科华UPS电源带载三相电机应用案例分析

山东德州某科技有限公司其中一条生产平台，在生产过程中因生产要求，需要在某一时间段断开市电后进行工作，所以需要在断开市电后继续提供后备电力保证生产线继续工作。

项目解决方案：

科华UPS电源YTG系列YTG3120，配置科华精卫系列32节12V38AH电池。安装于生产平台上。提供后备电力。负载为两台2.2KW异步电动机，以及电机的控制回路等。

生产平台的工作情况：此生产平台在工作时处于来回运动状态，在某一期间市电无法供电，必须用UPS电池放电给生产平台供电，平台电机基本每天都要工作1~2次，UPS也要放电1~2次，每次大约15分钟到半小时，电池放电时间初期放电半小时左右。

 

项目应用问题：

UPS带载工作了大概有三个月左右，电池放电时间由初期的可以放电半小时左右，现在有时候只能放电15分钟左右，现在客户要求UPS的后备时间达到1小时。

项目情况分析：

1、电池放电初期可以放电30分钟左右，现在有时候只能放电15分钟，为什么？

分析：UPS负载量最大为38%，平均约为30%。按38%负载量计算，采用恒功率计算后备时间超过30分钟，和初期放电30分钟左右，是符合的。

为什么在现在放电只有15分钟呢？

首先后备时间和电池容量是有直接关系的。从后备时间上看电池容量下降了一半，是什么原因造成的呢？我们来看电池的工作状态，平均每天电池放电1~2次，每次使用间隔3~4小时。按平均每天工作1.5次计算，每个月总共放电45次，3个月就是135次。这个充放电循环次数远远超过了电池设计要求。我们下面看看普通铅酸蓄电池对于充放电设计要求，

1)行业标准YD/T 799—2010，要求充放电循环次数不少于300次。

2)科华电池工厂实测数据达到350次。

3)科华电池使用频次要求：频繁使用蓄电池寿命会缩短，建议不超过4.5 次/ 月。

通过上面的数据可以说明电池容量下降的原因和使用频次有关。

其次通过上面的分析，还有一个重要原因就是充电速度，我们在考虑配置电池时只考虑第一次放电，没有考虑第二次放电，本项目就存在第一次放电后，在电池还没有充满电时，又进行第二次放电，所以第二次放电时间就比第一次短。

以上就是UPS放电为什么只有15分钟的主要原因。

2、原因找到了，客户要求UPS的后备时间达到1小时，如何解决呢？

解决方案：代理商为了保证客户的后备时间满足1小时，提供了2组12V38AH的电池，经测试可以满足客户1小时的后备时间。但是风险同上面所分析，普通铅酸蓄电池的最大频次在300次，最多使用7个月，电池容量将下降到80%以下。在使用1年半后，电池容量将会下降到约40%以下，就需要更换蓄电池组了。

有没有更好点的解决方案呢？

首先这个应用环境是典型的工业应场景，蓄电池的种类很多，本项目电池特性就是需要可以频繁充放电，锂电的特性就是非常适合，但是锂电应用不是很成熟，造价也相对较高。建议还是采用铅酸蓄电池，第一种解决方案就是前面代理商采取的，电池容量下降到一定容量后，更换蓄电池组，就类似于我们常用的电动车的蓄电池。在这个应用场合它就是一个易耗品。第二种解决方案，采用胶体铅酸蓄电池，其充放电次数要好于普通铅酸蓄电池，依据行业标准，要求胶体电池的循环次数不少于400次，提高了33%。延长了电池使用寿命，其可靠性也较优。我本人推荐这个方案。

另外在计算蓄电池时，按后备时间的1.5倍去考虑，避免电池深度放电的情况出现，蓄电池使用时间将会大大延长。

案例分析总结：

1、UPS和电池的使用环境及设计均是以通信行业做为应用环境背景进行设计的。这是主要应用场景，当更换了应用场景后，应进行应用环景分析，在给出相应的解决方案。

2、UPS不能带载电机类设备的误区，通过这个案例可以破除谣言了，UPS带载类型不在于负载类型，在于如何计算UPS配置容量。

3、铅酸蓄电池的种类也很多，分别应用在不同场合，应按应用环境选型.。

4、工业应用环境不同于数据中心，就本项目而言，蓄电池就是一个损耗品，相当于电动车的应用场景（最多就2年），所以在面对这种场景时，要考虑后续的保修政策，以及可以设计出适合这种应用场合的蓄电池。