UPS的作用
UPS具有以下幾項(xiàng)基本功能：
1. 電網(wǎng)電壓正常時(shí)，市電電壓通過(guò)UPS穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，性能好的UPS本身就是良好的交流穩(wěn)壓器，同時(shí)改善電源質(zhì)量；同時(shí)它還對(duì)機(jī)內(nèi)的電池進(jìn)行充電，儲(chǔ)存后備能量。
2. 電網(wǎng)電壓異常時(shí)（欠壓、過(guò)壓、掉電、干擾等）UPS的逆變器將電池的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能維持對(duì)負(fù)載的供電。
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3. UPS在電網(wǎng)供電和電池供電之間自行切換，確保對(duì)負(fù)載的不間斷供電。而且可以根據(jù)設(shè)備的精密程度來(lái)選擇可承受的切換時(shí)間。
UPS的分類(lèi)
UPS已從60 年代的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)發(fā)展至今天的具有智能化程度的靜止式全電子化電路，并且還在繼續(xù)發(fā)展。主流的UPS廠商有APC、山特等，都提供各種級(jí)別的UPS滿足不同用戶群的需要。
目前，UPS一般均指靜止式UPS，按其工作方式分類(lèi)可分為后備式、在線互動(dòng)式及在線式三大類(lèi)。
1. 后備式UPS：在市電正常時(shí)直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電超出其工作范圍或停電時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，但輸入電壓范圍窄，輸出電壓穩(wěn)定精度差，有切換時(shí)間，且輸出波形一般為方波。
2. 在線互動(dòng)式UPS：在市電正常時(shí)直接由市電向負(fù)載供電，當(dāng)市電偏低或偏高時(shí)，通過(guò)UPS內(nèi)部穩(wěn)壓線路穩(wěn)壓后輸出，當(dāng)市電異?；蛲ｋ姇r(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為電池逆變供電。其特點(diǎn)是：有較寬的輸入電壓范圍，噪音低，體積小等特點(diǎn)，但同樣存在切換時(shí)間。
3. 在線式UPS：在市電正常時(shí)，由市電進(jìn)行整流提供直流電壓給逆變器工作，由逆變器向負(fù)載提供交流電，在市電異常時(shí)，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處于工作狀態(tài)，保證無(wú)間斷輸出。其特點(diǎn)是，有極寬的輸入電壓范圍，無(wú)切換時(shí)間且輸出電壓穩(wěn)定精度高，特別適合對(duì)電源要求較高的場(chǎng)合，但是成本較高。目前，功率大于3KVA的UPS幾乎都是在線式UPS。
UPS按照輸出容量大小劃分為小容量3KVA以下，中小容量3KVA~10KVA，中大容量10KVA以上。UPS按輸入/輸出方式可分為三類(lèi)：?jiǎn)蜗噍斎?單相輸出、三相輸入/單相輸出、三相輸入/三相輸出。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，三相供電其市電配電和負(fù)載配電容易，每一相都承當(dāng)一部分負(fù)載電流，因而中、大功率UPS多采用三相輸入/單相輸出或三相輸入/三相輸出的供電方式。
多方面分析UPS
從原理上來(lái)說(shuō)，UPS是一種集數(shù)字和模擬電路，自動(dòng)控制逆變器與免維護(hù)貯能裝置于一體的電力電子設(shè)備；
從功能上來(lái)說(shuō)，UPS可以在市電出現(xiàn)異常時(shí)，有效地凈化市電；還可以在市電突然中斷時(shí)持續(xù)一定時(shí)間給電腦等設(shè)備供電，使你能有充裕的時(shí)間應(yīng)付；
從用途上來(lái)說(shuō)，隨著信息化社會(huì)的來(lái)臨，UPS廣泛地應(yīng)用于從信息采集、傳送、處理、儲(chǔ)存到應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，其重要性是隨著信息應(yīng)用重要性的日益提高而增加的。
從基本應(yīng)用原理上講，UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要元件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開(kāi)關(guān)等幾部分組成。
