后备式ups电源原理图

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上传日期: 2008-05-03

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标签:UPS(315)

常规的大容量UPS 均为在线运行方式,即在市电掉电或恢复时进行无间断(0 毫秒)切
换,以保证重要负荷的不间断供电,而常规的后备式UPS 往往容量在2kVA 以下。
事实上有很多场合并无必要安装在线式UPS,但其负载功率往往也较大,如在以下应用
场合:
 发电厂、变电站事故照明、润滑油泵、水泵供电;
 楼宇、小区消防、紧急照明;
 矿山、钢厂等应急用电;
……
在以上诸多场合,若采用在线式UPS,当然能满足要求,但一方面电源的“大材小用”,
造成不必要的投资;另一方面由于在线式UPS 的系统效率较低,从而造成电能的巨大损耗,
若采用大容量后备式UPS,可完全克服上述弊端。
1 大容量在线式与后备式UPS 原理
在线式UPS 原理如图1(a)所示,交流市电经过整流后一方面给蓄电池组充电,另一
方面给逆变器供电,一旦交流失电,整流器将停止工作,逆变器的输入将有蓄电池组供给;
后备式UPS 原理如图1(b)所示,交流市电正常情况下交流电力经过静态旁路开关给负载
供电,而逆变器则处于热备份状态,一旦市电电压异常,逆变器将自动投入运行,两组静态
开关互锁,保证交流市电和逆变输出电源之间不造成环流。

在供电要求不高的场合,采用大容量后备式UPS 有许多优势,主要有:
1) 大大降低电源成本,由于省略了与逆变器等同功率的整流器,因而电源成本可降低
1/3。
2) 系统效率大大提高,由于市电正常时,电源由交流旁路供电,只有浮充充电机很小
的耗电和静态开关产生的损耗,另外电源输入端由于无整流性负载,因此其功率因
数只与负载有关,当负载为阻性时,无须校正,功率因素为1。
3) 系统带载能力较强,旁路供电时逆变电源并不承担负载,而静态开关均采用大功率
晶闸管模块,其允许过载能力很强,可带动电动机等感性负载。
2 大容量后备式UPS 技术方案
大容量后备式UPS 虽然其原理于500VA 后备UPS 一样,但由于其输出功率较大,因此仍
有很多关键的技术问题,主要有:
 适合应用于电动机负载的大功率逆变技术;
 大容量后备式UPS 的
3 大功率逆变电源
将直流电力转换为交流电力,时相对成熟的技术,常规的UPS 内部都有逆变器部分,但
对于大容量后备式UPS 来说,由于其负载往往是电动机负载,冲击时间比较长,特别是大功
率风机,由于其惯性较大,起动时间有的达到10s 以上,由于电动机起动瞬间由5~7 倍冲
击电流,在电源与电动机容量接近的情况下,常规UPS 不能承受5~7 倍、并持续10s 以上
的过载,若仅仅将电源余量增加,必然造成投资增加,本文采用快速电流反馈控制技术,可
使逆变电源的容量与电动机容量相接近,从而大大降低电源成本。

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