ups常見結(jié)構(gòu)和工作原理.ppt

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1、不間斷UPS電源交流不間斷電源設(shè)備有逆變器和UPS兩種，小容量設(shè)備可采用逆變器或UPS，大容量設(shè)備一般都采用UPS。UPS是英文UninterruptiblePowerSystem的縮寫，即不間斷電源系統(tǒng)，但人們一般習(xí)慣將其簡稱為UPS電源。UPS電源不僅能提供不間斷的交流電源，還具備對交流市電電源進(jìn)行凈化的功能。UPS電源廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)機(jī)房、數(shù)據(jù)（網(wǎng)管）中心等場所。在電信網(wǎng)絡(luò)中，UPS電源設(shè)備主要用于為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能網(wǎng)設(shè)備、支撐系統(tǒng)、增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)等供電。第一節(jié)UPS的分類8.1UPS的分

2、類對UPS的常見分類如下：按輸出波形分為：方波（準(zhǔn)正弦波）、階梯波和正弦波。按輸出電壓的相數(shù)可分為：單相和三相。按輸入輸出的方式可分為：單進(jìn)單出、三進(jìn)單出、三進(jìn)三出。按不停電供電方式可分為：后備式、在線式和在線互動式。第一節(jié)UPS的分類8.1UPS的分類對UPS的常見分類如下：按輸出波形分為：方波（準(zhǔn)正弦波）、階梯波和正弦波。按輸出電壓的相數(shù)可分為：單相和三相。按輸入輸出的方式可分為：單進(jìn)單出、三進(jìn)單出、三進(jìn)三出。按不停電供電方式可分為：后備式、在線式和在線互動式。第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)當(dāng)前市場上

3、普遍應(yīng)用的主流產(chǎn)品是靜止變換型UPS，包括后備式，在線互動式和在線式。這里僅就這兩種電路形式的UPS的電路結(jié)構(gòu)、功能部件和性能特點(diǎn)進(jìn)行扼要說明和比較。8.2.1后備式后備式是相對在線式而言，區(qū)分方法是看逆變器是否工作。當(dāng)交流輸入電源正常時，UPS只是將輸入電源過濾后輸出，同時通過充電器為電池充電；交流輸入電源中斷后，UPS切換為電池和逆變器電路供電。逆變器只有在交流輸入電源中斷后才開始工作。后備式電路結(jié)構(gòu)如圖所示。后備式是靜止式UPS的最初形式，應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，一般只用于小功率供電的范圍。第二節(jié)常用U

4、PS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)后備式電路結(jié)構(gòu)框圖第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)（1）功能部件①充電器：市電正常時，對蓄電池充電并浮充，如果是長延時UPS，就要求它有較強(qiáng)的充電能力，或者外加相應(yīng)容量的附加充電器。②DC-AC逆變器：市電正常時，逆變器不工作；市電掉電時，由它將直流電壓（電池供給）變成符合負(fù)載要求的交流電壓，電壓波形有方波、準(zhǔn)方波、正弦波三種形式。③輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)：市電正常時，接通輸入電源向負(fù)載供電；市電掉電時，斷開電網(wǎng)，接通逆變器，繼續(xù)向負(fù)載供電。（2）性能特點(diǎn)①當(dāng)市電正常時，效率高，可達(dá)98％以上。②當(dāng)

5、市電正常時，輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負(fù)載電流，UPS本身不產(chǎn)生附加輸入功率因數(shù)和諧波電流失真。③當(dāng)市電正常時，輸出能力強(qiáng)，對負(fù)載電流波峰系數(shù)、浪涌電流系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等都沒有嚴(yán)格的限制。④當(dāng)市電正常時，輸出電壓精度和穩(wěn)定度差，但能滿足一般負(fù)載的供電要求。⑤市電掉電時，輸出有轉(zhuǎn)換時間，一般可做到4-10ms左右。⑥當(dāng)市電正常時，整機(jī)要靠附加濾波電路提高UPS雙向抗干擾功能。⑦電路簡單、成本低、可靠性高。⑧輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)受切換電流能力和動作時間的限制，UPS輸出功率做大有一定困難，一般多在2kV

6、A以下。第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)8.2.2．傳統(tǒng)雙變換在線式目前，大功率UPS仍多采用傳統(tǒng)雙變換在線式電路結(jié)構(gòu)，它屬于串聯(lián)功率調(diào)整傳輸方式。圖6.2是傳統(tǒng)雙變換在線式UPS的電路結(jié)構(gòu)框圖。它是在線式UPS的最初形式，因此稱之為傳統(tǒng)在線式。它的基本設(shè)計(jì)思想是，市電存在時，將市電交流電通過整流濾波電路變換為直流電，然后再將直流電通過DC/AC逆變器變換成純凈穩(wěn)定的正弦波電壓向負(fù)載供電。后備電池接在直流母線上，市電掉電后，由電池逆變后給負(fù)載繼續(xù)供電。下面，具體介紹其功能和特點(diǎn)。第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特

7、點(diǎn)傳統(tǒng)雙變換在線式UPS的電路結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)（1）功能部件①整流器：當(dāng)市電存在時，實(shí)現(xiàn)AC/DC的轉(zhuǎn)換功能，一方面向DC/AC逆變器提供能量，同時還向蓄電池充電。由于整流電路把市電輸入電流變成脈沖波，輸入電流諧波成分大，造成輸入功率因數(shù)低，因此需要附加奇次諧波濾波器。在三相電路中，可增加一個輸入隔離變壓器，變壓器的次級有兩個匝數(shù)相同的繞組，一個采用三角形接法，另一個采用星型接法，將這兩組分別整流，再配以相應(yīng)的濾波器，就構(gòu)成了12脈沖整流。為了進(jìn)一步提高輸入功率因數(shù)，減小對電網(wǎng)的污染，

8、當(dāng)前在中小功率的傳統(tǒng)雙變換UPS中，開始使用高頻整流（PFC）電路，可將輸入功率因數(shù)提高到0.99。第二節(jié)常用UPS結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)②逆變器：完成DC/AC的轉(zhuǎn)換功能，向輸出端提供高質(zhì)量電源，無論由市電供電或轉(zhuǎn)由電池供電，逆變器都在線工作。在市電逆變和電池逆變這兩種工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換時，輸出電壓切換時間為零。在小功率單相雙變換UPS中，由于電池電壓低，逆變器輸出需要采用隔離變壓器，把電壓提升到負(fù)載所需要的額定電壓220V。在三相大