不間斷電源(UPS)
其功能是為重要的儀器設(shè)備提供不間斷的電力供給,延長(zhǎng)緊急安全逃生設(shè)備的電力,避免電力中斷或電力不穩(wěn)的現(xiàn)象,防止電源的高突波危害與損壞設(shè)備等。
后備式UPS
電路結(jié)構(gòu)由逆變器、蓄電池組和切換開(kāi)關(guān)組成。電網(wǎng)正常時(shí)逆變器停止輸出交流電,電網(wǎng)交流電經(jīng)濾波(穩(wěn)壓)后向負(fù)載供電。電網(wǎng)異常(停電、欠壓、過(guò)壓等)時(shí),UPS通過(guò)切換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到逆變器輸出方式。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程有3～10ms的切換時(shí)間。
在線互動(dòng)式UPS
在電路結(jié)構(gòu)中,采用較為特殊的雙向變換器與自動(dòng)穩(wěn)壓調(diào)整電路,其功能為:雙向變換器共有充電器與變換器(DC/AC)兩種功能,其中的充電器類(lèi)似快充器,可由原來(lái)需時(shí)7～8h的充電時(shí)間縮短至2～4h即可將電池充滿,因此效率比一般充電器高。自動(dòng)穩(wěn)壓調(diào)整電路具有自動(dòng)升壓與降壓的功能,當(dāng)微處理器監(jiān)測(cè)到電壓偏低時(shí),自動(dòng)穩(wěn)壓調(diào)整電路則利用繼電器自動(dòng)切換至升壓線圈,反之,當(dāng)微處理器監(jiān)測(cè)到電壓偏高時(shí),自動(dòng)穩(wěn)壓調(diào)整電路則利用繼電器自動(dòng)切換至降壓線圈,借此達(dá)到較穩(wěn)定的輸出電壓。
在線式UPS
其主要電路結(jié)構(gòu)有:突波吸收濾波電路、交流電轉(zhuǎn)換直流電電路(AC/DC)、直流電轉(zhuǎn)換交流電路(DC/AC)、微處理器控制電路、旁路等5種。其動(dòng)作方式:在市電正常時(shí),市電經(jīng)由突波吸收濾波電路→交流電轉(zhuǎn)換直流電電路→直流電轉(zhuǎn)換交流電電路→并轉(zhuǎn)換交流電輸出供應(yīng)負(fù)載,并同時(shí)對(duì)蓄電池充電;一旦微處理器控制電路監(jiān)測(cè)到市電中斷,則立即由蓄電池放電→直流電轉(zhuǎn)換交流電電路→并轉(zhuǎn)換交流電輸出供應(yīng)負(fù)載使用。如果微處理器控制電路監(jiān)測(cè)到UPS故障,此時(shí)UPS會(huì)由繼電器跳至旁路,由市電供應(yīng)負(fù)載電力,并發(fā)出聲響警告使用者。
工頻機(jī)
采用工頻變壓器做為整流器和逆變器部件的UPS俗稱(chēng)工頻機(jī)。
高頻機(jī)
利用高頻開(kāi)關(guān)技術(shù),以高頻開(kāi)關(guān)元件替代整流器和逆變器中笨重的工頻變壓器的UPS俗稱(chēng)高頻機(jī),高頻機(jī)體積小、效率高。
蓄電池/蓄電池組
UPS所使用的蓄電池通常是密閉鉛酸免維護(hù)蓄電池。這種蓄電池的物理化學(xué)特性使其在充放電過(guò)程中幾乎沒(méi)有水分的損失,不需補(bǔ)充加水,密閉結(jié)構(gòu)能夠任意放置,也沒(méi)有腐蝕氣體產(chǎn)生,免去維護(hù)的煩惱。標(biāo)準(zhǔn)的電池電壓有2V、4V、6V、12V,UPS最常用的是12V。一只蓄電池電壓不夠,就用多只串聯(lián)使用,形成蓄電池組。密閉鉛酸免維護(hù)蓄電池的壽命與如何使用及使用環(huán)境密切相關(guān),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)不能長(zhǎng)期存放不用,這樣蓄電池會(huì)失去活性,最終導(dǎo)致失效。
(2)蓄電池合適的環(huán)境溫度是25℃左右,高于40℃壽命會(huì)縮短,低于0℃則有效容量下降。
(3)深度放電以后要及時(shí)回充,經(jīng)常深度放電不利于蓄電池壽命。
(4)過(guò)放電(放電至低于蓄電池額定下限電壓)對(duì)蓄電池?fù)p害很大。
(5)充電器的可靠性及適用性對(duì)蓄電池的壽命至關(guān)重要。
蓄電池管理系統(tǒng)
其功能主要是要保護(hù)UPS蓄電池以及延長(zhǎng)其壽命的管理方式,達(dá)到最佳充電效果。蓄電池管理系統(tǒng)包含了軟件和硬件,包括蓄電池特性判定、充電模式的自動(dòng)選擇、自動(dòng)告警以及特殊蓄電池的充電等多項(xiàng)技術(shù)
