UPS的市电一逆变切换时间特性(离线式UPS)
转换时间的定义是:从UPS电源内的转换控制电路发出信号,到逆变输出真正接到UPS电源负载的输入端的时间,称作转换时间,记作Ts,小型离线式(又称后备式)UPS电源一般采用快速继电器作切换元件,触点动作时间为2~4ms,为缩短转换时间Ts,在较一些的UPS电源中采用双向可控硅,或双向可硅与继电器触点并联的静态式开关( static switch)作切换元件,当然采用在线式UPS更是一种行之有效的方法。
恢复时间的定义是:从UPS电源切换到逆变供电开始,到UPS的逆变输出达到额定输出电压的90%所需要的时间,记作T,恢复时间存在的原因是:
1)负载的阻容特性,蓄电池、变压器、逆变元件的内阻等
2)逆变输出与市电相位不同步。
3)缓恢复电路。
为缩短T,应选用容量大、质量好、能瞬时放出大电流的蓄电池,减小滤波元件参数,选用能较好通过方波电压(对方波输出UPS而言)、内阻小的变压器,逆变元件选用开关速度快、饱和压降低的元件,对于*2点,在一些容量较大的UPS电源,采用了市电同步电路,对于*3)点,是UPS设计人员有意设计的电路,其作用是控制UPS逆变输出电压按示定的规律上升,防止过大的冲击电流烧坏UPS的逆变元件。
UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅SCR整流器,IGBT逆变器,旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。
高频机通常由IGBT高频整流器,电池变换器,逆变器和旁路组成,IGBT可以通过控制加在其门较的驱动来控制IGBT的开通与关断,IGBT整流器开关频率通常在几K到几十KHz,甚**达上百KHz,相对于50Hz工频, 称之为高频UPS。
随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世。中小功率段的UPS产品正逐步高频化,高频UPS有功率密度大、体积小、重量轻的特点。但在高频UPS功率段向*功率过渡推进的过程中。高频拓扑UPS在使用过程中暴露出一些固有缺点,并影响到UPS的安全使用和运行。
科华后备式又称为非在线式不间断电源(Off-Line UPS),它只是“备援”性质的UPS,市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal Mode),一旦市电供电品质不稳或停电了,市电的回路会自动切断,电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery Mode),直到市电恢复正常,“UPS只有在市电停电了才会介入供电”,不过从直流电转换的交流电是方波,只限于供电给电容型负载,如电脑和监视器。
使用技巧
不间断电源-如何延长UPS的供电时间?
延长不间断电源系统的供电时间有两种方法:
1.外接大容量电池组:可根据所需供电时间外接相应容量的电池组,但须注意此种方造成电池组充电时间的相对增加,另外也会增加占地面积与维护成本,故需认真评估。
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2.选购容量较大的不间断电源系统:此方法不仅可减少维护成本,若遇到负载设备扩充,较大容量的不断电系统仍可立即运作。
UPS电源系统开、关机
好次开机
(1)按以下顺序合闸:储能电池开关→自动旁路开关→输出开关依次置于“ON"。
(2)按UPS启动面板“开”键,UPS电源系统将徐徐启动,“逆变”指示灯亮,延时1分钟后,“旁路”灯熄灭,UPS转为逆变供电,完成开机。
经空载运行约10分钟后,按照负载功率由大到小的开机顺序启动负载。
日常开机
只需按UPS面板“开”键,约20分钟后,即可开启电脑或其它仪器使用。通常等UPS启动进入稳定工作后,方可打开负载设备电源开关(注:手动维护开关在UPS正常运行时,呈“OFF"状态)。
关机
先将电脑或其它仪器关闭,让UPS空载运行10分钟,待机内热量排出后,再按面板“关”键。
使用维护
市电正常供电时,首先将市电交流电源经整流变成直流电源,然后进行脉宽调制、滤波,再将直流电经逆变器重新转换成正弦波交流电源向负载供电。一旦市电中断,立即改由蓄电池提供的直流电经逆变器向负载提供正弦波交流电源。因此,对在线式 UPS 电源而言,正常情况下,无论有无市电,都是由 UPS 电源的逆变器对负载供电,这样就避免了所有由市电电网电压动摇及干扰而带来的影响。显而易见,在线式 UPS 电源的供电质量明显优于后备式UPS电源。因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电,而且在由市电供电转换到蓄电池供电时,其转换时间为零。真正给用户提供优质的稳压、稳频的纯真正弦波电源,从而提供符合网络系统需要的电源维护。
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 系统的运行更具效率,实现更简单、更稳定的通信与均流,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,增大了维护难度,对电源设备的网络化监控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,使维护人员更为轻松、安全、高效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,国际油价剧烈震荡,**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指导原则。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。