不間斷電源ups技術基礎(編輯修改稿)
2025-02-13 10:54 本頁面
【文章內容簡介】 列出的表中獲得，這可節(jié)省大量的內存空間。 二、單相全橋式逆變器 ? 單相正弦波逆變器電路如圖所示。功率開關管 VT1~VT4構成全橋電路的兩個橋臂，輸出電感 L與電容 C組成高頻濾波器。全橋逆變器的直流供電來自前級 DC/DC高頻變換器。 EVT 1 VT 2VT 4 VT 3D 1 D 2D3D 4CC 0LI 01I 02AC輸 出三、三相逆變器 ? 三相逆變器電路原理如圖（ a）所示。從原理圖中可以看出其三相輸出的任意一相與中性線 N的工作方式與半橋式變換電路基本相同。輸出三相電壓之間的相位差是通過三相逆變器每個橋臂上功率開關管導通的時間差來決定的。其三相輸出電壓波形如圖（ b）所示。 E 1VT 1 VT 3VT 2 VT 4D 1 D 3D 4D 2VT 5VT 6E 2D 5D 6L 0L 0L 0C C CL 1L 2L 3N（ a） 三相逆變器原理電路 （ b） 三相輸出電壓波形與相位 （ c） 半橋單相逆變器工作原理 四、不間斷電源系統(tǒng) ? UPS通常包括幾部分：輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、蓄電池組、逆變電路、控制電路、靜態(tài)開關電路、充電電路、監(jiān)測顯示及保護電路等。 ? 輸入整流濾波電路 ? UPS中，常用的整流電路有單相不可控和可控整流電路、三相不可控和可控整流電路。濾波器可分為電容輸入或電感輸入兩種。電容輸入濾波器輸出電壓較高，但要求變壓器輸出的峰值電流較大，且負載調整率較差。電感輸入濾波器輸出特性較好，但需要較大的扼流圈且成本較高。目前 UPS中通常采用電容和電感組成的 LC濾波器。 ? 功率因數(shù)校正電路 ? UPS中，交流市電經(jīng)整流后都采用大電容進行濾波而且整流電路輸出端還可能并聯(lián)有蓄電池。在電容器或蓄電池充電期間將形成脈沖電流。該電流將產生高次諧波電流并導致功能因數(shù)下降。功率因數(shù)校正電路可使電網(wǎng)輸入電流變?yōu)橄螺斎腚妷和辔坏恼也ā? ? 蓄電池組 ? 蓄電池組是 UPS的心臟。市電正常時，蓄電池充電，將電能轉化為化學能并貯存起來。市電中斷時， UPS蓄電池中的電量維持逆變器工作。目前中小型 UPS中廣泛使用閥控鉛蓄電池。長延時（ 4h或 8h） UPS中，蓄電池的成本甚至超過主機的成本，正確使用維爐蓄電池組，對延長蓄電池使用壽命關系極大，使用正確，閥控鉛蓄電池的壽命可達 10年以上。 ? 控制電路 ? UPS輸出電壓的精度、波形失真度以及工作可靠性均與控制電路密切相關?？刂齐娐分饕?SPWM（ PWM）產生電路、閉環(huán)調壓電路、同步鎖相電路等。 ? 充電電路 ? UPS中，一般充電電路都是獨立工作的，也就是說，即使不用逆變器，只要將交流電源接通，充電電路就開始工作。充電過程中，首先采用恒流充電，當蓄電池的電壓達到浮充電壓后，即轉為恒壓充電，直到電池被充足，因此，充電電路一般有兩個反饋同路，一個作電流反饋，另一個作電壓反饋。主電路一般采用開關型整流電路，為了縮短充電時間，各種快速充電電路在 UPS中也得到了應用。 ? 逆變電路 ? 逆變器的作用是將市電整流后的直流電或蓄電池電壓變換成交流電壓。在后備式 UPS中，逆變器輸出電壓波形一般為準方波，在在線式 UPS中，逆變器輸出電壓波形多為正弦脈寬調制波（ SPWM），該波形經(jīng) LC低通濾波器濾波后，可得到標準正弦波。 ? 靜態(tài)開關電路 ? 靜態(tài)開關的作用是保護 UPS和負載，并實現(xiàn)市電旁路供電和逆變器供電的轉換。 UPS過載時，為了保護逆變器，當市電正常時， UPS通過靜態(tài)開關將輸出由逆變器轉換到市電；逆變器出現(xiàn)故障時，為了保證負載不斷電， UPS的輸出也通過靜態(tài)開關切換到市電。由于 UPS內部一般都有同步鎖相電路，同時靜態(tài)開關轉換時間較短，因此在轉換過程中不會出現(xiàn)供電間斷。小型 UPS一般采用快速繼電器作為靜態(tài)開關，大中型 UPS則采用反向并聯(lián)的快速晶閘管作靜態(tài)開關。 ? 監(jiān)測、顯示及保護電路 ? 為了使 UPS可靠工作，還應具有較完善的保護電路，一般的UPS中都有如下保護電路：電池電壓過低自動保護電路；逆變器輸出過載或短路自動保護電路；逆變器過壓自動保護電路；市電電壓過高自動保護電路； UPS延遲啟動自動保護電路等。為了隨時掌握和了解工作狀態(tài)和運行情況， UPS中還設有監(jiān)測電路、顯示電路及報警電路。 五、靜態(tài)開關 ? 無論是后備式結構還是在線式結構的 UPS， 都配置有市電直接供電的開關，即靜態(tài)開關。 ? 市電靜態(tài)開關在后備式 UPS 中的作用是：當市電正常時，該開關接通并同時斷開逆變器的輸出開關，當市電異常時，該開關將市電與輸出斷開并將該逆變器的輸出接通到輸出端。 ? 市電靜態(tài)開關在在線式 UPS中的作用是：逆變器輸出正常時，該開關斷開市電并接通逆變器輸出開關，當逆變器輸出異常時或實行應急人工檢修時，該開關接通市電開關并斷開逆變器輸出開關。 ? 當兩臺或兩臺以上的 UPS電源以并聯(lián)輸出方式為負載設備供電時，同樣是通過各自輸出端的靜態(tài)開關為負載供電。如并聯(lián)供電中的某臺UPS發(fā)生故障時其輸出端的靜態(tài)開關將斷開，以避免影響其他 UPS和負載設備的正常下作。 ? 靜態(tài)開關的質量、切換性能的優(yōu)劣以及在 UPS電源整機中的工作環(huán)境（主要指散熱）是否能滿足其要求，將直接影響 UPS的可靠性。所以靜態(tài)開關是 UPS電源中的重要部件。 ? 以上的靜態(tài)開關轉換在線路的轉接關系上是完全正確的，但在轉換的瞬間存在兩方面的問題：其一是轉換瞬間市電供電和逆變器供電可能產生間斷；其二是轉換瞬間市電和逆變器輸出的波形不一致而導致環(huán)流的出現(xiàn)，環(huán)流過大可能使轉換開關損壞，嚴重時危及逆變器。 靜態(tài)開關的種類 （ 1） 機械式轉換開關 機械式轉換開關的執(zhí)行元件多為繼電器或接觸器等電磁元件 ， 其特點是控制線路簡單 、 故障率低 ， 但切換時間長 、開關壽命較短 。
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