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UPS交流稳压电源的主要类别及主要组成部分

从主电路结构和不间断供电的运行机制来看,目前技术成熟并已经形成产品的各种UPS交流稳压电源主要有四大类:后备式UPS交流稳压电源,在线互动式UPS交流稳压电源,双变换UPS交流稳压电源,以及双向变换串并联补偿在线式UPS交流稳压电源(Delta变换UPS交流稳压电源)。

   UPS交流稳压电源通常由输入整流滤波电路、功率因数校正电路、蓄电池组、充电电路、逆变电路、静态开关电路、控制检测见识及保护电路共7个部分组成。

1输入整流滤波电路

  UPS交流稳压电源中,常用的整流电路有单相不可控和可控整流电路、三相不可控和可控整流电路。滤波器可分为电容输入或电感输入两种。电容输入滤波器的输出电压较高,但要求变压器输出的峰值电流较大,且负载调整交叉。电感输入滤波器的输出特性较好,但需要较大的扼流圈且成本较高。目前UPS交流稳压电源中通常采用电容和电感组成的LC滤波器。

2功率因数校正电路

  UPS交流稳压电源中,交流市电经整流后都采用大容量电容器进行滤波,而且整流电路输出端还并联有蓄电池。在电容器或蓄电池充电期间将形成脉冲电流。该电流峰值很高,会产生高次谐波电流并导致功率因数下降,功率因数校正电路可使电网输入电流变为与输入电压同相位的正弦波。

3蓄电池组

  蓄电池组是UPS交流稳压电源的心脏。市电正常时,蓄电池充电,将电能转化为化学能,并储藏起来,市电中断时,UPS交流稳压电源蓄电池中电量维持逆变器工作。目前,中小型UPS交流稳压电源中广泛使用阀控铅酸蓄电池。在长延时(4h或8h)的UPS交流稳压电源中,蓄电池的成本甚至超过主机的成本。正确使用蓄电池组,对延长蓄电池的使用寿命只管重要。使用正确,阀控铅酸电池的寿命可达10年以上。

4充电电路

  UPS交流稳压电源供电系统中,一般充电电路都是独立工作的,也就是说,即使不使用逆变器,只要将交流电源接通,充电电路就开始工作,在充电过程中,首先采用恒流充电,当蓄电池的电压达到浮充电压后,再转为恒压充电,直到电池被充足。因此,充电电路一般有两个反馈回路,一个做电流反馈,一个做电压反馈。主电路一般采用开关型整流电路。为了缩短充电时间,各种快速充电电路在UPS交流稳压电源中也得到应用。

5逆变电路

  逆变器的作用是将市电整流后的直流电压或蓄电池电压变换成交流电压。在后备式UPS交流稳压电源中,逆变器输出电压波形一般为准方波;在在线式UPS交流稳压电源中,逆变器输出电压多为正弦波脉宽调制(SPWM)波形,该波形经LC滤波器滤波后,可得到标准正弦波。

6静态开关电路

  静态开关的作用是保护UPS交流稳压电源和负载,并实现市电旁路供电和逆变器供电的转换。UPS交流稳压电源过载时,为了保护逆变器,当市电正常时,UPS交流稳压电源通过静态开关将输出有逆变器转换到市电;当逆变器出现故障时,为了保证负载不断电,UPS交流稳压电源的输出也通过静态开关输出切换到市电。由于UPS交流稳压电源内部一般都有同步锁相电路,同时静态开关转换时间段,因此在转换过程中不会出现供电间断。小型UPS交流稳压电源一般采用快速继电器作为静态开关,大中型UPS交流稳压电源则采用反向并联的快速晶闸管作为静态开关。

7监控、检测、显示保护电路

      UPS交流稳压电源输出电压的精度、波形失真度以及工作可靠性均与控制电路密切相关。控制电路主要有SPWM产生电路,闭环调压电路、同步锁相电路等。为了式UPS交流稳压电源可靠工作,还应具有较完善的保护电路。一般的UPS交流稳压电源中都有电池电压过低自动保护电路、市电电压过高自动和UPS交流稳压电源延迟启动自动保护电路等。为了随时掌握和了解工作状态及其运行情况,UPS交流稳压电源中还设有监测电路、显示电路及报警电路。

UPS交流稳压电源的分类

1按照功率分类:<5KVA,5-20KVA,>20KVA

2按照输入输出电压分类:单相UPS交流稳压电源,三相UPS交流稳压电源

3按照安装方式分类:塔式,机架式。

4按照技术分类:后备,在线互动式,双变换在线式,Delta变换式。

5按照结构分:模块化UPS交流稳压电源,固定功率UPS交流稳压电源,类模块化UPS交流稳压电源

6固定功率在线式分类:工频机,IGBT整流器+传统逆变器(过渡技术),高频机

UPS交流稳压电源的主要类别及主要组成部分

按电路主结构分类

1后备式UPS交流稳压电源

2在线式UPS交流稳压电源

3串并联调整式UPS交流稳压电源

4在线互动式UPS交流稳压电源


按后备时间分类

1标准机

2长效机


按输入/输出方式分类

1单相输入/单相输出UPS交流稳压电源(小功率UPS交流稳压电源)

2三相输入/单相输出UPS交流稳压电源(中、大功率UPS交流稳压电源)

3三相输入/三相输出UPS交流稳压电源(中、大功率UPS交流稳压电源)

对于用户来说,采用三相供电时市电配电和负载配电比较容易,每一相都承载一部分负载电流。


按输出波形分类

1正弦波UPS交流稳压电源

2方波UPS交流稳压电源

不适合带感性负载,会使方波产生瞬态尖波,从而给UPS交流稳压电源和负载设备造成破坏,大多数后备式UPS交流稳压电源的输出波形为方波。


按输出容量分类

1微型UPS交流稳压电源(输出功率小于或等于1kVA)

2小型UPS交流稳压电源(输出功率大于1kVA而小于5kVA)

3中型UPS交流稳压电源(输出功率大于5kVA而小于或等于30kVA)

4大型UPS交流稳压电源(输出功率大于30kVA而小于或等于100kVA)。


技术成熟的UPS交流稳压电源按技术性能的优劣来排序

1双变换在线式UPS交流稳压电源

2串并联调整式UPS交流稳压电源(Delta变换器)

3在线互动式UPS交流稳压电源

4后备式正弦波UPS交流稳压电源

5后备式方波UPS交流稳压电源

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