电力用逆变器.doc

电力用逆变器

用户手册

出 版 说 明
内容介绍
为指导相关电源设备生产厂、设计院利用我公司的相关产品设计生产电源系统，特编制本技术指导书。
本书详细地描述了2~10KVA系列单机版逆变器的外观、功能和参数指标、接口定义和操作说明等内容。
读者对象
本书适合于电源合作生产厂家、用户、设计与维护工程师等。
本书的约定
一、产品上标记
在高压存在的地方张贴此标记。
在产品外壳保护接地端上丝印标记。

二、手册中标记
% 注意 注意字句指可能造成本设备或其它设备损坏的状况或做法。

目 录

1 概 述
FBIV系列电力用高频逆变器秉承模块化设计理念，采用DSP数字控制技术、高频软开关技术，效率高、可靠性高；逆变器直流输入与交流输出完全电气隔离，满足电力行业相关要求；逆变器内置CPU，自带独立LCD显示。
功率接线采用栅型端子，对应产品型号如下：

序号
直流输入电压
型号
输出功率
备注
1
220VDC

FBIV1000HD-2
1KVA

2
FBIV2000HD-2
2KVA

3
FBIV3000HD-2
3KVA

4
FBIV5000HD-2
5KVA

5
IV8000HD
8KVA

6
IV10000HD
10KVA

7
110VDC
FBIV1000LD-2
1KVA

8
FBIV2000LD-2
2KVA

9
FBIV3000LD-2
3KVA

备注：
1、此说明书是按照2-5K逆变电源编制，1K、8K、10K说明书另见分册。差异主要在结构、功率回路及功率接口大小，控制原理一样可做参考。
2、1KVA逆变器模块采用9.5英寸1U标准机箱；2KVA逆变器模块采用2U标准机箱；8-10KVA逆变器模块采用3U标准机箱。
3、1K显示为指示灯、2-10K采用LCD液晶显示。
2 工作原理
逆变器采用DC/DC-DC/AC链接结构，其中前级DC/DC实现直流输入和交流输出的隔离。输入直流先经过输入EMI滤波器后，通过LLC全桥谐振变换器，隔离输出760V左右直流（±380VDC），再通过半桥逆变电路，将760V直流转换为220V交流。工作原理框图如图1所示。

图1：逆变器工作原理框图

3 技术特点
Ø 全数字化控制
采用TI的DSP控制器TMS320F2808，负责整个模块的控制、切换、并联算法处理和故障处理，一致性好、抗干扰能力强。
Ø 软开关技术
DC/DC变换采用LLC谐振软开关技术，效率大于90%。
Ø 输入与输出电气隔离
直流输入与交流输出完全电气隔离，无需外接隔离变压器即可满足一体化电源设计中对电力逆变器的要求。
Ø 小于4mS切换时间
采用先进的控制算法，模块内置快速切换开关，交流旁路到逆变输出的切换时间小于4mS，逆变到旁路实现无间断切换。
在旁路输入电压质量较差时，如对切换时间要求不高，可选用10mS切换时间，可通过模块内部定义设置（详见第《操作说明》介绍）。
Ø 工作电压范围宽
工作电压范围宽，220V直流输入工作范围为198～286VDC；110V直流输入工作范围为95～150VDC，适应能力强。
Ø 风扇控制
散热风扇采用温度和输出功率的联合调速模式，温度低于50°C和轻载时，风机低速运转，噪声很低（小于45dB）；输出带重载或温度高于50°C后，风机线性调速运转，噪音小，风扇寿命长。
Ø 中英文双语操作
内置中英文两种语言，用户可自行选用，灵活方便，通用性强。
4 技术参数
表1：主要技术参数表
项目名称
技术指标
模块额定输出功率
2KVA/3KVA
5KVA
直流
输入
额定电压（VDC）
220VDC/110VDC
220VDC
电压允许范围（VDC）
198～286/98～143
198～286
旁路
输入
交流输入电压（VAC）
220VAC±15%（默认）①
交流输入频率（Hz）
45~65Hz
切换
时间
旁路到逆变输出
≤4mS②
逆变输出到旁路
0mS
交流
输出
额定电压（VAC）
220VAC
额定频率（Hz）
50Hz
工作模式
旁路优先（默认）③
功率因数
0.8滞后
负载调整率
＜2.0%
频率精度
＜0.1%
峰值因数
3：1
波形失真度
阻性满载＜3%，非线形满载＜5%
效率
＞90%
逆变过载能力
负载电流：＜105%，连续工作
负载电流：105～125%，持续10min
负载电流：125～150%，持续1min
负载电流：＞150%，60mS关机
旁路过载能力
负载电流：＜125%，连续工作
负载电流：125～150%，持续10min
负载电流：150～175%，持续1min
负载电流：＞175%，60mS关机
保护功能
（1）输入欠/过压保护，可自恢复。
（2）输出过载保护 ，可自恢复。
（3）输出短路保护, 短路持续时间在3S内可自恢复，
超过3S不可自恢复。
（4）过温保护，可自恢复。
485通讯规约
MODBUS（默认）④
干接点
常开或常闭点可选
备注：
①允许旁路电压范围可设置，默认为220VAC±15%，最大允许为220VAC±20%，具体操作详见操作说明中的用户设置介绍；
②切换时间可设置（10mS和4mS，默认为10mS）。在旁路输入质量较差和切换时间要求不严时，建议选用10mS切换时间。
③工作模式有两种：旁路优先和逆变优先，用户可设置（默认为旁路优先），详见操作说明中的用户设置介绍；
④多种通讯规约可设置，详见操作说明中的用户设置介绍。

