不间断电源UPS技术基础PPT课件

1、1、不间断电源、2、主要内容、1、不间断电源的概念2、不间断电源的配置和配置3、不间断电源的使用和裴珉姬维修、3、1、不间断电源的概念此电源是不间断电源或不间断电源系统，4，早期的不间断电源装置使用柴油(或汽油)发电机电动机发电机实现了电能转换。后来，随着晶闸管(晶闸管)制造工艺的改进、质量的提高和价格的下降，晶闸管不间断电源开始出现，其主要组成部分是电力转换。在80年代，用具有可控制阻塞功能的巨大电力晶体管代替晶闸管，制造了不间断电源。这可以实现电路切换、卷减少、效率提高、动态性能提高和可靠性提高。近年来，新的全控制电源半导体组件具有开关速度、控制、驱动方便等多种优点。(2)发电公司、5、(

2、3) UPS功能、1、2插槽电源之间的不间断切换施展和逆变器输出可以通过UPS进行不间断切换。2、隔离干扰功能在UPS中，交流输入电压整流后，添加了逆变器，使逆变器为负载供电。这样，电网电压瞬间间歇，谐波、电压波动、频率波动、噪声等电网干扰和负荷隔离：不干扰电网，防止电网干扰影响负荷。6，3，电压转换功能可以通过UPS将输入电压转换为所需电压。4、频率转换功能可以通过UPS将输入电压的频率转换为所需频率。5、备份功能UPS的蓄电池存储一定的能量，在施展中断时可用逆变器为负载供电。7，(4) UPS的分类结构，1，动态UPS，8，2，静态UPS静态(静态)UPS与动态(旋转)UPS相比，没有电动

3、机、发电机、飞轮等旋转体，现在在人们的概念中，UPS是静态UPS对于静止型UPS，人们习惯性地根据工作方式分类，一种是在线，一种是预备式。但是，无论是预备式还是在线UPS，基本结构大致相同，但工作方式和为负载供电的质量之间存在一些差异。9、(1)在线UPS在线UPS包括整流滤波电路、逆变器、输出变压器和滤波器、静态开关、充电电路、电池组和控制监控、显示警告和保护电路。这是原理框图。在线UPS的输出电压波形通常是标准正弦波。施展输入，10，(2)冗馀UPS冗馀UPS原理方框图所示，结构上冗馀UPS和联机UPS的区别在于，没有输入整流滤波器，逆变器只能用蓄电池供电，如果市电正常，逆变器就不能工作。

4、输出没有过滤器，输出电压波形通常是方波。施法正常时，输出变压器起到交流电压调节的作用。11，(3)联机UPS与备用UPS的比较备用UPS和联机UPS的基本结构几乎相同，但是在施展正常功率下，联机UPS的输出质量优于备用UPS的输出交流质量。这主要意味着联机UPS的输出是调节器、稳定频率、备用UPS，而且当施展以上、蓄电池组开始给逆变器提供能量时，联机UPS没有转换时间，备用UPS有一些转换时间。因此，从工作方式和电能质量方面来看，施展电力和施展电力转换为蓄电池供电的转换过程中，在线UPS的性能优于储备。一些预备式UPS制造商添加了电网过滤装置，一些生产厂家在输出变压器上添加了一些泵，实现了输出

5、的简单调节器，从而改善了产品的性能，但最终与在线有一些差异。但是，由于备用UPS的价格低于在线UPS，因此小型备用UPS也广泛使用。12，(4) 3端口UPS在线UPS需要通过两次电源转换(通过DC AC和AC变为DC)，从而降低了整体机器效率，转换环较多，可靠性较低，3端口结构UPS正在努力通过更改经典UPS的结构来改善这一缺点。与在线UPS相比，3端口UPS具有多种优点，如整机的效率、可靠性、抗电磁干扰能力等，但也有体积大、重量重、噪音大、小、产品价格高的缺点。13，(5) UPS的主要电气规范，1，输入电压允许范围：UPS电源制造商取决于电网的一般更改范围和内部整流电路类型。使用电源电压

6、相对稳定、接近额定值的使用场所选择输入电压的窄范围UPS，可以提高操作的可靠性。如果施展电压不稳定，则可以适当地放宽输入电压范围，防止在操作过程中经常切换施展电源和逆变电源。2，输入功率因数：定义为输入有效功率与表面功率的比率。UPS功率因数低会增加连接到UPS的电源设施(导线、保险丝、备用发电机组等)的容量。当前使用活动功率因数校正的UPS功率因数可以达到0.99或更高。3，输入电流谐波分量：定义为339个奇电流谐波对基本电流有效值的有效值之和。选择三相高功率UPS时要注意这个指标的优劣。输入电流谐波较大，电网会产生谐波污染，干扰其他电气设备的正常运行。4，频率追踪范围：提供AC电源时，UP

