【正文】 雖然電路的控制系UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 26 頁 共 32 頁 統(tǒng)比較復(fù)雜，但正因為有了這些復(fù)雜的控制關(guān)系，當(dāng) UPS 出現(xiàn)故障時用戶才能根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷出故障的大致范圍。有關(guān)整流器的直流輸出電源的過壓輸出（ Overvoltage），欠壓輸出 (Under Voltage)和溫升過高（ temperature）等 39 種信息；輸入斷路器 (CB1) 斷開 (Input Breaker (CBl) Opened )逆變器開機啟動命令 (Inverter Command on )逆變器的直流輔助電源故障（ Inverter logic power failure）逆變器輸出開關(guān)斷開（ Inverter cont (CB3) open）逆變器輸出頻率過高 (InverterOver frequency)有關(guān)各指示燈所代表的物理含義，請參看 7這樣，就可以獲得出現(xiàn)在這臺 UPS 上的當(dāng)前正在起作用的報警、提示或命令信息。 UPS充電全自動逆變電源的故障診斷及對策 再好的設(shè)備也有壽命，也會出現(xiàn)各類故障，但維護工作做得好時可以延長壽命，減少故障的發(fā)生。因此，這就要求選擇適當(dāng)?shù)臅r機。⑨按照正確的開機操作步驟，在重新開機啟動 UPS 后，把負(fù)載切換到 UPS 逆變器的供電通道上。檢查所有位于印刷電路板上的接插件是否接觸牢固可靠。④采用檢查在市電輸人接線端，電池組的輸人接線端和 UPS 的輸出接線端上是否還有電壓的辦法來再次確認(rèn) UPS 已被置于完全的斷電狀態(tài)之中 (對于配置有分離 旁路裝置的 UPS，還應(yīng)檢查交流旁路電源的輸人接線端 )。由于在執(zhí)行“年檢”操作時，可能會涉及到 UPS 機內(nèi)的高壓工作部件。①測量和記錄：蓄電池組的浮充電壓值。②檢查是否有明顯過熱的痕跡。 UPS 應(yīng)用中發(fā)生的問題在很大程度上都是蓄電池的問題，因此要正確使用蓄電池，并經(jīng)常對蓄電池進行維護，使其保UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 20 頁 共 32 頁 持良好的狀態(tài)，以保證 UPS 系統(tǒng)的使用安全。 ④在市電停電期間，若用戶使用小型柴油發(fā)電機供電，由于柴油發(fā)電機的 內(nèi)阻比市電電網(wǎng)內(nèi)阻大得多，可能導(dǎo)致后備式 UPS 的交流穩(wěn)壓線路的輸出電壓值有較大差異。在特殊情況下，在線式 UPS 可帶適當(dāng)?shù)碾姼行载?fù)載，但要適當(dāng)加大 UPS 的容量。 UPS 使用注意事項正確使用 UPS 不但可以減少 UPS 發(fā)生故障的機會，而且能夠有效地延長其使用壽命。 UPS 內(nèi)部的功率元件都有一定的額定工作電流，沖擊電流過大時，會使功率元件壽命縮短甚至燒毀。為防止寄生電容耦合干擾以及保護設(shè)備及人身安全， UPS 必須接地且接地電阻不可大于 1Ω。如市電電壓波動較大，應(yīng)在 UPS 前級增加其他保護措施 (如穩(wěn)壓器 等 )，可以將交流穩(wěn)壓器用作 UPS 的輸入級。所以應(yīng)采用空氣開關(guān)，這種開關(guān)不僅有消弧和負(fù)載短路時響應(yīng)速度快的功能，而且有漏電保護和過熱保護等功能。 從國產(chǎn) UPS 電源制造商的角度來看：實現(xiàn)全面兼容互 通 UPS 市場的 六個基本事實 ： UPS 以便提高供電系統(tǒng)的可用性的 觀念已被用戶接受 ，預(yù)示著 UPS 市 UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 16 頁 共 32 頁 場已趨于成熟； UPS 的電性能指標(biāo)基本上都能滿足對負(fù)載供電的要求 ,用戶開 始注意UPS 的系統(tǒng)配置功能 可用性、可維護性、可擴展性、冗余并機功能 ； 是整個 UPS 供電系統(tǒng)的主要矛盾； 用戶對 UPS 系統(tǒng)最大的不滿意度是什么 ？ UPS 產(chǎn)品僅僅是供電系統(tǒng)安全性的環(huán)節(jié)之一 ； ， 可用性是最根本的、最終的、對用戶最有價值的指標(biāo) 。盡管這一數(shù)字顯示出中國政府和企業(yè)在推動自主創(chuàng)新方面的努力，但迅速攀升的投入難以掩蓋中國科技自主創(chuàng)新能力仍然不足的現(xiàn)實。工業(yè)動力用不間斷電源是不間斷電源產(chǎn)品中的高端產(chǎn)品，涉及大功率（可能達到兆瓦級）能量變換的電力電子技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)、交流電源并聯(lián)冗余技術(shù)、有源諧波抑制技術(shù)、大功率產(chǎn)品制造技術(shù)等。并且在有條件的情況下，爭取出口，獲得國 際市場份額。 UPS 逆變電源發(fā)展?fàn)顩r 與歐洲、日本的比較 目前，跨國公司在國內(nèi)電源市場占有主導(dǎo)地位，如：艾默生 (Emerson)、 APC、梅蘭日蘭、伊頓愛克賽，新近 進入國內(nèi)市場的有：荷蘭海泰克、 ActivePower 公司、施恩禧電氣（ Samp。中國臺灣地區(qū)的電源生產(chǎn)廠商也在內(nèi)地設(shè)廠生產(chǎn)，如臺達公司在東莞、上海、天津都設(shè)立了工廠。 應(yīng) 結(jié)合產(chǎn)能市場機制再 根據(jù) 物價 部門 制定出相應(yīng)物價 規(guī)定，為 UPS 充電自動逆變電源 發(fā)展創(chuàng)造良好條件。 電壓波形下陷： 但電源電壓低于 8085%額定值且持續(xù)一個或多個周波稱為電壓波形下陷，通常是由大功率用電設(shè)備的啟很沖擊造成。電池的監(jiān)測及可以單塊檢測 ,也可以分組檢測 。 UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 9 頁 共 32 頁 UPS逆變電源蓄電池監(jiān)測管理 先進的電池管理系統(tǒng) ： UPS 在充電 過程中采用 自發(fā)的充電技術(shù) EBS智能電池管理系統(tǒng)對電池的充電電壓、電流進行優(yōu)化處理并且對電池的維護及管理進行全面的處理，提高了電池的使用壽命。在討論冗余供電之前，首先應(yīng)了解在線式 UPS 的四種工作狀 ： ? 市電正常 ： 在正常工作狀態(tài)下，由市電提供能量，整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，逆變器將經(jīng)整流后的直流電轉(zhuǎn)化為純凈的交流電并提供給負(fù)載，同時充電器對蓄電池組浮充電。在采用并聯(lián)供電的系統(tǒng)中，當(dāng)電壓處于正半周或負(fù)半周時，同時觸發(fā)處于正向陽極電壓的兩個晶閘管使之導(dǎo)通，由于UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 8 頁 共 32 頁 晶閘管電流為零時關(guān)斷使反向并聯(lián)的兩只晶閘管切換導(dǎo)通，使之并聯(lián)負(fù)載供電。 半周期內(nèi)矩形波所組成的波形與等效的正弦波示意圖 UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 7 頁 共 32 頁 （ 3）正弦脈寬調(diào)制（ SPWM）逆變器 ： 這種方法是通過頻率較 高的等幅三角波（載波）與可調(diào)幅度的 50Hz 的正弦波組合，產(chǎn)生與正弦波等效的而脈沖寬度不等的矩形波，稱為正弦調(diào)制。從而在變壓器初級和次級UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 6 頁 共 32 頁 分別產(chǎn)生交流電壓 u1 和 u2。大多數(shù)后備式 UPS 的輸出波形為方波。 P： UPS 的額定功率 ，單位為 VA 。由于受 UPS 體積和重量的限制，標(biāo)準(zhǔn)機局限于中、小功率的 UPS。 在線互動式 特點： 市電供電正常時，負(fù)載得到的是一路穩(wěn)壓精度很差的市電電源；市電不正常時，逆變器 /充電器模塊將從原 來的充電工作方式轉(zhuǎn)入逆變工作方式。 