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UPS的分类及工作原理
UPS的工作原理是利用电池的化学能作为后备能,当交流电出现故障中断时,UPS可不间断的为设备提供电能,一般由整流器、逆变器、静态开关、蓄电池等组成。
UPS的分类
按工作原理分为:离线式、在线式。
按供电方式分为:单相输入单相输出、三相输入单相输出、三相输入三相输出。
按功率分为:10kva一下的小型机、10kva-100kva的中型机、100kva以上的大型机。
按输出波形分为:方波、梯形波、正弦波。
后备式和在线式UPS工作原理
1)后备式UPS(离线式UPS)
在市电正常时由市电直接向设备供电,当市电断开时由蓄电池逆变供电。
其特点是:结构简单,体积小,成本低,但输入电压范围窄,有切换时间,不适用于对电源质量要求高的设备,通常用于个人计算机。
2)在线互动式UPS
在市电正常时,由市电经整流器供直流电给逆变器工作,由逆变器直接向设备提供交流电,同时充电器给蓄电池充电,保持蓄电池满容量。逆变器始终处于工作状态,保证不间断输出,不存在切换时间。适用于对电力质量要求高的设备。
工作过程
当市电正常为380/220VAC时,直流主回路有直流电压,供给DC-AC交流逆变器,输
不间断电源工作原理框图1-2
出稳定的220V或380V交流电压,同时市电经整流后对电池充电。当任何时候市电欠压或突然掉电,则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路馈送电能。从电网供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时,不间断电源发出声光报警,并在电池放电下限点停止逆变器工作,长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能,当发生**载(150%负载)时,跳到旁路状态,并在负载正常时自动返回。当发生严重**载(**过200%额定负载)时,不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态,此时**输入空气开关也可能跳闸。消除故障后,只要合上开关,重新开机即开始恢复工作。
低噪音采用的控制技术和制造工艺,大大提升产品的功率密度,减小产品占地面积,在今日**的办公空间里,为您节省宝贵空间。同时机器运行时噪音低,维护您安静的工作环境。
智能管理智能电池管理:采用的智能化充电控制方式,根据电池类型和电池的使用状态来选择较好的充电方式,使电池的使用寿命得以延长,并定期自动对电池做充放电管理。并且可以根据需要自由选择电池电压(192V或是240V)。用户可根据需要查询和设定相应的UPS控制参数,实现UPS的智能管理。自动识别并适应50/60Hz电源系统,满足不同电源系统的要求。
完善的故障保护和告警功能:提供输入、输出过压或欠压,电池过充或低压,过载,短路等完备的故障保护和明晰的报警、故障警示功能。
高可靠性采用的DSP数字化控制技术,产品性能较优异、品质较稳定可靠。带载和过载能力强,负载兼容性好,可以适用各种不同类型的负载。强大的抗干扰能力,符合IEC61000-4对于抗电磁干扰的严格要求,给您的设备提供干净的电力环境。
丰富的通讯和提供RS232通讯接口,可用于本地或远程电源管理。提供智能插槽(Intelligent Slot),用户可根据需要加载山特公司的WebPower卡(SNMP卡)、CMC卡、AS400卡(干接点卡)来实现远程管理和功能。技术参数表型号C6K(标准机)C6KS(长效机)C10K(标准机)C10KS(长效机)额定容量6KVA 10KVA输入输入配线单相二线+地线电压范围120~275V频率范围46~64Hz 50/60HZ自适应输入功因>0.99输出电压范围220×(1±1%)VAC频率范围市电模式:(46~54)Hz/(56~64)Hz(与输入市电频率同步);电池模式:(50×(±0.1%)Hz/60(±0.1%)Hz电流峰值比3:1额定功率因数0.8**载能力Load<105%,长期运行;105%效率up to 90%电池电压16 pcs×12VDC外形尺寸(mm)WDH 248*500*616 240*500*460 248*500*616 240*500*460重量(KG)57 18 67.5 20
(1)率、高可靠性
由于IT 设备不断增多、用电量加剧、机房面积紧张、低耗节能需求等客观因素的存在,率、高可靠性的UPS 技术倍受关注。为提高UPS 运行效率,高性能电力电子器件不断被研发成功并投入实际应用,如IGBT、MOSFET、GTR、智能功率模块IPM、MOS 控制晶闸管MCT 等,变流技术也需要随着电力电子器件而较新。此外,业界正逐步推广UPS 内部多模块冗余并联运行、甚至多台UPS 组成的系统冗余运行技术,在并联运行中,当单一模块或单机发生故障时,其功能则自动转由冗余单元承担,大大提高了UPS 供电系统的可靠性。
(2)大功率化、模块化
由于IT 行业迅猛发展,数据中心的数据量也在以爆炸式的速度持续增长,随之而来功率消耗。UPS 一方面朝着较大功率的方向发展,另一方面为应对不间断电源容量分期扩充的需求,产品模块化已是不可阻挡的趋势。较个性化的用户需求、较庞大的数据中心规模及较高的维护成本使得UPS 已不再是单纯的不间断供电设备,针对不**业领域的电源供应与管理解决方案才将倍受市场青睐。
行业内针对模块化UPS 解决方案基本形成了两个方向:一是单机冗余化,即通过多模块冗余并联构成大功率单相或者三相UPS,其可用性指标得到了质的飞跃;二是全模块化结构,即一个模块是一整的UPS,通过冗余并联直接构成中等功率UPS,在兼顾可用性指标的同时还具有良好的性价比。
(3)高频化
相比传统的工频UPS,高频UPS 采用功率因数校正和高频软开关技术,省去了工频电能转换环节,因此运行效率较高、对电网的谐波污染及无功消耗较小,完**够满足国内外相关电力行业的标准要求。此外,高频电能变换装置在减小磁性部件体积和重量、降造成本、遏制运行噪音、节能环保等方面效果显著,因此越来越受到用户认可。
(4)数字化、智能化、网络化
数字化技术的优势在当今信息社会中愈加明显。在UPS 产品的研发和制造过程中采用全数字化技术可有效缩小产品体积、降低生产成本、提高产品的可靠性及针对用户需求的匹配性;而数字化控制技术则会在UPS 系统运行过程中准确及时地进行信号采样、处理、控制(包括电压电流环等)、通信等工作,并将各环节的控制参数优化统一后发送给UPS 综合控制单元,从而使UPS 系统的运行较具效率,实现较简单、较稳定的通信与均流,并获取优良的电磁兼容指标。智能化主要贯穿于UPS 系统的控制、检测与通信过程中,完全由计算机管理。计算机及其外设能自主应付一些可预见的问题,进行自动处理和调整,发出预警、告警信息等。通信设施所处环境日趋复杂,了维护难度,对电源设备的网络化管理提出了新的要求。网络化技术可通过对UPS 配置与计算机互连的软硬件接口,实现计算机网络系统及数据资料的双重保护、网络远程事件记录和监测控制、故障告警、参数自动测试分析等功能,使维护人员较为轻松、安全、地通过互联网进行数据查询、控制等维护工作。
(5)绿色、节能、环保
在世界能源格局变化加剧,**油价剧烈震荡,**能源供应紧张的形势下,节能环保已成为UPS 厂商进行产品技术创新的原则。对UPS 而言,输入功率因数的高低表明其吸收电网有功功率的能力及对电网影响的程度。降低电源的输入谐波,不但能改善UPS 对电网的负载特性,减少给电网带来的严重污染,也能降低对其他网络设备的谐波干扰。已有许多UPS 厂商推出的产品功率因数接近1,可大限度地减少无功功率的消耗。 [1]
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