UPS不間斷電源租賃出租賃服務(wù)成武數(shù)據(jù)中心
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。它主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其他電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，保證這些設(shè)備儀器的不間斷運行，防止計算機數(shù)據(jù)丟失、通信網(wǎng)絡(luò)中斷或儀器失去控制。不間斷電源廣泛應(yīng)用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、、計算機業(yè)務(wù)終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、應(yīng)急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、控制設(shè)備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領(lǐng)域。
在變頻控制中，目前常用的是三相逆變橋，就像下面的圖中一樣。三相逆變橋中的U1,U2,V1,V2,W1,W2是控制6個IG的驅(qū)動信號；而三相逆變橋U,V,W分別接電機的三相繞組的引出端；三相逆變橋的工作原理這里簡單介紹一下，逆變橋的上端接的是直流電壓的正端，下端接的是直流電壓的負端，這里該直流電壓為VDC。三相橋由三個橋臂組成，如上圖中U1,U2控制的IG組成一個橋臂；V1,V2控制的IG組成第二個橋臂；W1,VW2控制的IG組成第三個橋臂；當U1是高電平，且U2是低電平時，上臂的IG開通，下臂的IG關(guān)斷，這樣的話電機的U相對逆變橋的負端電壓就約為該逆變橋的直流電壓值，即為VDC。
系統(tǒng)組成
典型的UPS系統(tǒng)框圖如圖1所示，它的基本結(jié)構(gòu)是一套將交流電變?yōu)橹绷麟姷恼髌骱统潆娖?，以及把直流電再變?yōu)榻涣麟姷哪孀兤?，電池在交流電正常供電時貯存能量且維持在一個正常的充電電壓上，一旦市電供電中斷時，蓄電池立即對逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓。下面幾種簡圖示意了UPS的各種工作情況(以在線式UPS電源為例)。
（1）市電在UPS所允許的范圍內(nèi)正常供電時，如圖2所示，粗線描繪了電源能量的流向。
（2）主電源故障即市電被切斷后，電源將瞬間改由逆變器提供能量如圖3所示。
（3）當所帶負載過大或電源內(nèi)逆變器出現(xiàn)故障時，UPS將打開旁路由主電源直接供電，如圖4所示。
連接方式
（1）單臺UPS電源能夠供給全部負載，連接圖如系統(tǒng)的原理圖，連接方法較簡單。
（2）總負載功率需要二臺或更多臺UPS電源供給，如圖5所示，這種連接方式稱作并聯(lián)無備份方式。
（3）二臺或二臺以上UPS電源其總?cè)荼蓉撦d總?cè)萘恳?，但該系統(tǒng)比負載總?cè)萘勘仨毝嘁慌_UPS電源的容量，任何一臺UPS電源故障時，其余仍能供給全部負載，如圖6所示。這種連接方式稱作并聯(lián)有備份方式。
（4）整個UPS電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，市電將UPS電源脫開，直接接通負載，且不影響UPS電源系統(tǒng)的維修，這種線路設(shè)計如圖7所示。
使用電阻，必須得知道如何認識電阻的大小。每個電阻上都有色環(huán)，即根據(jù)色環(huán)法，來讀取電阻的大小。所謂的色環(huán)法就是用不同顏色的色標來表示電阻參數(shù)。色環(huán)電阻有4個色環(huán)的，也有5個色環(huán)的，各個色環(huán)代表的意義如下表：根據(jù)電阻上的色環(huán)位置的不同，其代表的意義也不一樣。以五色環(huán)為例介紹每條色環(huán)的意義，如下圖所示：在設(shè)計電路中使用的是常見的5色環(huán)電阻，顏色分別是棕、黑、黑、棕、棕。第3條代表數(shù)值，分別代表的數(shù)值是0、0；第4條表示倍數(shù)，棕色為1倍；第5條代表誤差，棕色表示誤差范圍為+1%。
當UPS電源系統(tǒng)無故障時，維修開關(guān)打開，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)閉合；當UPS電源系統(tǒng)故障時，維修開關(guān)閉合，輸入開關(guān)、輸出開關(guān)打開。這樣，保證了用電負載的正常工作，而又不影響對UPS電源系統(tǒng)故障的在線維修。
隨著計算機應(yīng)用系統(tǒng)對電源的要求越來越高UPS日益受到重視，并逐漸發(fā)展成為一種具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、濾波、抗電磁和射頻干擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統(tǒng)。尤其是在電網(wǎng)的線路及供電質(zhì)量不太高、抗干擾的技術(shù)落后，計算機系統(tǒng)對電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護作用表現(xiàn)在對市電電源進行穩(wěn)壓，UPS的輸入電壓范圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質(zhì)量是相當高的，后備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩(wěn)定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩(wěn)定在3%以內(nèi)，輸出頻率穩(wěn)定在0.5Hz。在市電正常時，UPS電源相當于交流市電穩(wěn)壓器；市電對蓄電池進行充電，此時也相當于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動切換到蓄電池供電，使計算機維持正常工作，保護軟硬件不受損害。
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單一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負載，恒速運行進只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）電流的選擇靜力矩一樣的電機，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）。選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟：力矩與功率換算進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下：其P為功率單位為瓦，Ω為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓米P=2πfM/400（半步工作）其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS）。
UPS根據(jù)新標準IEC（電工委員會）按其結(jié)構(gòu)和運行原理分為以下3類：
（1）被動后備式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時，負載完全是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨立的充電器供電；當市電不正常時，負載完全由逆變器提供電能。 [5]
被動后備式UPS具有結(jié)構(gòu)簡單、價格最廉等優(yōu)點，運用于某些非重要的負載使用，如家用計算機等。但市電斷電時，繼電器將逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個毫秒的間斷，稍微重要的計算機設(shè)備不應(yīng)選用被動后備式UPS電源。 [5]
（2）在線互動式UPS電源
指逆變器并聯(lián)連接在市電與負載之間，起后備電源作用，逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運行方式，與市電相互作用，被稱為互動式。此種UPS電源，在市電正常時，負載由經(jīng)改良后的市電供電，逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時逆變器起AC/DC變換器的作用；而當市電故障時，負載完全由逆變器供電，此時，逆變器起DC/AC變換器的作用。 [5]
在線互動式UPS具有結(jié)構(gòu)較簡單、實施方便、且易于并聯(lián)、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高等優(yōu)點，性能滿足某些負載要求，特別適用于網(wǎng)絡(luò)中某些計算機設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。此種電源缺點是穩(wěn)壓性能不高，尤其動態(tài)響應(yīng)速度低，抗干擾能力不強，電路會產(chǎn)生諧波干擾和調(diào)制干擾。
（3）雙變換式UPS電源
指逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負載之間，電源通過逆變器連續(xù)地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時，市電經(jīng)過整流器、逆變器向負載供電；市電不正常時，由蓄電器經(jīng)逆變器向負載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主品，具有性能好、電壓穩(wěn)定度與頻率穩(wěn)定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯(lián)冗余聯(lián)結(jié)的功能等優(yōu)點，其不足之處是當容量少于10kVA以下，其整機效率不高，一般在85%左右。