UPS 充電全自動逆變 不間斷電源是采用了電力電子領(lǐng)域的最新技術(shù)和控制領(lǐng)域的最新方法，將 UPS 的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)、運行可靠性和維護方法提高到新的層次。 UPS 充電全自動逆變電源 將確保輸 出以穩(wěn)定、純凈，不間斷的正弦波交流電壓，從而使微機系統(tǒng)正常工作 。 當(dāng)市電供電出現(xiàn)以下供電質(zhì)量問題時：（ 1）電涌。 3, purification, resolving power grid and power pollution 。此外可能產(chǎn)生的任何瞬態(tài)供電中斷應(yīng)控制在 5 ms 以內(nèi)。 畢業(yè) 設(shè)計（論文） （ 2020 屆） 中文題目 UPS充電全自動逆變電源設(shè)計 English topic name of Thesis ： UPS charging automatic design of Inverter Power Supply 學(xué)校 XX 學(xué)院 二級學(xué)院 機械工程學(xué)院 學(xué)生姓名 XX 專業(yè) 電子信息工程技術(shù) 層次年級 ?？?三年 學(xué)號 1001XXXX 指導(dǎo)教師 XX 職稱 高級實驗師 2020 年 12 月 12XX 學(xué)院機械工程學(xué)院 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 Ⅰ 頁共 35 頁 UPS 充電全自動逆變電源設(shè)計 摘 要 目前，人們逐漸意識到了 斷給電源造成各種經(jīng)濟損失。一般的微機和服 務(wù)器所允許的瞬態(tài)供電中斷時間在 8 至 10ms 的范圍。 4, management functions, solve AC power maintenance issues. According to China39。（ 2）高壓尖峰。 UPS充電全自動逆變電源的優(yōu)勢 UPS（ Uninterruptible Power System ）充電全自動逆變電源，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。領(lǐng)導(dǎo)了不間斷電源技術(shù)的新的發(fā)展方向。這時由蓄電池提供直流能量，經(jīng)逆變、正弦波脈寬調(diào)制向負(fù)載送出穩(wěn)定的正弦波交變電源。標(biāo)準(zhǔn)機一般是配置小容量的電池，所以后備時間不長。 PF： UPS 的功率因數(shù)。 五、從輸出容量分 微型（小于或等于 1KVA） 小型（大于 1KVA，小于或等于 5KVA） 中型（大于 5KVA，小于或等于 30KVA） 大型（大于 30KVA，小于或等于 100KVA） UPS電源的電路 結(jié)構(gòu)和工作原理 從主電路結(jié)構(gòu)和不間斷供電的運行機制來看，目前技術(shù)成熟并已形成產(chǎn)品的各種 UPS 主要有四大類：后備式 UPS、在線互動式 UPS、雙變換在線式 UPS 以及串并聯(lián)調(diào)整式 UPS(Delta變換器 )。經(jīng)過 L、 C 濾波電路的作用使負(fù)載取得正弦電壓。 正弦調(diào)制法與三角波的合成波 靜態(tài)開關(guān)和鎖相電路 1．靜態(tài)開關(guān) ： 為防止切換時間造成瞬間供電中斷并產(chǎn)生繼電器觸點拉弧打火等現(xiàn)象，在大功率 UPS 供電系統(tǒng)及切換過程中，采用靜態(tài)開關(guān)作為切換元件。 保證同步切換 的 方法 ： （ 1）直接檢測兩電源電壓的相位，以此作為切換時 的一 個控制信號。 ? 市電異常 ： 在市電斷電或者輸入市電的電壓或頻率超出允許范圍時，整流器自動關(guān)閉。提供全新的浮充充電技術(shù)與脈沖充電技術(shù)交互的充電方式，隨時活化電池系統(tǒng)，根據(jù)電池的使用環(huán)境溫度來自動轉(zhuǎn)換充電方式 (22℃ 25℃ 以下時采用浮充充電技術(shù) ,以上時采用脈沖充電技術(shù) )同時制動調(diào)整充電的電壓和電流。 UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 10 頁 共 32 頁 第 2 章 我國 UPS 充電全自動逆變電源的 問題 UPS逆變電源不能滿足用戶 的需要 無法 滿足用戶需求因素如下： (1) 當(dāng)前我國各種供電系統(tǒng)存在的普遍問題 機房建設(shè)不規(guī)范、設(shè)備和環(huán)節(jié)串聯(lián)、設(shè)備輸入輸出阻抗不匹配、系統(tǒng)中因配置了輸入諧波電流大和啟動沖擊電流大的設(shè)備、電力傳輸線與數(shù)據(jù)傳輸線過長和布局零亂、設(shè)備的供應(yīng)商過多、品牌雜亂。 高壓尖脈沖： 由閃電、電子開關(guān)、電焊設(shè)備、靜電放電等原因造成，高壓脈沖峰值電壓可高達 6000V，持續(xù)時間一般為 ～ 5 個周波。 UPS逆 變電源安全 問題 安全問題是制約 UPS 可充電逆變電源 發(fā)展的核心和關(guān)鍵問題。 UPS 逆變電源的 市場規(guī)模 UPS 充電自動逆變電源市場的行業(yè)需求特征很明顯，一直以來，由于數(shù)據(jù)中心和機房的建設(shè)， UPS 應(yīng)用主要在金融、電信、政府、制造四 大行業(yè)， 2020 年此四大行業(yè)的應(yīng)用比例達 73?2。C）。 UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 14 頁 共 32 頁 第 4 章 UPS 充電全自動逆變電源的發(fā) 展 UPS逆變電源的發(fā)展趨 勢 從全球著名的市調(diào)公司美國 Frost amp。顯然，一般的電源企業(yè)無 法進入該領(lǐng)域，只有已經(jīng)擁有大功率電力電子技術(shù)和系列產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)能力，并積累相應(yīng)工業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗的企業(yè)，才能做好工業(yè)動力不間斷電源系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、市場服務(wù)。基于不間斷電源高技術(shù)的特性以及對國家工業(yè)自 動化建設(shè)和國防安全的重要性，國家應(yīng)該加大對電力電子行業(yè)、 不間斷電源 等行 業(yè)的支持力度，促進我國電力電子行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。 (功率密度、重量密度、安裝要求、單電源設(shè)備與雙電源設(shè)備、交 流設(shè)備與直流設(shè)備 )， 可邊成長邊投資 。 UPS 電池組是高壓直流系統(tǒng)，其隔離開關(guān)必需采用滿足直流耐壓等級的直流空開，而不能簡單用高耐壓交流空開代替。 ④使用 UPS 時，應(yīng)務(wù)必遵守廠家產(chǎn)品說明書中的有關(guān)規(guī)定，保證所接的相線、零線及地線符合要求，用戶不得隨意改變其相互的順序。 的工作環(huán)境 UPS 主機對環(huán)境溫度要求不高，工作時環(huán)境溫度要求為 0℃～ 40℃，濕度為10%～ 90%。因此，開機時 先開 UPS 進線開關(guān)，稍后 (最好是滯后 1～ 2min ，讓 UPS 充分進入工作狀態(tài) )再開通負(fù)載的電源開關(guān)，而且負(fù)載的電源開關(guān)要一個一個地去開通，先開沖擊電流大的負(fù)載 (如顯示器、打印機等 )。 日常使用中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點： UPS 充電全自動可逆變電源設(shè)計 第 19 頁 共 32 頁 ①配備 UPS 的主要目的是防止由于突然停電而導(dǎo)致計算機丟失信息和破壞硬盤，但有些設(shè)備 (如打印機等 )工作時并不害怕突然停電。因此，對于那些帶電感性負(fù)載的用戶來說，應(yīng)注意調(diào)整其總的負(fù)載電抗，盡可能地滿足功率因數(shù)大于 的條件。遇到這種情況時，用戶應(yīng)重新調(diào)整 UPS 的交流穩(wěn)壓點。