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【UPS大讲堂】你知道多少种UPS?(下)

日期:2022-07-01

上期我们了解到按照UPS的拓扑结构,即UPS设计的基本特征,UPS可分为五种类型:后备式、在线互动式、后备式—铁磁共振式、双转换在线式和Delta转换在线式。并对前三种从工作原理,设计优点和不足这几点展开了详细的论述。本期我们继续来看另外两种:转换在线式和Delta转换在线式UPS,并总结此五种UPS特性。

 

UPS

 

双转换在线式

 

这是10kVA以上功率范围的电源最常用的UPS类型。

工作原理

在图四所示的双转换在线式UPS的结构图中,除了主电源路径是逆变器(而非交流主电源)外,其余与后备式设计相同。

 

图四

 

在双转换在线式设计中,输入交流电发生故障并不会激活转换开关,因为输入交流电一直在给备用电池充电,而由备用电池向输出逆变器供电。所以,在输入交流电源出现故障时,无需时间进行在线运行状态转换。在这一设计中,整流器和逆变器将转换全部的负载功率。

设计优点和不足

这种UPS提供了非常理想的供电输出性能。但功率部件的持续工作,与其它设计方案相比,其降低了可靠性。此外,大型电池充电器获得的输入电源通常是非线性的,可能对建筑供电系统产生干扰或导致备用发电机发生故障。

 

 

UPS

 

Delta转换在线式

 

图五所示的UPS设计是一种较新的设计,它克服了双转换在线式设计的缺点,适用于功率范围5kVA到1.6MW的应用领域。

工作原理

与双转换在线式设计相似,Delta转换在线式UPS始终由逆变器提供负载电压。然而,附加的Delta转换器也向逆变器输出供电。在交流电源出现故障或受到干扰的情况下,这种设计所表现出的行为与双转换在线式设计完全相同。

 

图五

 

了解Delta转换拓扑结构能量效率的一种简单方法是考察从大楼的第4层向第5层运送包裹时所需的能量,如下图所示。Delta转换技术运送包裹所经过的路程只是起点与终点之间的差异量(Delta),因而大大节省了能量。双转换在线式UPS将交流电源转换为直流,然后又从直流电能转换为交流;而Delta转换器将功率差值从输入移到输出。

 

 

在Delta转换在线式设计中,Delta转换器具有双重作用。第一个作用是控制输入电力特性。运行时,它的输入端获取的电力呈正弦波形,从而最大程度地减少反馈到市电上的谐波。这就确保了市电和发电机系统的兼容性,同时减少了配电系统中的发热和系统损耗。Delta转换器的第二个作用是控制输入电流来为电池系统充电提供控制。

 

Delta转换在线式UPS提供了与双转换在线式设计完全相同的输出特性。然而,这两种设计的输入特性通常并不相同。Delta转换在线式设计提供了动态控制的、功率因数校正的输入,而不会出现传统解决方案低效利用滤波器组的问题。它最大的优点是能量损失大为降低。此外,输入功率控制功能也使得UPS能够与所有发电机组兼容,从而减少对线缆和发电机的超选型。

设计优点

在稳定的状态下,与双转换设计相比,Delta转换器使得UPS能够以高得多的效率向负载供电

 

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UPS类型总结

 

下表介绍了不同UPS类型的部分特征。UPS的某些特性(如效率)是由您选择的UPS类型决定的。由于诸如可靠性等特性对技术应用和生产质量等影响极大,因此,除了考虑上述的设计特性之外,还必须对以下因素进行评估。

 

 

不同类型的UPS适合不同的用途,没有一种类型的UPS适合所有的应用领域。

 

本文的目的是比较目前市场上不同UPS拓扑结构的优点和缺点。UPS设计方面的重大差异针对不同目标提供了理论上和实际应用方面的优势。而且,基本的设计实施质量和制造质量对于客户在实际应用中所获得的最终性能起着决定性作用。

 

【UPS大讲堂】系列之UPS类型到这里就全部介绍完了。后续不二师兄还将继续开展有关UPS的内容。锁定配电OEM邦,解锁更多UPS专业知识哦~

 

 

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