不間斷電源基本介紹,什么是不間斷電源
UPS(Uninterruptible Power System ),即不間斷電源,是一種含有儲(chǔ)能裝置,以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí),UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用,此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器,同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電;當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí), UPS 立即將機(jī)內(nèi)電池的電能,通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電,使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。
不間斷電源工作原理
AC-DC變換:將電網(wǎng)來的交流電經(jīng)自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變?yōu)橹绷麟妷海┙o逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動(dòng)電路,可避免開機(jī)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
DC-AC逆變電路:采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路,具有很大的功率富余量,在輸出動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)輸出阻抗特別小,具有快速響應(yīng)特性。由于采用高頻調(diào)制限流技術(shù),及快速短路保護(hù)技術(shù),使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負(fù)載沖擊或短路,均可安全可靠地工作。
控制驅(qū)動(dòng):控制驅(qū)動(dòng)是完成整機(jī)功能控制的核心,它除了提供檢測(cè)、保護(hù)、同步以及各種開關(guān)和顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)外,還完成SPWM正弦脈寬調(diào)制的控制,由于采用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性。
不間斷電源的組成
UPS電源系統(tǒng)由4部分組成:整流、儲(chǔ)能、變換和開關(guān)控制。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器,本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當(dāng)外電發(fā)生變化時(shí)(該變化應(yīng)滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲(chǔ)能電池來完成,由于整流器對(duì)瞬時(shí)脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲(chǔ)能電池除可存儲(chǔ)直流直能的功能外,對(duì)整流器來說就象接了一只大容器電容器,其等效電容量的大小,與儲(chǔ)能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對(duì)脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱對(duì)干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成,頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護(hù),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)工作開關(guān),主機(jī)自檢 故障后的自動(dòng)旁路開關(guān),檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí),給負(fù)載供電如所示,而且,同時(shí)給儲(chǔ)能電池充電;當(dāng)突發(fā)停電時(shí),UPS電源開始工作,由儲(chǔ)能電池工給負(fù)載所需電源,維持正常的生產(chǎn)(如粗黑→所示);當(dāng)由于生產(chǎn)需要,負(fù)載嚴(yán)重過載時(shí),由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接給負(fù)載供電(如虛線所示)。
UPS電源系統(tǒng)主要分兩大部分,主機(jī)和儲(chǔ)能電池。額定輸出功率的大小取決于主機(jī)部分,并與負(fù)載屬那種性質(zhì)有關(guān),因?yàn)閁PS電源對(duì)不同性能的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力不同,通常負(fù)載功率應(yīng)滿足UPS電源70%的額定功率。儲(chǔ)能電池容量的選取當(dāng)負(fù)載功率確定后主要取決其后備時(shí)間的長短,這個(gè)時(shí)間因各企業(yè)情況不同而不同,主要由備用電源的接入時(shí)間來定,通常在幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)不等。萊鋼中小型棒材生產(chǎn)線因生產(chǎn)需要不允許斷電,因此,UPS電源系統(tǒng)在檢測(cè)到電網(wǎng)電壓中斷后,可自行啟動(dòng)供電,且隨著儲(chǔ)能電池慢慢放電,儲(chǔ)能電池的容量隨著時(shí)間會(huì)逐漸降低,考慮到壽命終止時(shí)儲(chǔ)能電池容量下降到50%并留有一定的余量,UPS電源系統(tǒng)的工作時(shí)間當(dāng)儲(chǔ)能電池滿容量時(shí)為2小時(shí),半容量為1小時(shí)。
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