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UPS電源主機工作原理,UPS電源主機組成

來源:存能電氣  日期:2019-07-01 10:59  瀏覽量:

  UPS電源主機工作原理,UPS電源主機組成。一般企業級的UPS電源由主機和電池組兩部分組成,電池容量越大提供的后備電源時間越長。雖說各企業配置的UPS供電系統設備型號及系統容量有所不同,但其原理和主要功能基本相同。為了方便UPS電源系統的日常操作與維護,設計了系統工作開關,主機自檢故障后的自動旁路開關,檢修旁路開關等開關控制。

  UPS電源主機工作原理

  UPS電源系統由4部分組成:整流、儲能、變換和開關控制。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關整流器,本身具有可根據外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當外電發生變化時(該變化應滿足系統要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。

  UPS電源系統主要分兩大部分,主機和儲能電池。其工作原理如下:

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  1.AC-DC變換:將電網來的交流電經自耦變壓器降壓、全波整流、濾波變為直流電壓,供給逆變電路。AC-DC輸入有軟啟動電路,可避免開機時對電網的沖擊。

  2.DC-AC逆變電路:采用大功率IGBT模塊全橋逆變電路,具有很大的功率富余量,在輸出動態范圍內輸出阻抗特別小,具有快速響應特性。由于采用高頻調制限流技術,及快速短路保護技術,使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路,均可安全可靠地工作。

  3.控制驅動:控制驅動是完成整機功能控制的核心,它除了提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號外,還完成SPWM正弦脈寬調制的控制,由于采用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性。

  UPS電源主機組成部分

  UPS主機通常由輸入整流濾波電路、功率因數校正電路、蓄電池組、充電電路、逆變電路、靜態開關電路、控制檢測見識及保護電路共7個部分組成。

  1、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。電容輸入濾波器的輸出電壓較高,但要求變壓器輸出的縫制電流較大。電感輸入濾波器的輸出特定較好,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。

  2、監控、檢測、顯示保護電路

  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蠸PWM產生電路,閉環調壓電路、同步鎖相電路等。為了UPS電源主機可靠工作,還應具有較完善的保護電路。一般的UPS中都有電池電壓過低自動保護電路、市電電壓過高自動和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及其運行情況,UPS中還設有監測電路、顯示電路及報警電路。

  3、功率因數校正電路

  UPS電源中,交流市電經整流后都采用大容量電容器進行濾波,而且整流電路輸出端還并聯有蓄電池。在電容器或蓄電池充電期間將形成脈沖電流。該電流峰值很高,會產生高次諧波電流并導致功率因數下降,功率因數校正電路可使電網輸入電流變為與輸入電壓同相位的正弦波。

  4、逆變電路

  逆變器的作用是將市電整流后的直流電壓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,逆變器輸出電壓多為正弦波脈寬調制(SPWM)波形,該波形經LC濾波器濾波后,可得到標準正弦波。

  5、靜態開關電路

  靜態開關的作用是保護UPS和負載,并實現市電旁路供電和逆變器供電的轉換。UPS過載是,為了保護逆變器,當市電正常時,UPS通過靜態開關將輸出有逆變器轉換到市電;當逆變器出現故障時,為了保證負載不斷電,UPS的輸出也通過靜態開關輸出切換到市電。

  6、蓄電池組

  蓄電池組是UPS電源主機的心臟。市電正常時,蓄電池充電,將電能轉化為化學能,并儲藏起來,市電中斷時,UPS蓄電池中電量維持逆變器工作。目前,中小型UPS中廣泛使用閥控鉛酸蓄電池。在長延時的UPS中,蓄電池的成本甚至超過主機的成本。正確使用蓄電池組,對延長蓄電池的使用壽命只管重要。使用正確,閥控鉛酸電池的壽命可達10年以上。

  7、充電電路

  UPS電源中,一般充電電路都是獨立工作的,也就是說,即使不使用逆變器,只要將交流電源接通,充電電路就開始工作,在充電過程中,首先采用恒流充電,當蓄電池的電壓達到浮充電壓后,再轉為恒壓充電,直到電池被充足。因此,充電電路一般有兩個反饋回路,一個做電流反饋,一個做電壓反饋。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中也得到應用。

  以上就是UPS電源主機工作原理和UPS電源主機組成部分,正確的知道UPS電源的原理,能夠協助咱們在日常維護UPS電源的作業進程中,更有效地下降操作失誤,延伸UPS電源主機的運用壽命。

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