BENTLY 3500/91 161204-01
一、产品概述
BENTLY 3500/91 161204-01是电源模块，隶属于3500系列机械设备状态监测与保护系统的核心供电组件家族，专为汽轮机、发电机、压缩机、泵组等关键旋转设备的监测系统提供稳定、可靠的电源供给，广泛应用于电力、石油化工、冶金、航空航天、轨道交通等对供电连续性和稳定性要求极高的行业。其核心功能是将工业现场的交流或直流输入电源，经过整流、滤波、稳压、隔离等处理后，输出3500系统各模块（如振动监测模块、位移监测模块、通讯接口模块、控制器模块）所需的标准直流电源，同时具备过压、过流、短路、过温等多重保护功能及冗余供电支持，为3500监测系统的持续、稳定运行提供核心能源保障，是确保设备状态监测数据不中断、保护逻辑可靠执行的关键基础组件。
该模块采用3500系列标准模块化架构，具备极强的系统兼容性和扩展性，可直接插入3500系列标准机架的专用电源插槽，无需额外配置适配器即可与系统内所有3500系列功能模块实现无缝适配。遵循工业级高可靠性设计标准，通过宽输入电压范围、多重电磁干扰抑制、高温环境适应性优化及冗余热备设计，能稳定适应工业现场电网波动、高温、多尘、强振动、强电磁干扰的严苛环境。依托本特利专有电源管理技术和高效散热设计，确保电源输出的稳定性和高效性，是构建高可靠关键设备状态监测与保护系统的核心供电枢纽。
二、技术参数
参数类别 | 参数名称 | 具体参数 | 单位 |
|---|
基本参数 | 型号 | BENTLY 3500/91 161204-01 | - |
产品类型 | 工业级冗余电源模块（AC/DC输入，DC输出） | - |
所属系列 | BENTLY 3500 机械设备状态监测与保护系统 | - |
适配机架 | 3500系列标准机架（3500/05、3500/10、3500/20），占用1个专用电源插槽 | - |
外形尺寸（长×宽×高） | 165×108×254 | mm |
安装方式 | 3500机架插槽嵌入式安装，带机械锁扣定位与防误插导向结构 | - |
输入电源参数 | 输入电源类型 | 宽范围AC/DC双兼容输入 | - |
AC输入电压范围 | 85~264VAC，50/60Hz（频率自适应） | VAC/Hz |
DC输入电压范围 | 110~300VDC（宽范围适配） | VDC |
输入电流 | AC输入：≤5A（85VAC时）；DC输入：≤2A（110VDC时） | A |
输入浪涌电流 | ≤30A（峰值，持续时间≤10ms） | A |
输出电源参数 | 输出电压 | DC 24V±0.5V（稳压输出） | VDC |
额定输出电流 | 20A（单模块额定容量） | A |
输出功率 | 480W（额定输出功率） | W |
电压调整率 | ≤±0.1%（输入电压在额定范围内波动时） | - |
负载调整率 | ≤±0.2%（负载在10%~100%额定范围内变化时） | - |
电气性能参数 | 纹波与噪声 | ≤50mVpp（20MHz带宽内） | mVpp |
隔离性能 | 输入与输出：3000VAC/1min；输出与机架背板：2500VAC/1min；输入与机架接地：2000VAC/1min | VAC/min |
效率 | ≥90%（额定输入、额定负载条件下） | % |
响应时间 | ≤100μs（负载突变10%~100%时的输出电压恢复时间） | μs |
环境参数 | 工作温度范围 | -20~70℃（标准工作范围）；-40~75℃（扩展工作范围，连续工作≤48小时） | ℃ |
存储温度范围 | -40~85℃，无冷凝 | ℃ |
