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在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構

來源:存能電氣  日期:2019-10-31 16:05  瀏覽量:

  在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構?UPS有三種類型,既被動后備式、在線互動式和雙轉換在線式,每種類型的UPS的工作原理是不一樣的。無旁路的雙變換UPS電源電路結構,由整流器/充電機、逆變器、蓄電池充電機(選件)、蓄電池開關等組成。那么在線雙變換UPS系統(tǒng)主要有幾種架構呢?

  在線雙變換UPS電源系統(tǒng)主要有幾種架構?

  雙轉換在線式UPS系統(tǒng)是先將市電變換成直流,一邊給電池進行充電,一邊供給下一級的逆變器,逆變器再將整流器或電池的直流變換成交流供給負載,這類UPS轉換到電池供電的時間為0,且可以消除市電中的各種騷擾,主要用于大功率的UPS和非常重要的負載,市場上的3kVA以上的UPS基本上都是這種類型的UPS。

UPS電源.jpg

  ●相控整流+交流升壓變壓器

  物理架構為固定功率一體機,塔式安裝。由可控硅整流器、IGBT逆變器以及交流升壓變壓器組成,也就是我們談到的工頻機。UPS體積大、重量沉。效率低,輸入的性能參數(shù)也不理想。

  ●PWM整流+DC直流升壓

  物理架構為固定功率一體機,模塊化、類模塊化、機架式或者塔式安裝。由IGBT整流器、IGBT直流升壓、IGBT逆變器以及可選配的1:1變壓器組成,也就是通常意義上的高頻機。UPS電源體積小、重量輕。輸入輸出性能參數(shù)良好,效率較高。

  為了提高系統(tǒng)的可靠性,雙變換在線式UPS一般增加了自動旁路電路。小功率采用繼電器轉換便能滿足要求,而大功率一般為采用可控硅(SCR)方式的靜態(tài)開關。絕大多數(shù)在線式UPS都采用雙變換電路結構。

  在線雙變換式UPS電源系統(tǒng)可以為負載提供很完美的保護,可以濾除電網中基本所有的干擾和諧波,缺點是架構復雜,一般成本較高。幾個架構對比來說可靠性最高,目前80%UPS均采用該架構,輸出為標準正弦波,主要對IT負載或其它行業(yè)重要負載提供保護。

  雙變換在線式UPS的結構

  1)變換器:

  該變換器為AC/DC單向變換。當市電存在時,它完成對蓄電池的充電,并通過變換器2向負載供電。該變換器多為不可控整流或可控整流電路。

  2)變換器:

  該變換器為DC/AC單向逆變。當市電存在時,它由變換器l獲得直流電能后再轉換為交流后輸出至負載,并保證向負載提供高質量的交流電源;當市電中斷時,由蓄電池通過變換器2向負載供電。

  3)旁路開關:平時處在斷開狀態(tài),當變換電路發(fā)生故障、負載有沖擊性(例如啟動負載時)或發(fā)生過載故障時,變換器停止輸出,旁路開關接通,由電網直接向負載供電,旁路開關多為智能型的功率容量很強的無觸點開關。

  UPS供電方式的發(fā)展趨勢

  1、產品效率越來越高,就UPS來說,目前主流產品效率已高達95%,未來可以提升的空間已經非常有限;

  2、從關注產品到關注方案。迫于低成本、高效率等方面的壓力,越來越多的用戶會嘗試更加高效的供電架構而非僅僅關注產品本身;

  3、新技術帶來系統(tǒng)可用性的提升,同時對硬件可靠性的要求逐漸降低;

  4、在效率提升有限的情況下,其他特性如智能特性、適用性(與其他方案的融合能力)將更加突出。

  總體來看,越來越多的用戶會要求設備UPS電源廠家具備提供綜合解決方案的能力,目前大多數(shù)的UPS、HVDC等供電產品廠家都開始推廣微模塊等整體解決方案,而未來技術的發(fā)展可能還會推動這種融合向供電鏈路的上下游推進。

  總結:UPS系統(tǒng)作為目前應用最成熟的不間斷電源產品在各行各業(yè)都有廣泛應用,對數(shù)據(jù)中心來說,目前的主流產品是在線雙變換UPS系統(tǒng)。系統(tǒng)采用在線式UPS雙變換拓譜架構設計,完全消除了電網的各種干擾;AC/DC輸入設有諧波抑制器,消除了UPS對電網的諧波污染。

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