UPS的电路结构及性能特点
第一:后备式UPS只在市电掉电一种情况下存在转换时间,而在线式UPS不仅在逆变器故障时存在逆变====旁路的转换时间,由于逆变器输出能力有局限,当负载故障、过载和启动时(存在冲击电流)也存在向旁路的转换时间。 一般 要求 双逆变在 线式 波形失真度 (谐波) 2ms 2ms 取决于负载 取决于负载 3% 电网电压范围 (输出精度±5%) +15% -25% +15% -25% +15% -25% 市电 不限 (电池3:1) 市电 不限 (电池3:1) 市电 不限 (电池3:1) 市电 不限 (电池0.7) 市电 不限 (电池0.7) +0.9—-0.8 KWA=KW
第二:当负载输入端存在整流滤波电路(例如计算机)时,负载输入电流只在正弦波电压峰值时存在,电流脉冲宽度只有3-4ms(与负载量及电路参数有关),也就是说, 每10ms期间,就有6-7ms是断电的,每秒钟要断电100次,从这个意义上看,不间断电源是不存在的,或者说是不必要的。问题在于UPS转换时间的大小,一般计算机输入整流滤波电路的贮能可维持负载供电的时间为几十毫秒。而目前后备式UPS的转换时间都能控制在4ms以下,对负载基本上不造成任何影响。
4、 关于UPS的输入功率因数和输入电流谐波
双逆变在线式UPS,其AC/DC逆变器多为整流滤波电路,它的输入功率因数低,一般只在0.8左右,输入电流谐波大,可达30%,加专门滤波措施后,也仅能降到10%。输入功率因数低,意味着输入无功功率大,输入谐波电流则干扰破坏电网,特别是三相大功率UPS。这两项指标的危害很大,形成所谓的电力公害,使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速绝缘老化;引起异步电动机转矩降低,振动加剧,噪声增大;引起继电器和自动装置误动作;高次谐波对通讯线路、测量仪器产生辐射干扰;影响电能计量的精度等。所以,UPS的输入功率因数和输入谐波电流应被视为重要性能指标之一,应该把输入功率因数>0.95,输入电流谐波5%,做为判定UPS性能指标是否合格的标准之一。 5、 关于UPS的频率稳定度
UPS的输出的常规指标中有频率稳定精度一项,特别是双逆变在线式UPS,把此指标标定为±1%(甚至是0.1),但这只是在市电掉电后由电池供电时的情况,UPS万分之九十九的时间是在有市电的情况下运行时,此时UPS无频率稳定可言。在线式UPS为防止由逆变器转旁路时因逆变器输出短路而损坏,在正常运行时,要求逆变器工作频率和相位都是要跟踪输入电网电压的,所以标识UPS频率稳定的高指标是没有意义的,况且,一般电子设备在输入电源频变化范围为±3%时丝毫不影响其正常工作。
6、 关于效率与可靠性
UPS的工作效率高时,意味着节省电能,是绿色电源的标识之一。但还应该注意到效率与可靠性是密切相关的,效率高意味着电路技术先进,元器件选用得好,意味着功率器件功率损耗小,功率强度小,温度低,这必然会增强元器件乃至整机的寿命和可靠性。
7、 输出能力与可靠性
输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不平衡负载的能力等指标,直接反映了UPS的输出能力,对这些指标的限制,说明了UPS输出能力的局限性和脆弱的一面,尽管在配置UPS容量时尽可以使负载量满足UPS的要求,甚至留出很大的余量,但这些指标却直接反映了UPS的可靠性。过载能力强的,允许输出电流波峰系数高的,对负载功率因数限制小的,在同样电网环境和负载条件运行,其可靠性必然高,这是毋容置疑的道理。
下表是在市电存在的情况下对各类UPS运行参数的比较,当市电掉电转为由电池供电时,各类UPS都是由DC-AC逆变器供电,运行参数没有本质的区别。后备式 在线互动式 双逆变电压补偿在线式 输出常规性能指标 电压稳定度 ±5-10% ±5-10% ±5-10% ±1% ±1% ±5% 5% 与电网和负载有关 5% 与电网和负载有关 3% 3% 动态响应 5% 5% ,20ms 5% ,20ms 5% ,20ms 5% ,20ms 市电转换时间 6ms 2-4ms 0-2ms 旁路转换时间 6m 抗干扰能力 差 较好 好 好 对电网适应能力 功率因数 >0.95 取决于负载 取决于负载 0.8-0.9 0.99 电流谐波 5% ≥10%(3%) ±10-20% ±10-20% 频率跟踪能力 输出能力 电流峰值系数 >3:1 3:1 输出功率因数 负载不平衡能力
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