5 外形与接口
5.1 前面板
模块为19英寸2U标准高度，采用LCD液晶显示，LCD显示器位于前面板右侧，包括LCD液晶、2个LED工作指示灯和控制5个按键，如图2所示。

图2：LCD液晶图示
5.1.1 LED工作指示灯说明
LED工作指示灯采用不同运行方式表现逆变器的工作状态，如表2所示。
表2：LED工作状态标识表
指示灯
工作情况
绿色指示灯
（RUN）
红色指示灯
（ERR）
输出逆变工作
亮
灭
输出旁路工作
闪
灭
逆变关机（有旁路）
闪
灭
逆变关机（无旁路）
灭
灭
输出过载（逆变）
亮
闪
输出过载（旁路）
闪
闪
直流输入异常（有旁路）
闪
灭
直流输入异常（无旁路）
灭
灭
过温保护
灭
亮
5.1.2 LCD液晶显示说明
LCD液晶显示器为逆变器提供友好的人机界面，可以查看逆变器的运行参数、进行用户设置、查看调试信息以及输出参数的校准，具体操作参见第6节。
5.1.3 操作按键说明
操作按键用于对菜单的操作控制，各按键功能描述如表3所示。
表3：按键功能说明表
名 称
功 能 说 明
按键“+”
用于改变设置对像数据值
按键“﹣”
按键“▲”
用于翻页及移动光标
按键“▼”
按键“SET”
（1）在项目被选中的情况下用于保存设置数据及信息确认
（2）在项目没有被选中的情况下，此按键可以当成“返回上一级
菜单”的快捷键使用
5.2 后面板
模块后面板为模块的输入输出接口，采用栅型接线端子，如图3所示。

图3：单机版模块后部示意图
% 注意:
1、 直流输入正负必须连接正确，即电池负（直流模块输出负）连接到“电池负”接口，电池正（直流模块输出正）连接到“电池正”接口。
2、 请用2.5mm2黄绿线将模块的接地点与大地可靠连接。
6 操作说明
FBIV系列模块采用LCD液晶显示，人机界面友好。LCD显示器提供了丰富的菜单界面，有5大类菜单：运行数据、系统状态、用户设置、调试信息和用户校准。
运行数据
系统状态
用户设置
调试信息
用户校准
输出电压：220V
**系统正常工作
用户开机
模块容量：5000VA
输出电压
输出电流：0.0A
>>返回上级菜单
用户关机
当前相位：A(R)
旁路电压
模块状态：ECO-

