一(yī)、大(dà)型UPS的基本介紹,什麽是UPS?
UPS(Uninterruptible Power System ),即不間斷電源,是一(yī)種含有儲能裝置,以逆變器爲主要組成部分(fēn)的恒壓恒頻(pín)的不間斷電源。主要用于給單台計算機、計算機網絡系統或其它電力電子設備,智能建築弱電系統,供配電系統,消防應急,醫院等提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時,UPS 将市電穩壓後供應給負載使用,此時的UPS就是一(yī)台交流市電穩壓器,同時它還向機内電池充電;當市電中(zhōng)斷(事故停電)時, UPS 立即将機内電池的電能,通過逆變轉換的方法向負載繼續供應220V交流電,使負載維持正常工(gōng)作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS 設備通常對電壓過大(dà)和電壓太低都提供保護。
二、大(dà)型UPS系統的組成
UPS電源主要可以由整流器、逆變器、旁路開(kāi)關、蓄電池等幾個主要的部分(fēn)組成。
1、整流充電器整流充電器可以把市電或油機的交流電能變爲直流電能,爲逆變器和蓄電池提供能量,其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸入指标。它主要有兩個作用,一(yī)是将交流電轉化爲直流電經過濾波處理後提供給負載設備或是逆變器,還有一(yī)個作用就是爲蓄電池起到一(yī)個充電電壓的作用,好比是一(yī)台充電器。
1.1)晶閘管整流器。晶閘管整流器輸出容量大(dà),可靠性高,工(gōng)作頻(pín)率低,濾波器體(tǐ)積大(dà),噪聲大(dà),适用于輸入電壓低、功率大(dà)的UPS電源
1.2)二極管與絕緣栅雙極晶體(tǐ)管(IGBT)組合型整流器。二極管+IGBT組合型整流器的工(gōng)作頻(pín)率高,具有功率因數校正功能,濾波器體(tǐ)積小(xiǎo),噪聲低,可靠性高,适用于中(zhōng)小(xiǎo)功率UPS電源。
2、逆變器逆變器主要由濾波電路、控制邏輯和逆變橋三部分(fēn)組成。逆變器用以把市電經整流後的直流電能或蓄電池的直流電能轉換爲電壓和頻(pín)率都比較穩定的交流電能,其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸出性能指标。IGBT逆變器工(gōng)作頻(pín)率高(20kHz),濾波器體(tǐ)積小(xiǎo),噪聲低,可靠性高。
3、旁路開(kāi)關旁路開(kāi)關是爲提高UPS不間斷電源系統工(gōng)作的可靠性而設置的,能承受負載的瞬時過載或短路。因UPS不間斷電源的逆變器采用電子器件,如IGBT管的過載能力僅爲125%,當UPS電源供電系統出現過載或短路故障時,UPS電源将自動切換到旁路,以保護UPS電源的逆變器不會因過載而損壞。UPS電源供電系統轉入旁路供電後,是由市電直接供給負載,因市電的系統容量大(dà)可提供足夠的時間,使過載或短路回路的斷路器跳閘,待系統切除過載或短路回路後,旁路開(kāi)關将自動轉換回由逆變器繼續向其他負載供電。
3.1)靜态旁路開(kāi)關。靜态開(kāi)關爲無觸點開(kāi)關,由晶閘管開(kāi)關器件構成。所謂電子式靜态轉換開(kāi)關,是将一(yī)對反向并聯的快速晶閘管連接起來作爲UPS不間斷電源在執行由市電旁路供電至逆變器供電切換操作時的元件,由于快速晶閘管的接通時間爲微秒級,同小(xiǎo)型繼電器毫秒級的轉換時間相比,它隻是小(xiǎo)型繼電器的千分(fēn)之一(yī)左右。因此,依靠這種先進技術,可以對負載實現轉換時間爲零的不間斷供電。正常工(gōng)作時,隻有逆變器供電回路或交流旁路電源回路之中(zhōng)的一(yī)路電源向負載供電。隻有當UPS電源需要執行由交流旁路電源供電至逆變器供電切換操作時,才會出現短暫的(約幾毫秒~幾十毫秒)兩路交流電源在時間上重疊向負載供電的情況。靜态開(kāi)關可以将轉換時間縮短到毫秒以下(xià),甚至100μs以内,但損耗較大(dà)。
3.2)動态旁路開(kāi)關。動态開(kāi)關爲有觸點開(kāi)關,由接觸器、斷路器構成,靠機械動作完成轉換,動态開(kāi)關轉換過程會有幾十毫秒的供電中(zhōng)斷,故不能應用于重要的負載場合,現代的UPS不間斷電源已很少采用。
4、蓄電池蓄電池主要是作爲UPS不間斷電源電源儲存電能的裝置,它由若幹個電池串聯而成,它容量的大(dà)小(xiǎo)決定了可應急用電時間的長短。其在市電正常時,由充電器爲其提供電能轉換爲化學能,在市電中(zhōng)斷時,其将化學能轉換爲電能爲逆變器提供電能。