武漢中電通電力設(shè)備有限公司
? ? ? ?UPS電源一般是由常用電源和備用電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)組合而成,它們之間由邏輯電路進(jìn)行控制，以保證在電網(wǎng)正常或停電狀態(tài)下,整個系統(tǒng)都能可靠地工作。當(dāng)市電正常時, UPS相當(dāng)于一臺交流穩(wěn)壓電源，它將市電穩(wěn)壓后再供給計算機(jī)，與此同時,它還向UPS內(nèi)蓄電池充電。當(dāng)市電突然中斷時, UPS立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài),小容量的UPS一般能持續(xù)供電5 ~ 20min ,所以能保證計算機(jī)系統(tǒng)的正常退出,使軟硬件不受損失。圖5-39為電源UPS原理圖。
? ? ? ?UPS的分類方法多種多樣,按功率大小可以分為大、中、小三種功率容量;按輸出波形可以分為方波、梯形波或者正弦波;按輸入輸出方式可以分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出;按工作原理還可以分為動態(tài)UPS和靜態(tài)UPS兩大類。動態(tài)不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲的動能來維持負(fù)載電能供應(yīng)的連續(xù)性的,這種不間斷電源具有笨重、噪聲大、效率低、切換時間長等缺點(diǎn),已被靜態(tài)不間斷電源所取代。靜態(tài)UPS以蓄電池組為儲能工具,市電正常時交流市電經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴㈦娔艽鎯υ谛铍姵亟M中, 當(dāng)市電中斷時再由逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬砭S持向負(fù)載供電。根據(jù)工作方式的不同, 靜態(tài)UPS又可分為后備式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS和Delta變換型UPS四種類型，下面分別加以介紹。
? ? ? ?①后備式UPS。后備式UPS主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源四部分組成。后備式UPS的工作原理如圖5-40所示。后備式UPS具有電路簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn),但是其輸出電壓穩(wěn)定精度差,市電掉電時負(fù)載供電有一段時間的中斷。另外受切換電流和動作時間的限制,輸出功率-般較小,一般后備 式正弦波輸出UPS ,容量在2kV A以下,后備式方波輸出UPS容量在1kV.A以下。
? ? ? ?③Delta變換型UPS。Delta變換型UPS 又稱串并聯(lián)UPS ,它主要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構(gòu)成,其原理框圖如圖5-42所示。
? ? ? ?Delta變換型UPS的優(yōu)點(diǎn)是:? ? ? ?①負(fù)載電壓由主變換器的輸出電壓決定,輸出電能質(zhì)量好;
? ? ? ?②主變換器和Delta變換器只對輸出電壓的差值進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償,它們承擔(dān)的最大功率僅為輸出功率的20% (相當(dāng)于輸入市電電壓的變化范圍) , 所以整機(jī)效率高,功率余量大,系統(tǒng)抗過載能力強(qiáng);
? ? ? ?③輸入功率因數(shù)高,可達(dá)99% ,輸入諧波電流小。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對復(fù)雜,可靠性差。
? ? ? ?在線式UPS一般由整流器、充電器、蓄電池組和逆變器等部分組成,其原理框圖如圖5-43所示。
? ? ? ?在線式UPS的特點(diǎn)是:
? ? ? ?①不論市電正常與否,負(fù)載都由逆變器供電，所以當(dāng)市電發(fā)生故障的瞬間, UPS的輸出電壓不會產(chǎn)生任何間斷;
? ? ? ?②由于UPS逆變器采用高頻SPWM調(diào)制和輸出波形的反饋控制,可以向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度高、波形畸變小、頻率穩(wěn)定以及動態(tài)響應(yīng)速度快的高質(zhì)量的電能;
? ? ? ?③全部負(fù)載功率都由逆變器提供,輸出能力受限制;
? ? ? ?④整流器和逆變器都承擔(dān)全部負(fù)載功率，整機(jī)效率比較低。
? ? ? ?從以上分析可以看出,按技術(shù)性能優(yōu)劣排序,其順序應(yīng)為:在線式UPS> Delta變換型UPS >在線互動式UPS>后備式UPS。? ? ? ?理想的UPS需要具有以下特性:
? ? ? ?①輸入有很高的功率因數(shù);
? ? ? ?②輸出電壓的諧波畸變率很低,特別是在非線性負(fù)載下的總諧波畸變率;
? ? ? ?③輸出電壓有很高穩(wěn)定度,包括幅值和頻率的穩(wěn)定;
? ? ? ?④系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度非?？?
? ? ? ?⑤系統(tǒng)有很強(qiáng)抗過載能力和抗負(fù)載沖擊能力,包括人為的自然災(zāi)害;
? ? ? ?⑥系統(tǒng)有低的電磁干擾,低的維護(hù)費(fèi)用,低成本，重量輕,體積小;
⑦可多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)冗余式UPS供電系統(tǒng)。