通讯地址：128
单相三相：单相
输出电流
有功功率：0.0KW

通讯协议：英可瑞
模块地址：0
电压设置
视在功率：0.0KVA

通讯速度：9600
单机并机：并机
锁相速度：1.5Hz/S
负载量 ：0%

旁路优先
主机从机：主机
模块类型：INV
功率因数：0.00

旁路低压：187V
模块状态：逆变
容量设置：5KVA
旁路电压: 0.0V

旁路高压：253V
锁相参考：旁路
运行设置：并机
旁路频率：0.0Hz

旁路低频：45Hz
母线正压：370V
直流输入：高压
>>返回上级菜单

旁路高频：65 Hz
母线负压：370V
开机画面：中性
备注：
1、该界面为开机后的默认显示；
2、在此菜单下按SET键，可直接进入上一级菜单。
备注：
此菜单显示模块实际工作状态显示，如“市电异常”，“电池欠压或过压”等。如无异常，则显示“系统正常工作”。
切换时间：10mS
ACDC温度：20度
电网回馈：关闭
语言设置：中文
DCDC温度：20度
回馈功率：100%
>>返回上级菜单
DCAC温度：20度
恢复缺省值
注意：
1、必须在模块关机时才能更改设置；
2、按“+”或“-”键进行操作。
波特率 ：9600
复位EEPROM
EEPROM VER：V10
>>返回上级菜单
版本：V00.05.00
注：
1、恢复缺省值只是恢复校准的数据；
2、复位EEPROM才是复位所有的设置为初始状态；
3、只有在模块关机时才能执行复位；
4、此菜单为内部设置菜单，需密码才能进入。
编译：20120829
>>返回上级菜单

6.1 运行数据

运行数据菜单提供了模块的运行状况参数。
按“▲”、 “▼”键移动光标，查询模块运行参数。将光标移动到“返回上级菜单”栏并按“SET”键或者在任一参数栏按“SET”键均可以返回上级菜单。

运行数据菜单包含的内容及描述详见表5。
表5：运行数据菜单表
内 容
描 述
备 注
输出电压
模块的输出电压，交流有效值
旁路工作时 “RUN”指示灯闪烁，逆变输出时一直点亮
输出电流
模块的输出电流，交流有效值

模块状态
模块当前工作状态：
逆变：直流供电输出；
ECO：旁路供电输出，一旦旁路断电可以立即切换到逆变输出；
旁路：旁路输出；
待机:无输出；
故障：模块内部故障，如果旁路正常则旁路供电输出。
1、工作在逆变状态，“RUN”指示灯一直点亮；
2、工作在旁路状态，“RUN”指示灯闪烁；

有功功率
模块的输出有功功率

视在功率
模块输出的视在功率

负载量
实际输出功率与额定功率之比

功率因数
输出有功功率与视在功率之比

旁路电压
模块旁路电压有效值

旁路频率
模块旁路电压频率

6.2 系统状态
系统状态菜单用于查询模块的当前运行状态，若模块无异常则显示“系统正常工作”。若模块出现特殊情况，如旁路异常，各种保护或者故障等，可以在此菜单下查询具体的异常说明。
6.3 用户设置
用户设置菜单用于设置模块的某些技术参数。
按“▲”、 “▼”键移动光标到需要设置的项目上，然后通过“+”、 “-”键来调整需要设置的技术参数值，设置完之后按下“SET”进行保存。
注意：某些项目需要逆变部分不工作时才能进行设置，可以先设置用户关机之后，让逆变部分不工作，然后再进行设置。
用户设置菜单包含的内容及描述详见表6。
表6：用户设置菜单表
内容
描述
备注
用户开机
用于设置手动开机