7、S的输出频率会遵循输入AC频率变更的范围。如果UPS仅在施展下工作，则该指标不必太高，因为施法频率比较稳定。在施法异常的情况下，如果油器为UPS供电，则UPS的频率跟踪范围可以相应地放宽到4%。14，5，频率跟踪速度：UPS输出频率跟随交流输入频率变化的速度，以Hz/S表示。频率跟踪速度快的UPS在从反向转换到旁路时，负载关闭的可能性要小得多。6，输出电压曹征准确度：UPS输入电压下限是指测量额定负载时的输出电压，测量输入电压上限处的空载电压。与两种额定输出电压的差异是额定电压的比率。选择UPS时，该指标取决于负载的输入电压适应范围。7，输出电压波形失真：输出电压波形总有效值与输出电压有效值之

8、比。通常用失真测量仪或电力谐波分析器直接测量。8，逆变器，旁路转换时间：UPS在逆变器故障或负载过载时将负载切换到旁边路由施展电源所需的时间。9，转换效率：表示输出的有效功率与输入有效功率(不包括电池充电功率)在额定输入电压、输出额定负载下的比率。10，输出功率因数：UPS用于测量感性、容量等非线性负荷的驱动能力。11，输出电流峰值系数：定义为整流非线性电路脉冲电流峰值与基准电流有效值之比。测量UPS对整流器非线性负载的驱动能力。15，12，过载容量：过载容量主要取决于整流器和逆变器的功率设计裕度。测量标准是在一定的过载容量下连续工作，不绕过的最大时间。13，同时输出电流不平衡：14，输出电压

9、不平衡：三相UPS电源评估三相负载不平衡状态下三相输出电压的不平衡度。该指标规定，在100%不平衡负载下测量。15、UPS电源保护功能：包括输出短路保护、输出过载保护、过热保护、电池低压保护、输出过电压保护、雷电浪涌保护等。，16，2，不间断电源的配置和配置，(1)正弦脉宽调制电路控制逆变器主电路的电路称为逆变形控制电路。控制电路在主电路中实现的控制方式称为逆变形控制方式。反向变化控制方法有多种，但在UPS中使用的主要有三种。波形叠加法、脉宽调制(PWM)法、PWM波形叠加混合法，但应用最广泛的是PWM方法的正弦脉宽调制(SPWM)方法。17，1，单脉冲PWM所谓的单脉冲PWM方法是使用矩形波

10、脉冲消除相应AC的半周，然后使用相同矩形波脉冲等效AC的另半周。调整矩形波的脉宽以稳定输出电压，调整矩形波的中心距离以调整和稳定输出频率。18，2，多脉冲PWM多脉冲PWM方法是使用多个等宽矩形脉冲消除等效交流电的正伴奏，然后使用多个相同的等宽矩形波脉冲消除等效交流电的负伴奏。通过矩形波的调整，调整和稳定输出电压。调整矩形脉冲的中心距离，调整和稳定输出频率。使用多脉冲PWM方法比较单脉冲PWM方法输出中包含的谐波较为容易，但如果每个周期开关设备的阻塞次数太多，则控制将复杂，可能会导致过度的能量损失。19，3，SPWM PWM方法是在周期条件下改变脉冲波形的宽度，抑制波，调整输出电压的大小。SP

11、WM方法是基于PWM方法，将每个输出电压脉冲设置为特定的时间间隔。能量等于正弦波在该时间内包含的能量。N=12点SPWM波，20，模拟电路生成SPWM波，21，用单片机生成SPWM波，根据微机和微处理器的发展和应用，原始UPS的许多硬件实现部分现在可以作为单磁盘计算机实现。根据正伴奏SPWM波的限制/2对称特性，只能列出四分之一周期的脉冲宽度，其馀的三分四周期可以通过转换祖怀方法从列出的表中获得，从而节省了大量内存空间。22，2，单相全桥逆变器，单相正弦波逆变电路如图所示。电源开关VT1VT4构成了整个桥接电路的两条腿臂，输出导体L和电容器C构成了高频滤波器。全桥逆变器的直流电源来自前端DC/

