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小型汽油发电机供电时整流电源工作不稳定情况

作者: 发布时间:2021-04-06 21:53:36点击:
  随着全国性的电荒形势日益严重,为解决基站的供电问题,江苏移动自2002年开始,陆续为各分公司配置了部分小功率、便携式发电机。泰州分公司购买了3台萨登DS5000E3三相汽油发电机,作为基站市电断电时备用电源。在使用过程中,我们发现该油机在对不同型号的高频开关电源供电时出现了一些不稳定现象。
 
  1汽油发电机及整流电源设备情况
 
  1.1萨登DS5000E3发电机组相关资料参数
 
  发电机:额定电压(3}H)380/220V;频率:50Hz;最大输出5.5kVA;额定输出5.0kVA;额定电流7.2A。发动机:4冲程空冷OHV;排量357CC,最大功率为12PS/4000r/min,点火方式:TCI。
 
  1.2高频开关电源情况
 
  泰州移动分公司主要使用了两个厂家的高频开关电源系统,分别为:(1)杭州中恒系统有限公司:RPS17—450系统和E2733模块。(2)上海中达电通公司的:DUM94A一48/5O系统和ESR3000模块。
 
  2.对中恒E2733模块供电时的异常现象、原因及解决办法
 
  2.1为中恒电源系统供电时的异常现象使用该发电机对中恒电源(E2733)供电时,中恒电源启动不了,或不能正常工作,模块处于启动一停机一再启动一再停机的不稳定状态。
 
  2.2原因分析高频开关电源主要由交流输入滤波电路、功率因数校正电路、DC—DC变换电路和输出滤波器等部分组成,如图l所示。
 
  单项220V交流电源接入整流模块之后经过AC断路器、保险丝等保护组件,进入EMI滤波器,其功能是防止整流模块受到电源内的突波电压的破坏以及将差模与共模噪声做有效的减少,以消除电源传入的高频噪声并防止模块的噪声反馈回电源线路。
 
  单项交流电源经桥式整流器整流为直流后,再经主动式功率因数校正线路(PFC),完成高功率因数(PF>0.99),低失真因数(THD>5%)之要求,产生一个约400V的直流电压供给直流对直流转换器使用。400V直流电压经直流对直流转换器产生一个稳定的输出电压此部分线路采用全桥式串联谐振零电流切换技术,约以 100kHz切换频率将直流400V电压切换为交流弦波。再 经过高频变压器降压成为适当波幅的交流脉冲。二次侧 的交流弦波经过整流二极管及输出滤波电路 ,再回馈经 直流控制器可得到稳定的直流输出,此输出在出整流模 块之前经滤波电路滤除共模噪声后 ,得到所需直流电 源 。
 
  经对发电机及电源系统电路分析后认为E2733模块 是新西兰开发及生产的,对交流电源的质量要求较高, 同时,模块的启动功率需达到5kW 左右,但模块启动 后所需的最大功率约为 3KW (以单个模块最大输 出电 流 50A计算,模块的效率约为 90%)。存在启动功率需 求大,工作功率需求正常的情况。
 
  我公司所配的小汽油发电机的输出波形:在以较高 功率输出 (或满载输出,如5kW)时,其波形畸变严重, 且其中的谐波较多;在输出功率正常时 (70%以下),发 电机的输出波形较好 ,交流电源质量较高。
 
  该型发电机的最大输出功率约为5.5kVA,在模块 加 电启动时,由于功率需求较大,导致发电机输出波形 瞬时畸变,交流电源质量降低,而整流器的谐波保护检 测电路启动保护功能,发出模块关机指令 。在模块关机 后,油机输出功率降低,波形又恢复正常,从而模块再 重新启动,启动后,油机波形再畸变,保护电路再工作, 模块再关机。表现出的现象为整流模块处于启动一保护停机一再启动一再保护停机的恶性循环。
 
  通过上述分析,我们认真研究分析了中恒电源的内 部电路图及模块的谐波保护机理 ,在模块的 “交流输入 滤波部分”有一谐波检测保护电路,只要将此保护电路 断开,就能防止模块在开机时由于所需功率较高而油机 输出波形发生瞬间畸变,而引起谐波保护电路工作,导
 
  致保护关机。而对油机来讲 ,在模块启动后,单个模块 的满负荷工作时的需求功率 (约3kW )在油机输出正常 波形的功率范围内。断开此保护电路不会对系统正常运 行产生较大的负面影响。同时根据电路分析 ,将此保护 电路中断后,对整流模块来讲,将缺少一级保护措施: 即在未拆除前,模块将在单相电压达到 270V时或输入 电源质量较差时进行保护,拆除后,模块将在输入电压 达到320V进行二级保护 (高压停机),模块减少了一级 保护。因此,在开启模块前,应对输入电源进行电压测 量 ,确保工作电压正常。
 
  2.3解决方法
 
  将中恒电源模块谐波保护电路拆除的最简单方法是 将其谐波电路的输出部分断开,其电路中R148电阻为 控制信号的输出通道。
 
  (1)将中恒电源模块 E2733的面板打开 :拆除模 块正面板右侧的3个内六角螺丝,拆除模块右侧板上的
 
  11个自攻螺丝,打开模块右侧板;
 
  (2)查找主控电路板的左上角的一个 R148电阻 (谐波检测保护电路);
 
  (3)将 R148电阻断 开 ;
 
  (4)重新安装模块右侧板。



参考文献:电信工释技术与标准化 2006.6  《小型汽油发电机供电时整流电源工作不稳定情况分析》
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