用户关机
用于设置手动关机

通讯地址
设置模块的通讯地址
根据所选择的协议设置合适的通讯地址。
通讯起始地址与通讯协议有关。
通讯协议
设置模块的通讯协议
默认为英可瑞协议（/MODBUS协议）
通信速度
设置模块通讯的波特率
与通讯协议有关，默认为9600
逆变优先/
旁路优先
设置模块的工作模式，可选择逆变优先和旁路优先这两种
默认为旁路优先
旁路低压
设置旁边供电的最低输入电压
默认为187VAC（220VAC-15%）
旁路高压
设置旁路供电的最高输入电压
默认为253VAC（220VAC+15%）
旁路低频
设置旁路供电的最低频率
默认为45Hz
旁路高频
设置旁路供电的最高频率保护
默认为65Hz
切换时间
设置旁路到逆变的切换时间
4mS和10mS可选，默认为10mS。
在旁路（市电）质量较差时，建议用10mS。
语言设置
显示界面的语言类型
内置中文和英文两种
% 注意:
1、通讯地址不能重复，否则会出现通讯故障。
2、选定通信协议后，对于的波特率和通信起始地址自动匹配。
6.4 调试信息
调试信息菜单用于显示模块内部的运行数据，仅供检修及维护参考。具体内容如表7所示。
表7：调试信息菜单表
内 容
描 述
备 注
机型容量
模块的额定输出容量
3.0KVA/5.0KVA
当前相位
/
分相时A、B、C分别为0、120、240度
单相三相
模块工作于单相或者三相模式

模块地址
模块的通讯地址
后背板模块设置的地址，0～15
单机并机
模块工作于单机或者并机模式

主机从机
模块当前是主机或者从机

模块状态
模块当前工作状态

锁相参考
模块的锁相参考对象

ACDC温度
模块内部AC/DC部分的散热器参考温度
逆变器上无AC/DC温度传感器，固定显示20℃；UPS上显示实际温度
DCDC温度
模块内部DC/DC部分的散热器参考温度

DCAC温度
模块内部DC/AC部分的散热器参考温度

波特率
本模块的通讯波特率

EEPROM VER
EEPROM芯片版本

版本
软件版本

编译
软件版本时间

提示：
单机版模块无模块硬件地址设置，默认为0.
6.5 用户校准
用户校准菜单用于输出参数的校准，可以进行输出电压、输出电流、旁路电压等的校准。具体内容如表8所示。
表8：用户校准菜单表
内 容
描 述
备 注
输出电压
用于校准输出电压显示有效值
调整模块电压的显示值
旁路电压
用于校准旁路电压采样有效值

输出电流
用于校准输出电流显示有效值
调整模块电流的显示值
电压设置
由于校准逆变电压输出有效值
调整模块的实际电压输出值
锁相速度
设置逆变器跟踪市电频率变化能力
0.5~2Hz/S，默认为1.5Hz/S
模块类型
用于选择时逆变器（INV）还是UPS

容量设置
用于设置模块的输出容量
不运行更改
运行设置
模块为单机版还是并机版
单机
直流输入

高压指220VDC，低于指110VDC
开机界面

默认为中性
电网回馈
是否允许电池放电向电网馈电

回馈功率
回馈电网时的功率比例

恢复缺省值
恢复到模块缺省参数
此操作清除以前的所有校准
复位EEPROM
恢复EEPROM芯片默认值

输出电压：让模块工作在逆变状态下，带10%左右负载，按“+”或“-”改变参数值至与实际输出值一致。
旁路电压：让逆变器输出工作在旁路状态下，带10%左右负载，按“+”或“-”改变参数值至与实际旁路电压一致。
输出电流：带80%左右负载，按“+”或“-”改变参数值至与实际输出值一致。
电压设置：让模块工作在逆变状态下，带10%左右负载，测试实际输出值，反复调整，使实际输出电压为220VAC，按“+”或“-”改变参数。

% 注意:
1、进入用户校准菜单需密码才能进入；
2、逆变器在出厂前已校准，不建议用户操作此菜单自行校准。
7 机械规格（2-5KVA）
7.1 外形尺寸
逆变器模块外部尺寸为490mm×88mm×390mm（宽×高×深），如图7所示。

图8：外形尺寸图（单位：mm）

7.2 面板开孔尺寸

图9：面板开孔图(单位：mm)
8 环境条件
8.1 工作温度
工作温度-5～+40摄氏度。
8.2 非工作温度
运输温度-40～+70摄氏度，但不推荐存储。
8.3工作湿度
0 到90%相对湿度，无冷凝。
8.4 运行高度
≤1000m，超过1000m按如下规定降容使用。

8.5 噪声
小于55 dB, per Type 2, IEC and ANSI SI.4, 1981标准，在55 dB环境中距离任意表面4英尺处测量。
8.6 冷却方式
强制风冷，温联合输出功率线性调速。