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UPS电源技术的性能分析与应用中存在的缺点

摘要:UPS作为备用电源技术,在金融、电力、通信及工业领域的

数据信息中心和自动化控制生产线方面得到广泛的应用,UPS技术对

保障供电、金融及通信等的安全、可靠发挥了积极的作用。本文首先

分析了UPS的性能,接着对UPS技术的应用现状及其存在的问题进行

了归纳分析。

关键词:UPS性能应用

UPS的英文全称为UninterruptablePowerSystem,中文意思为“不

间断电源”,实际上是指”交流不间断电源”,主要的功能是对负载不间

断地提供交流电。UPS采用真空紫外源作为激发源,在工作时,常用稀

有气体的共振线,激发分子或原子的价层电子电离,收集激发电离电子

得到光电子能谱。它具有单色性好,分辨率高等特点。可用于分析样

品外壳层轨道结构、能带结构、空态分布和表面态,以及离子的振动

结构、自旋分裂等分裂等方面的信息。正是由于UPS电源可提供高

精度、高稳定性的电压波形与频率,具有承受电网波动或扰动(波涌、

跌落、谐波)、间断甚至短时停电的能力,以及无论是线性负载或是非

线性负载,UPS都有低阻抗输出的特性,所以,UPS电源系统得到了广

泛的应用。UPS设备的应用诸如邮电、金融、电力、铁路系统中都有

广泛地使用,尤其在使用大中型计算机的系统中,UPS电源已经成为不

可或缺的设备之一。

1UPS的性能分析

就UPS的分类来说,UPS电源按输出波形可分为方波输出和正弦

波输出两种类型。按其操作方式可分为后备式和在线式两大类。其中

后备式UPS电源的运行原理是:在市电正常供电时,由市电直接向负载

提供电源;若当市电供电中断,蓄电池才对逆变器供电,并由UPS的逆

变器对负载提供交流电源。换而言之,UPS电源的逆变器总是处在对

负载提供后备供电状态。在线式的UPS电源的运行原理是:它平时是

由交流电→整流→逆变器的方式对负载提供交流电源,如果一旦市电

中断时,UPS改由蓄电池→逆变器方式对负载提供电源。此种状态一

直持续到当蓄电池放电至终了电压时,由控制电路发出信号去控制自

动切换开关,转换成由另一路交流旁路的市电供电。当市电恢复供电

之后,UPS会重新切换到由逆变器对负载提供电源。因而,在正常运行

情况下,在线式UPS电源总是由UPS电源的逆变器对负载供电,这就

有效地避免了所有由市电电网带来的任何电源波动及干扰对负载供

电所产生的负面影响。

2UPS电源技术的应用现状与缺点

2.1UPS电源技术的应用现状

在供电系统的使用UPS可以提高供电系统的可靠性的观念已被

绝大部分用户所接受。借助UPS供电系统提高供电质量的重要性已

越来越受到重视,这显示我国UPS市场已趋于成熟。就目前来说,各种

型号规格的UPS的输出电性能指标已基本上都能满足对负载供电的

要求。如UPS的输出电压稳定精度、输出电压波形失真度、输出电

压的动态响应特性、输出电压频率稳定精度、输出电压幅值的三相不

平衡度、三相负载不平衡能力、市电掉电时输出电压的切换时间等,

已经不再是购置时衡量性能优劣和影响负载正常运行的因素的主要

标准了。

随着UPS技术的不断发展和更新,其技术已由双变换发展到了三

变换甚至四变换。但是,其本质无法改变交流变直流、直流变交流的

二次变换过程,并且这个变换过程必然需要通过开关元器件的开关特

性来实现。然而,而无论是晶闸管、MOS管、IGBT或是晶体管,开关

元器件任何一个器件的导通或者关断都会产生一个相应的感应电压

或是谐波,因此,对于UPS这样一个由一个开关器件组成、由高速电子

开关的结构和技术去形成转换的系统,谐波的产生是必然的。就UPS

的发展趋势来说,随着不断地被开发出来的新技术在实践中的逐步应

用,可以预见,今后UPS电源将向着数字化、智能化、网络化的方向发

展。

2.2UPS技术的应用中存在的缺点

(1)推广直流UPS的应用中存在的问题。直流UPS是指将传统

UPS中的交流稳压输出改为直流稳压输出,与之对应的,由UPS供电的

后端变换器也可以并且应该省去原有的输入整流电路,这就省去了原

本重复变换的DC－AC(在UPS中）和AC－DC环节(在UPS的负载

中）,这使得系统整体结构简化、效率提高,并