要工作1~2次，UPS也要放電1~2次，每次大約15分鐘到半小時(shí)，電池放電時(shí)間初期放電半小時(shí)左右。

項(xiàng)目應(yīng)用問(wèn)題：

UPS帶載工作了大概有三個(gè)月左右，電池放電時(shí)間由初期的可以放電半小時(shí)左右，現(xiàn)在有時(shí)候只能放電15分鐘左右，現(xiàn)在客戶要求UPS的后備時(shí)間達(dá)到1小時(shí)。

項(xiàng)目情況分析：

1、電池放電初期可以放電30分鐘左右，現(xiàn)在有時(shí)候只能放電15分鐘，為什么？

分析：UPS負(fù)載量最大為38%，平均約為30%。按38%負(fù)載量計(jì)算，采用恒功率計(jì)算后備時(shí)間超過(guò)30分鐘，和初期放電30分鐘左右，是符合的。

為什么在現(xiàn)在放電只有15分鐘呢？

首先后備時(shí)間和電池容量是有直接關(guān)系的。從后備時(shí)間上看電池容量下降了一半，是什么原因造成的呢？我們來(lái)看電池的工作狀態(tài)，平均每天電池放電1~2次，每次使用間隔3~4小時(shí)。按平均每天工作1.5次計(jì)算，每個(gè)月總共放電45次，3個(gè)月就是135次。這個(gè)充放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電池設(shè)計(jì)要求。我們下面看看普通鉛酸蓄電池對(duì)于充放電設(shè)計(jì)要求，

1)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 799—2010，要求充放電循環(huán)次數(shù)不少于300次。

2)科華電池工廠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到350次。

3)科華電池使用頻次要求：頻繁使用蓄電池壽命會(huì)縮短，建議不超過(guò)4.5 次/ 月。

通過(guò)上面的數(shù)據(jù)可以說(shuō)明電池容量下降的原因和使用頻次有關(guān)。

其次通過(guò)上面的分析，還有一個(gè)重要原因就是充電速度，我們?cè)诳紤]配置電池時(shí)只考慮第一次放電，沒(méi)有考慮第二次放電，本項(xiàng)目就存在第一次放電后，在電池還沒(méi)有充滿電時(shí)，又進(jìn)行第二次放電，所以第二次放電時(shí)間就比第一次短。

以上就是UPS放電為什么只有15分鐘的主要原因。

2、原因找到了，客戶要求UPS的后備時(shí)間達(dá)到1小時(shí)，如何解決呢？

解決方案：代理商為了保證客戶的后備時(shí)間滿足1小時(shí)，提供了2組12V38AH的電池，經(jīng)測(cè)試可以滿足客戶1小時(shí)的后備時(shí)間。但是風(fēng)險(xiǎn)同上面所分析，普通鉛酸蓄電池的最大頻次在300次，最多使用7個(gè)月，電池容量將下降到80%以下。在使用1年半后，電池容量將會(huì)下降到約40%以下，就需要更換蓄電池組了。

有沒(méi)有更好點(diǎn)的解決方案呢？

首先這個(gè)應(yīng)用環(huán)境是典型的工業(yè)應(yīng)場(chǎng)景，蓄電池的種類(lèi)很多，本項(xiàng)目電池特性就是需要可以頻繁充放電，鋰電的特性就是非常適合，但是鋰電應(yīng)用不是很成熟，造價(jià)也相對(duì)較高。建議還是采用鉛酸蓄電池，第一種解決方案就是前面代理商采取的，電池容量下降到一定容量后，更換蓄電池組，就類(lèi)似于我們常用的電動(dòng)車(chē)的蓄電池。在這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合它就是一個(gè)易耗品。第二種解決方案，采用膠體鉛酸蓄電池，其充放電次數(shù)要好于普通鉛酸蓄電池，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求膠體電池的循環(huán)次數(shù)不少于400次，提高了33%。延長(zhǎng)了電池使用壽命，其可靠性也較優(yōu)。我本人推薦這個(gè)方案。

另外在計(jì)算蓄電池時(shí)，按后備時(shí)間的1.5倍去考慮，避免電池深度放電的情況出現(xiàn)，蓄電池使用時(shí)間將會(huì)大大延長(zhǎng)。

案例分析總結(jié)：

1、UPS和電池的使用環(huán)境及設(shè)計(jì)均是以通信行業(yè)做為應(yīng)用環(huán)境背景進(jìn)行設(shè)計(jì)的。這是主要應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)更換了應(yīng)用場(chǎng)景后，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)用環(huán)景分析，在給出相應(yīng)的解決方案。

2、UPS不能帶載電機(jī)類(lèi)設(shè)備的誤區(qū)，通過(guò)這個(gè)案例可以破除謠言了，UPS帶載類(lèi)型不在于負(fù)載類(lèi)型，在于如何計(jì)算UPS配置容量。

3、鉛酸蓄電池的種類(lèi)也很多，分別應(yīng)用在不同場(chǎng)合，應(yīng)按應(yīng)用環(huán)境選型.。

4、工業(yè)應(yīng)用環(huán)境不同于數(shù)據(jù)中心，就本項(xiàng)目而言，蓄電池就是一個(gè)損耗品，相當(dāng)于電動(dòng)車(chē)的應(yīng)用場(chǎng)景（最多就2年），所以在面對(duì)這種場(chǎng)景時(shí)，要考慮后續(xù)的保修政策，以及可以設(shè)計(jì)出適合這種應(yīng)用場(chǎng)合的蓄電池。