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UPS的构成原理 UPS是不间断电源(uninterruptible power system)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。UPS顾名思义，它就是一台这样的机器，它在市电停止供应的时候，能保持一段供电时间，使人们有时间存盘，再从容地关闭机器。 随着计算机的普及和网络技术的飞速发展， 安全可靠的电源已是电子设计和管理人员、 计算机爱好者和高精密仪器使用者不得不认真面对的重要问题， 为了保证优质供电及避免因市电中断而造成损失， 不间断电源系统(UPS)应运而生。 UPS是一种含有储能装置， 以逆变为主要组成部分的恒压恒频电源设备。 现以新加坡PTE公司生产的SAFTNIFT电源系统UPS901220105为例， 介绍它的配置、原理及相关维护。 UPS系统配置 传统UPS由以下主要部分组成。1)整流器/充电器 ： 向逆变器提供稳定直流电压， 同时使辅助型蓄电池充电。 2)逆变器 ： 把来自整流器和蓄电池的直流电转换成交流电，提供一种高度稳定和洁净的电源。3)蓄电池 ： 储存电能， 向逆变器供电。4)静态开关 ： 逆变器或蓄电池出现故障时， 使负载从逆变器切换到旁路电源电力线。整流器/充电器 三相电源经输入波动抑制器由空气开关连接到输入的隔离变压器上， 进而使整流器产生适用于使蓄电池充电的直流电压， 同时， 向逆变器供电。 该整流器/充电器是一个全自动(6脉冲或12脉冲， 即单宽脉冲或双窄脉冲)晶闸管三相全控桥电路。 直流输出电压通过一个直流轭流圈被平滑， 从而能够在蓄电池未连接的情况下运行UPS。 直流电压通过接口插件由充电器控制单元检测， 通过改变晶闸管的导通角将直流电压维持在规定的容限内。逆变器 逆变器用于将直流电转换成所需电压和频率的交流电。该逆变器应用的技术是带有晶体管电源开关的正弦波脉冲宽度调节技术(SPWM)， 采用晶体管全桥逆变， 其电路具有以下特点 ： 具有线性控制回路的PWM ； 可与高波峰因数负载相容 ； 高/低压断开和自动重新启动 ； 快速动态响应 ； 防止短路 ； 效率高。 由于其电路具有复杂的PWM的控制回路， 使其输出波形好， 谐波少， 功率因数高。 当蓄电池电压 “低” 而负载 “最大” 时， 调制电压在振幅方面几乎等于三角波， 这意味着最大调制， 因而意味着在脉冲序列电压方面达到最大基波含量。 当蓄电池电压 “最大” 而负载为“零” 时， 调制电压非常小， 意味着与载波相比的基波含量极低， 几乎被消除， 仅留下要由载波滤波器吸收的载波。 为了避免切换期间过量电流通过晶体管， 在一个晶体管 “断开” 与另一个晶体管 “接通” 之间插入一个阻塞间隔。 如图1所示。 图1 逆变器晶体管启动信号 当接通负载时， 逆变器具有平稳启动和稳定启动功率的作用 ； 在运行过程中逆变器具有优越的过载保护功能 ； 在发生过载或短路故障的情况下， 会发生从UPS到自动旁路线路的自动转换， 以连续向负荷供电 ； 故障隔离之后(通过断路器跳闸)， UPS自动从旁路切回逆变器， 为其他回路供电。 双静态开关 静态开关系统是带有两组反并联晶闸管整流器的自然转换型电子开关。 由于标准 “SAFT NIFE” UPS系统以 “反向转换” 方式操作， 这意味着在正常工况下， 静态开关从逆变器供给负载电流， 仅在事故情况下， 静态开关才自动无间断地把负载转移到旁路电源上， 这时旁路电源与逆变器输出具有相同的频率和电压， 即同步。 当逆变器故障排除后， 就能采用手动或自动方式将负载返回， 转移到逆变器。 这种转换是通过向逆变器晶闸管整流器V20(静态开关)或旁路电源侧晶闸管整流器V21外加选通信号实现的， 如图2所示， 图2 静态开关原理电路为了避免电子开关两端的电压降， 避免功率消耗， 在电子开关导通后， 利用触点K6或K7旁路电子开关。 静态开关把负载在逆变器和旁路电源之间切换通常是由来自逆变器的电源故障启动的， 这种电源故障由下列情况造成 ： 输出过载(例如电动机起动)； 排除故障(短路时保险丝熔断) ； 手动切换。 在持续性过载的情况下， 静态开关可能在逆变器与旁路电源之间来回摆动。 为了避免这种情况，如果在4min之内已经发生了8次转换或在2min之内发生了4次转换， 就使静态开关闭锁在旁路电源供电位置， 保护逆变器。 静态开关控制单元对逆变器的输出电压、 旁路电源电压和系统输出电压都进行监测。 另外， 为了便于UPS使用和维护， 在电路中还设计了一个手动旁路开关， 当切换到 “旁路” 位置时， 实现了无电压隔离而不中断向负载供电， 从而可以对UPS进行停电检修。 完善的报警系统 本UPS具有完善的声光报警系统， 能通过接口电路引至DCS， 实现集中报警， 有利于及时发现和处理UPS故障。 凡是UPS正常运行的任何条件不能满足或有异常情况时