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Vertiv™ Liebert® EXM2 | 100 bis 250 kW
3.3 IGBT-Gleichrichter
(AC/DC-Konverter)
3.3.1 Primäreingang
Der aus dem öffentlichen
Versorgungsnetz entnommene
Drehstrom wird durch den IGBT-
Gleichrichter in eine geregelte
Gleichspannung umgewandelt. Um die
Leistungskomponenten innerhalb des
Systems zu schützen, wird jede Phase
des Gleichrichtereingangs einzeln mit
einer schnell auslösenden Sicherung
versehen. Wie in Abbildung 1 dargestellt,
speist der IGBT-Gleichrichter den DC/
AC-Ausgangskonverter (IGBT-
Wechselrichter) und den DC/
DC-Batteriekonverter (Booster/
Batterieladegerät) mit Gleichstrom, wenn
die USV im „Normal-Modus" betrieben
wird. Letzterer verstärkt auch die
Gleichspannung auf den erforderlichen
Wert für den Wechselrichter, wenn die
USV im „Batterie-Modus" betrieben wird.
3.3.2 Gesamtklirrfaktor (THDi) und
Leistungsfaktor (PF)
Der extrem geringe Klirrfaktor am
Netzeingang (THDi) bedeutet in
Verbindung mit dem
Eingangsleistungsfaktor von nahezu 1
(siehe Abschnitt 9), dass die Liebert®
EXM2 sich von der Hauptnetzquelle und
der Verteilung wie eine Widerstandslast
darstellt. Sie nimmt nur Wirkleistung auf
und die Stromwellenform ist praktisch
sinusförmig, wodurch eine vollständige
Kompatibilität mit jeder Stromquelle
gewährleistet ist. Insofern umfasst die
Liebert EXM2 standardmäßig alle
Leistungsmerkmale, die sonst durch
lastaktive Filtervorrichtungen geboten
werden.
3.4 Batterieladegerät
(DC/DC-Konverter)
Der DC/DC-Konverter hat folgende
Funktionen:
y
Wiederaufladen der Batterien über
den DC-Bus, wenn sich die
Hauptnetz-Eingangsspannung im
zulässigen Toleranzbereich befindet
y
Liefern des Gleichstroms von den
Batterien an den IGBT-
Ausgangswechselrichter, wenn das
Hauptnetz nicht verfügbar ist.
3.4.1 Lademethode
Zunächst wird die Batterie mit einem
konstanten Strom geladen, bis die
Zellenspannung einen voreingestellten
Wert erreicht hat („Konstant-Strom-
Phase"). Am Ende der Konstant-Strom-
Phase hat die Batterie fast 80 % ihrer
Kapazität erreicht.
Nach der Konstant-Strom-Phase schaltet
das Ladegerät auf die Phase
„Schnellladung" mit konstanter Spannung
um. In dieser Phase lässt die Batterie die
Ladung der verbleibenden Kapazität zu,
während der von der Batterie
entnommene Strom allmählich reduziert
wird, bis er den entsprechenden
voreingestellten Wert erreicht. Die
Schnellladephase kann deaktiviert
werden, falls sie für den Batterietyp
ungeeignet ist.
Als letzte Ladestufe wird die Phase
„Erhaltungsladung" erreicht. In dieser
Phase hält das Ladegerät die
Batteriespannung auf einem konstanten
Niveau (niedriger als die
Schnellladespannung), auf dem sie sicher
ist, um die Funktion/den Ladezustand
der Batterie langfristig zu erhalten und
gleichzeitig die Selbstentladung zu
verhindern.
3.4.2 Batteriemanagement
Durch das erweiterte Batteriemanagement
der Serie Liebert EXM2 wird die
Batterielebensdauer um bis zu 50 %
verlängert. Die Hauptmerkmale des
Batteriemanagements werden
nachfolgend beschrieben.
y
Um das Tiefentladen der Batterie infolge
geringer Last zu vermeiden, passt die
USV die Entladeschlussspannung
automatisch in Abhängigkeit von der
Überbrückungszeit an.
y
Um ein optimales Laden der Batterie
zu gewährleisten, wird die
Ladeerhaltungsspannung
automatisch an die durch einen
speziellen Temperatursensor
gemessene Umgebungstemperatur
angepasst.
y
Die USV berechnet die verbleibende
Überbrückungszeit während der
Entladung.
y
Die Batterie kann durch eine
Teilentladung, die entweder manuell
oder in programmierbaren
Zeitabständen eingeleitet wird,
überprüft werden. An der Batterie wird
eine Kurzentladung ausgeführt, um
sicherzustellen, dass alle Batterieblöcke
und Verbindungselemente
funktionsfähig sind.
y
Anhand der Ergebnisse des
Batterieteilentladungstests wird die
verbleibende Batterielebensdauer
ermittelt, die aus den tatsächlichen
Betriebsbedingungen wie Temperatur,
Entlade- und Ladezyklen und
Entladungstiefe resultiert.
y
Die USV bietet einen
Überspannungsschutz: Wenn die
Gleichspannung den Höchstwert für
den Betriebszustand überschreitet,
schaltet der Mikroprozessor den
Batterielader automatisch ab und
leitet einen unterbrechungsfreien
Lasttransfer auf die statische Bypass-
Leitung ein.
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