相对湿度 | 5%~95%（无凝露，符合IEC 60068-2-3标准），可耐受短期98%高湿环境（≤24小时） | % |
抗电磁干扰性能 | 符合IEC 61000-4系列标准，ESD ±15kV（空气放电）/±8kV（接触放电），射频干扰抑制≥45dB，脉冲群抗扰度±2kV（电源端口） | - |
三、功能特点
- 3500系统无缝适配，部署便捷高效：模块采用3500系列统一的硬件接口与机械结构，可直接插入3500标准机架的专用电源插槽，无需额外配置接线端子或转接模块，通电后自动与机架内电源分配单元建立连接，为系统各功能模块供电，实现“即插即用”式部署。模块输出电压与3500系列所有功能模块的供电需求精准匹配，无需手动调节电压参数，适配3500/05单通道机架、3500/10多通道机架等全系列机架，兼容性极强，大幅简化系统集成调试流程。
- 宽范围输入设计，适配复杂电网环境：支持85~264VAC交流输入与110~300VDC直流输入双模式兼容，无需切换硬件开关即可自动适配不同输入电源类型，可灵活应用于采用交流电网供电的常规工业场景和采用直流电源供电的特殊场景（如轨道交通、船舶设备）。宽输入电压范围能有效应对工业现场电网波动（如电压骤升、骤降）及不同地区电网电压差异，输入电压在85VAC~264VAC范围内波动时，输出电压稳定在24V±0.5V，确保系统在复杂电网环境下持续稳定运行。
- 稳定输出性能，保障系统可靠运行：采用高精度稳压电路与先进的反馈调节算法，实现DC 24V精准输出，电压调整率≤±0.1%，负载调整率≤±0.2%，即使在输入电压波动或负载变化时，仍能保持输出电压的高度稳定。模块内置高效滤波电路，将输出纹波与噪声控制在50mVpp以内，避免电源噪声对监测模块采集的微弱信号（如振动、位移信号）产生干扰，确保监测数据的准确性。负载突变时，输出电压响应时间≤100μs，快速恢复稳定，避免负载变化对系统造成冲击。
- 多重冗余设计，供电可靠性极致提升：支持模块级热冗余配置，多个3500/91模块可并联组成冗余供电系统，通过内置的均流电路实现负载电流自动均衡分配，单个模块负载率≤50%，提升模块使用寿命。当其中一个模块故障时，其余模块自动分担全部负载，切换过程无间断，供电连续性不受影响，确保3500监测系统在电源模块故障时仍能正常运行。同时，支持双路输入电源冗余，可接入两路独立的输入电源，一路电源故障时自动切换至另一路，进一步提升供电系统的可靠性。
- 全方位保护机制，安全性能卓越：具备过压、过流、短路、过温、欠压等多重保护功能，全方位保障模块及负载设备安全。过压保护：当输出电压超过26V时，模块自动切断输出，故障排除后手动复位恢复；过流保护：输出电流超过25A时，模块进入限流状态，避免过载损坏；短路保护：输出端发生短路时，模块立即关断输出，短路解除后自动恢复；过温保护：模块内部温度超过85℃时，自动降额输出，温度超过95℃时切断输出，防止模块烧毁；欠压保护：输入电压低于85VAC（或110VDC）时，发出报警信号，电压持续降低至75VAC（或90VDC）时切断输出。
- 高效散热设计，适应高温环境：采用“自然散热+强制散热”双重散热结构，模块外壳采用高导热系数的铝合金材质，内部设计密集散热鳍片，快速导出核心器件产生的热量。模块内置智能温控风扇，当内部温度超过50℃时，风扇自动启动，温度低于40℃时风扇停止运行，既保证散热效果，又降低风扇运行噪音和功耗。高效散热设计使模块可在-20~70℃标准温度范围内稳定工作，扩展工作范围可达-40~75℃，适应高温工业现场环境。
