武漢中電通電力設備有限公司
? ? ? ?UPS電源一般是由常用電源和備用電源通過轉換開關組合而成,它們之間由邏輯電路進行控制，以保證在電網正常或停電狀態下,整個系統都能可靠地工作。當市電正常時, UPS相當于一臺交流穩壓電源，它將市電穩壓后再供給計算機，與此同時,它還向UPS內蓄電池充電。當市電突然中斷時, UPS立刻轉為逆變工作狀態,小容量的UPS一般能持續供電5 ~ 20min ,所以能保證計算機系統的正常退出,使軟硬件不受損失。圖5-39為電源UPS原理圖。
? ? ? ?UPS的分類方法多種多樣,按功率大小可以分為大、中、小三種功率容量;按輸出波形可以分為方波、梯形波或者正弦波;按輸入輸出方式可以分為單相入單相出、三相入單相出或三相入三相出;按工作原理還可以分為動態UPS和靜態UPS兩大類。動態不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲的動能來維持負載電能供應的連續性的,這種不間斷電源具有笨重、噪聲大、效率低、切換時間長等缺點,已被靜態不間斷電源所取代。靜態UPS以蓄電池組為儲能工具,市電正常時交流市電經整流后變為直流電并將電能存儲在蓄電池組中, 當市電中斷時再由逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變為交流電來維持向負載供電。根據工作方式的不同, 靜態UPS又可分為后備式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS和Delta變換型UPS四種類型，下面分別加以介紹。
? ? ? ?①后備式UPS。后備式UPS主要由充電器、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調壓式穩壓電源四部分組成。后備式UPS的工作原理如圖5-40所示。后備式UPS具有電路簡單、成本低、可靠性高的優點,但是其輸出電壓穩定精度差,市電掉電時負載供電有一段時間的中斷。另外受切換電流和動作時間的限制,輸出功率-般較小,一般后備 式正弦波輸出UPS ,容量在2kV A以下,后備式方波輸出UPS容量在1kV.A以下。
? ? ? ?③Delta變換型UPS。Delta變換型UPS 又稱串并聯UPS ,它主要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構成,其原理框圖如圖5-42所示。
? ? ? ?Delta變換型UPS的優點是:? ? ? ?①負載電壓由主變換器的輸出電壓決定,輸出電能質量好;
? ? ? ?②主變換器和Delta變換器只對輸出電壓的差值進行調整和補償,它們承擔的最大功率僅為輸出功率的20% (相當于輸入市電電壓的變化范圍) , 所以整機效率高,功率余量大,系統抗過載能力強;
? ? ? ?③輸入功率因數高,可達99% ,輸入諧波電流小。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對復雜,可靠性差。
? ? ? ?在線式UPS一般由整流器、充電器、蓄電池組和逆變器等部分組成,其原理框圖如圖5-43所示。
? ? ? ?在線式UPS的特點是:
? ? ? ?①不論市電正常與否,負載都由逆變器供電，所以當市電發生故障的瞬間, UPS的輸出電壓不會產生任何間斷;
? ? ? ?②由于UPS逆變器采用高頻SPWM調制和輸出波形的反饋控制,可以向負載提供電壓穩定度高、波形畸變小、頻率穩定以及動態響應速度快的高質量的電能;
? ? ? ?③全部負載功率都由逆變器提供,輸出能力受限制;
? ? ? ?④整流器和逆變器都承擔全部負載功率，整機效率比較低。
? ? ? ?從以上分析可以看出,按技術性能優劣排序,其順序應為:在線式UPS> Delta變換型UPS >在線互動式UPS>后備式UPS。? ? ? ?理想的UPS需要具有以下特性:
? ? ? ?①輸入有很高的功率因數;
? ? ? ?②輸出電壓的諧波畸變率很低,特別是在非線性負載下的總諧波畸變率;
? ? ? ?③輸出電壓有很高穩定度,包括幅值和頻率的穩定;
? ? ? ?④系統的動態響應速度非常快;
? ? ? ?⑤系統有很強抗過載能力和抗負載沖擊能力,包括人為的自然災害;
? ? ? ?⑥系統有低的電磁干擾,低的維護費用,低成本，重量輕,體積小;
⑦可多機并聯運行以實現冗余式UPS供電系統。
