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UPS有三种类型,既被动后备式、在线互动式和双转换在线式,每种类型的UPS的工作原理是不一样的: 被动后备式就是在市电正常上利用市电直接给负载供电,同时一个充电器给电池进行充电以**电池处于满储能状态,在市电不正常时,启动逆变器利用电池贮存的电能继续给负载供电;这种类型的UPS一般为小功率的UPS,主要对象为PC机; 在线互动式也是在市电正常时利用市电对负载直接供电,但要对市电进行一定的处理,例如稳压、滤除一些扰等等,同时,利用一个双向的变换器对电池进行充电,以保持电池处于满充状态,在市电不正常时,双向变换器变成了逆变器,利用电池的电能继续给负载进行供电;这类UPS的功率也比较小,主要用在小型的计算中的服务器等; 双转换在线式UPS是先将市电变换成直流,一边给电池进行充电,一边供给下一级的逆变器,逆变器再将整流器或电池的直流变换成交流供给负载,这类UPS转换到电池供电的时间为0,且可以消除市电中的各种扰,主要用于大功率的UPS和非常重要的负载,市场上的3kVA以上的UPS基本上都是这种类型的UPS。
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。
保持适宜的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度,一般电池生产厂家要求的质量好佳环境温度是在20-25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高,但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定,环境温度一旦**过25℃,每升高10℃,电池的寿命就要缩短一半。达不到规定的环境要求,其寿命的长短就有很大的差异。另外,环境温度的提高,会导致电池内部化学活性增强,从而产生大量的热能,又会反过来促使周围环境温度升高,这种恶性循环,会加速缩短电池的寿命。
定期充电放电。UPS电源中的浮充电压和放电电压,在出厂时均已调试到额定值,而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的,使用中应合理调节负载,比如控制微机等电子设备的使用台数。一般情况下,负载不宜**过UPS额定负载的60%。在这个范围内,电池的放电电流就不会出现过度放电。UPS因长期与市电相连,在供电质量高、很少发生市电停电的使用环境中,蓄电池会长期处于浮充电状态,日久就会导致电池化学能与电能相互转化的活性降低,加速老化而缩短使用寿命。因此,一般每隔2-3个月应完全放电一次,放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后,按规定再充电8小时以上。
利用通讯功能。大多数大、中型UPS都具备与微机通讯和程序控制等可操作性能。在微机上安装相应的软件,通过串/并口连接UPS,运行该程序,就可以利用微机与UPS进行通讯。一般具有信息查询、参数设置、定时设定、自动关机和报警等功能。通过信息查询,可以获取市电输入电压、UPS输出电压、负载利用率、电池容量利用率、机内温度和市电频率等信息;通过参数设置,可以设定UPS基本特性、电池可维持时间和电池用完告警等。通过这些智能化的操作,大大方便了UPS电源及其蓄电池的使用管理。
及时更换废/坏电池。大中型UPS电源配备的蓄电池数量,从3只到80只不等,甚至更多。这些单个的电池通过电路连接构成电池组,以满足UPS直流供电的需要。在UPS连续不断的运行使用中,因性能和质量上的差别,个别电池性能下降、储电容量达不到要求而损坏是难免的。当电池组中某个/些电池出现损坏时,维护人员应当对每只电池进行检查测试,排除损坏的电池。更换新的电池时,应该力求购买同厂家同型号的电池,禁止防酸电池和密封电池、不同规格的电池混合使用。