- 多重抗扰与隔离，适应严苛工业场景：采用“输入-输出”“输出-背板”“输入-接地”三重电气隔离设计，隔离电压最高达3000VAC/1min，有效阻断输入侧电网干扰、接地环路干扰对输出侧的影响。模块内置EMC滤波电路与浪涌抑制元件，可承受±2kV电源端口脉冲群干扰和30A输入浪涌电流，通过IEC 61000-4系列抗电磁干扰测试，在高压变频器、大功率电机等强电磁干扰环境中仍能稳定工作，射频干扰抑制能力≥45dB。
- 完善状态监测，运维管理便捷：模块具备完善的状态监测与报警功能，通过模块正面的LED指示灯直观显示输入电源状态（AC/DC输入正常）、输出状态（输出正常）、冗余状态（冗余正常）及故障状态（过压、过流、过温等），运维人员可快速判断模块运行状态。同时，模块通过机架内部总线将运行状态信息（如输入电压、输出电压、输出电流、模块温度、故障代码等）上传至3500系统控制器，可通过3500组态软件远程监控电源模块运行参数，实现故障远程诊断与历史数据追溯，降低运维难度。
四、工作原理
BENTLY 3500/91 161204-01电源模块作为3500状态监测系统的供电核心，以“电源输入-整流滤波-稳压调节-输出分配-状态监测-保护执行”为核心工作链路，实现对输入电源的处理与稳定输出，具体工作机制如下：
- 电源输入与预处理：外部输入电源（AC 85~264V或DC 110~300V）通过模块输入端的浪涌抑制器和EMC滤波电路进行预处理。浪涌抑制器吸收输入侧的瞬时浪涌电流（如电网雷击、开关操作产生的浪涌），保护后续电路免受冲击；EMC滤波电路过滤输入电源中的高频干扰信号，减少电网干扰对模块内部电路的影响。预处理后的电源进入整流电路，若输入为交流电源，经整流桥转换为直流电源；若输入为直流电源，直接进入滤波环节，实现AC/DC输入的统一处理。
- 滤波与储能：整流后的直流电源进入大容量滤波电容组，进行平滑滤波，去除直流电源中的纹波成分，得到稳定的直流母线电压。滤波电容组同时具备储能功能，在输入电源短暂中断（≤10ms）或负载突变时，释放储能维持直流母线电压稳定，避免输出电压出现波动，确保供电连续性。滤波后的直流母线电压为后续的稳压调节电路提供稳定的输入电源。
- 稳压调节与输出：稳定的直流母线电压送入高频开关稳压电路，通过PWM（脉冲宽度调制）技术调节开关管的导通与关断时间，将直流母线电压转换为高频交流信号，经高频变压器隔离降压后，再通过整流、滤波电路转换为DC 24V直流电压。模块内置高精度电压采样电路与反馈调节单元，实时采集输出电压信号，与基准电压进行比较，根据差值调整PWM信号的占空比，实现输出电压的精准调节，确保输出电压稳定在24V±0.5V范围内。调节后的稳定直流电源通过机架内部的电源分配总线，为3500系统各功能模块供电。
- 冗余控制与均流：当多个模块组成冗余供电系统时，各模块通过冗余通讯线实现相互通讯，内置的均流控制单元实时采集各模块的输出电流信号，通过均流算法调整各模块的输出电压，使各模块输出电流均匀分配，避免单个模块负载过重。主模块实时监测各从模块的运行状态，当检测到某一模块故障时，立即调整均流策略，由其余正常模块分担全部负载，确保输出电流稳定，实现无间断冗余切换。
- 状态监测与保护执行：模块内置的状态监测单元实时采集输入电压、输出电压、输出电流、模块内部温度等关键参数，通过LED指示灯本地显示运行状态，并将参数通过机架总线上传至系统控制器。保护执行单元实时监测各参数是否超出预设阈值：当检测到输出电压过高（过压）时，立即关断开关管，切断输出；当检测到输出电流过大（过流）时，调整PWM信号实现限流；当检测到模块温度过高（过温）时，先降额输出，温度持续升高则切断输出；当检测到输入电压过低（欠压）时，发出报警信号并在电压过低时切断输出，全方位保障模块及系统安全。