12、DC高频转换器。23、三相逆变电源、三相逆变电路原理如图(A)所示。从原理图中可以看到，三相输出的所有相位和中性线N的工作方式与半桥转换电路大致相同。输出三相电压之间的相位差由三相逆变器的各桥臂中通过电源开关管的时间差确定。三相输出电压波形如图(b)所示。(a)三相逆变原理电路，(b)三相输出电压波形和相位，(c)半桥单相逆变电源工作原理，24，4，不间断电源系统，UPS通常由输入整流滤波电路、功率因数校正电路、电池组和逆变电路组成1，输入整流滤波电路UPS过滤器可以分为电容输入或电感输入两种类型。电容器输入滤波器的输出电压高，但变压器输出的峰值电流大，负荷调整率低。电感输入滤波器的输出特性很

13、好，但需要大的扼流圈，成本高。当前UPS通常使用由电容和电感组成的LC过滤器。25，2，在功率因数校正电路UPS中，交流时电经过整流，过滤为大型电容器，整流电路输出端可以并行地存在蓄电池。电容器或蓄电池充电时，脉冲电流形成。这种电流引起谐波电流，使功能系数下降。功率因数校正电路可以将电网输入电流改变为相位(例如向下输入电压)的正弦波。3、电池组是UPS的心脏。在施法正常的时候给蓄电池充电，把电变成化学能储存。如果施法停止，UPS蓄电池的电将保持逆变器的工作。目前，阀门控制铅蓄电池在中小型UPS中得到了广泛的应用。在长延迟(4h或8h)UPS下，蓄电池的成本远高于主机成本，正确使用维炉蓄电池对蓄

14、电池寿命的延长有很大影响，正确使用，阀门控制铅蓄电池的寿命可达10年以上。26，4，控制电路UPS输出电压的准确度、波形失真和操作可靠性与控制电路密切相关。控制电路主要包括SPWM(PWM)生成电路、闭环调压电路、同步锁相电路等。5、充电电路UPS中，常规充电电路独立工作。也就是说，即使没有逆变器，打开交流电源，充电电路也开始工作。充电过程中首先使用恒流充电。当蓄电池的电压达到充电电压时，会转换为恒压充电，直到电池足够，所以充电电路通常有两个反馈。一个是电流反馈，另一个是电压反馈。主电路通常使用开关整流电路，为了缩短充电时间，各种高速充电电路也应用于UPS。6、逆变电路逆变器的作用是在施展整流

15、后将直流或蓄电池电压转换为交流电压。在备用UPS中，逆变器输出电压波形通常是准方波，在在线UPS中，逆变器输出电压波形大部分是正弦脉宽调制波(SPWM)，该波形通过LC低通滤波器进行过滤，可以获得标准正弦波。27，7，静态开关电路静态开关保护UPS和负载，并允许电源旁路电源和逆变电源切换。如果UPS过载，当逆变器正常工作时，UPS会通过静态开关将输出从逆变器转换为电流。如果逆变器出现故障，UPS的输出也将通过静态开关切换到分时。UPS内部通常有同步锁相电路，静态交换机转换时间短，因此转换过程中不会中断电源。小型UPS通常使用高速继电器作为静态开关，而大中型UPS使用反向并行高速晶闸管作为静态开

16、关。8、监视、显示和保护电路UPS必须有更精密的保护电路才能稳定运行。一般UPS具有电池电压过低的自动保护电路。逆变输出过载或短路自动保护电路；逆变过电压自动保护电路；施展电压太高，自动保护电路；为了随时了解和了解操作状态和操作状态(包括UPS延迟启动自动保护电路)，UPS还包括监视电路、显示电路和警报电路。28、5、静态交换机、冗馀或联机结构的UPS由施展直接电源交换机(即静态交换机)组成。在备用UPS中，施展静态开关的作用是：如果转换正常，则打开逆变器的输出开关，同时断开；如果转换异常，则断开施展和输出，并将逆变器的输出连接到输出部。施展静态开关在联机UPS中的工作原理是，在逆变器输出正常

17、的情况下，断开施展和逆变器输出开关，在逆变器输出异常或进行费翔手动裴珉姬维修时打开施展开关，然后断开逆变器输出开关。即使多个UPS电源以并行输出为负载设备供电，也要通过每个输出端的静态开关为负载供电。如果并行电源上的某个UPS出现故障，输出端的静态交换机将断开，以避免影响其他UPS和负载设备。静态交换机的质量、交换机性能的优缺点以及UPS电源整个设备的工作环境(主要是冷却)是否符合要求，都直接影响了UPS的可靠性。因此，静态开关是UPS电源的重要组成部分。上述静态开关转换在线路的切换关系中完全正确，但在切换时刻存在两个问题。一是瞬时施展电源和逆变电源可以间歇切换。第二，转换瞬间时电和逆变输出的波形不一致，导致循环，如果循环太大，转换开关就会受损，严重的话，逆变器就会受