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UPS的分類

來源:衢州賽瑞儀器儀表有限公司   2012年09月21日 11:14  

業(yè)內(nèi)的UPS電源產(chǎn)品類型逐漸增多。不同類型的UPS適合不同的用途,沒有一種類型的UPS適合所有的應(yīng)用領(lǐng)域。

  UPS類型

 

  后備式

 

  在線互動(dòng)式

 

  后備式-鐵磁共振

 

  雙轉(zhuǎn)換在線式

 

  Delta轉(zhuǎn)換在線式

 

  后備式UPS

 

  后備式UPS是用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的zui常見的類型。在圖1所示的結(jié)構(gòu)圖中,轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置為選擇濾波后的交流輸入作為主電源(實(shí)線路徑),一旦主電源出現(xiàn)故障,就會切換到電池/逆變器作為備用電源。一旦發(fā)生這種情況,轉(zhuǎn)換開關(guān)必須進(jìn)行操作,將負(fù)載切換到電池/逆變器備用電源上(虛線路徑)。逆變器只在電源出現(xiàn)故障時(shí)才啟動(dòng),因此稱作后備式。這種設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是效率高、尺寸小和成本低。如果采用適宜的濾波電路和浪涌保護(hù)電路,這些系統(tǒng)還可以提供適當(dāng)?shù)脑肼曔^濾和浪涌抑制功能。

 

  圖1–后備式UPS

 

  在線互動(dòng)式UPS

 

  在線互動(dòng)式UPS是用于小企業(yè)、、部門服務(wù)器的zui常見的設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)方案中,電池到交流電源的轉(zhuǎn)換器(逆變器)始終連接到UPS的輸出端。如果在輸入交流電源正常時(shí)反向操作逆變器,就會給電池充電。

 

  一旦輸入電源出現(xiàn)故障,轉(zhuǎn)換開關(guān)就會打開,并通過電池向UPS輸出端供電。與后備式UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比,由于逆變器始終打開且與輸出端保持連接,這種設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了濾波效果,并降低了轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過電壓。

 

  后備式-鐵磁共振UPS

 

  后備式-鐵磁共振UPS曾經(jīng)是功率范圍3-15kVA的應(yīng)用領(lǐng)域中使用zui廣泛的UPS類型。此設(shè)計(jì)依賴于一個(gè)特殊的飽和變壓器,該變壓器具有三個(gè)線圈(電源連接)。主電源路徑通過交流輸入電源、轉(zhuǎn)換開關(guān)和變壓器,zui后連接輸出端。當(dāng)電源出現(xiàn)故障時(shí),轉(zhuǎn)換開關(guān)將打開,逆變器將向輸出負(fù)載供電。

 

  在后備式-鐵磁共振設(shè)計(jì)方案中,逆變器處于后備式模式,當(dāng)輸入電源出現(xiàn)故障且轉(zhuǎn)換開關(guān)打開時(shí),逆變器才被激活。這種變壓器具有特殊的鐵磁共振功能,它能夠提供有限的電壓調(diào)節(jié)和輸出波形修整功能。鐵磁共振變壓器提供的對交流電源瞬態(tài)過電壓的保護(hù)與任何濾波器一樣,甚至更好。但鐵磁共振變壓器本身會產(chǎn)生嚴(yán)重的輸出電壓失真和瞬態(tài)過電壓,這可能造成比交流電源連接不當(dāng)更嚴(yán)重的后果。即使這種UPS被設(shè)計(jì)為后備式UPS,鐵磁共振變壓器也會由于其本身的低效率而產(chǎn)生大量的熱量。另外,這些變壓器比常規(guī)的隔離變壓器體積大,因此后備式-鐵磁共振UPS通常非常龐大和笨重。

 

  雙轉(zhuǎn)換在線式UPS

 

  這是10kVA以上功率范圍的電源zui常用的UPS類型,除了主電源路徑是逆變器(而非交流主電源)外,其余與后備式設(shè)計(jì)相同。

 

  在雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)中,輸入交流電發(fā)生故障并不會激活轉(zhuǎn)換開關(guān),因?yàn)檩斎虢涣麟娨恢痹诮o備用電池充電,而由備用電池向輸出逆變器供電。所以,在輸入交流電源出現(xiàn)故障時(shí),無需時(shí)間進(jìn)行在線運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

 

  在這一設(shè)計(jì)中,電池充電器和逆變器將轉(zhuǎn)換全部的負(fù)載功率,并由于產(chǎn)生了更多的熱量而導(dǎo)致效率降低。

 

  這種UPS提供了非常理想的供電輸出性能。這一設(shè)計(jì)的可靠性高于其他設(shè)計(jì),但功率部件的持續(xù)耗損降低了這種可靠性,而且在UPS的整個(gè)生命周期成本中,由于電源效率低下而消耗的電能占據(jù)了很大一部分。此外,大型電池充電器獲得的輸入電源通常是非線性的,可能對建筑供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾或?qū)е聜溆冒l(fā)電機(jī)發(fā)生故障。

 

  Delta轉(zhuǎn)換在線式UPS

 

  這是10年前引入的技術(shù),它克服了雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)的缺點(diǎn),適用于功率范圍5kVA到1.6MW的應(yīng)用領(lǐng)域。與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)相似,Delta轉(zhuǎn)換在線式UPS始終由逆變器提供負(fù)載電壓。然而,附加的Delta轉(zhuǎn)換器也向逆變器輸出供電。在交流電源出現(xiàn)故障或受到干擾的情況下,這種設(shè)計(jì)所表現(xiàn)出的行為與雙轉(zhuǎn)換在線式設(shè)計(jì)*相同。

 

  UPS電源類型總結(jié)

 

  下表介紹了不同UPS類型的特征。UPS的特性(如效率)是由您選擇的UPS類型決定的。由于技術(shù)應(yīng)用和生產(chǎn)質(zhì)量對于特性(如可靠性)的影響更大,因此,除了考慮設(shè)計(jì)特性之外,還必須對以下因素進(jìn)行評估。

 

  各種類型UPS的工業(yè)應(yīng)用

 

  隨著時(shí)間的推移,目前業(yè)內(nèi)的UPS產(chǎn)品逐漸包括上述各種類型的設(shè)計(jì)。不同UPS類型具有不同的特性,這使得它們能夠適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。APC產(chǎn)品系列反映了這種多樣性,如下表所示:

 

  不同類型的UPS適合不同的用途,沒有一種類型的UPS適合所有的應(yīng)用領(lǐng)域。本文的目的是比較目前市場上不同UPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。

 

  UPS電源設(shè)計(jì)方面的重大差異針對不同目標(biāo)提供了理論上和實(shí)際應(yīng)用方面的優(yōu)勢。然而,基本的設(shè)計(jì)實(shí)施質(zhì)量和制造質(zhì)量對于客戶在實(shí)際應(yīng)用中所獲得的zui終性能起著決定性作用。

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