UPS電源系統(tǒng)由五部分組成:主路、旁路、電池等電源輸入電路,進行AC/DC變換的整流器(REC),進行DC/AC變換的逆變器(INV),逆變和旁路輸出切換電路以及蓄能電池。其系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能通常是由整流器完成的,整流器件采用可控硅或高頻開關(guān)整流器,本身具有可根據(jù)外電的變化控制輸出幅度的功能,從而當外電發(fā)生變化時(該變化應滿足系統(tǒng)要求),輸出幅度基本不變的整流電壓。凈化功能由儲能電池來完成,由于整流器對瞬時脈沖干擾不能消除,整流后的電壓仍存在干擾脈沖。儲能電池除可存儲直流直能的功能外,對整流器來說就像接了一只大容器電容器,其等效電容量的大小,與儲能電池容量大小成正比。由于電容兩端的電壓是不能突變的,即利用了電容器對脈沖的平滑特性消除了脈沖干擾,起到了凈化功能,也稱對干擾的屏蔽。頻率的穩(wěn)定則由變換器來完成,頻率穩(wěn)定度取決于變換器的振蕩頻率的穩(wěn)定程度。為方便UPS電源系統(tǒng)的日常操作與維護,設計了系統(tǒng)工作開關(guān),主機自檢故障后的自動旁路開關(guān),檢修旁路開關(guān)等開關(guān)控制。
在使用電池的時代之前,不間斷電源曾經(jīng)使用飛輪和內(nèi)燃機為負載提供電能供應,這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉(zhuǎn)式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動機、飛輪、柴油機(或汽油機)及發(fā)電機等組成。在電網(wǎng)供電的情況下,由整流器提供的直流電驅(qū)動電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn),并且?guī)Оl(fā)電機為負載供電。由于飛輪的慣性作用,發(fā)電機轉(zhuǎn)速可以保持均衡,此時不間斷電源起過濾電網(wǎng)干擾的作用。當電網(wǎng)斷電后,飛輪繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),同時啟動柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電,替代原有電網(wǎng)為負載供電。
由于飛輪式不間斷電源使用內(nèi)燃機提供電力,會產(chǎn)生較大的噪音同時體積也較大,因此目前一般僅被用于應急情況和一些自然狀況惡劣的場合,通常情況下不間斷電源會使用蓄電池來提供電力。
不間斷電源現(xiàn)已廣泛應用于:礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計算機業(yè)務終端、網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡設備、數(shù)據(jù)存儲設備、應急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防報警系統(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)換設備、控制設備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領(lǐng)域。
數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化
數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢在當今信息社會中愈加明顯。在UPS 產(chǎn)品的研發(fā)和制造過程中采用全數(shù)字化技術(shù)可有效縮小產(chǎn)品體積、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的可靠性及針對用戶需求的匹配性;而數(shù)字化控制技術(shù)則會在UPS 系統(tǒng)運行過程中準確及時地進行信號采樣、處理、控制(包括電壓電流環(huán)等)、通信等工作,并將各環(huán)節(jié)的控制參數(shù)優(yōu)化統(tǒng)一后發(fā)送給UPS 綜合控制單元,從而使UPS 系統(tǒng)的運行更具效率,實現(xiàn)更簡單、更穩(wěn)定的通信與均流,并獲取優(yōu)良的電磁兼容指標。智能化主要貫穿于UPS 系統(tǒng)的控制、檢測與通信過程中,完全由計算機管理。計算機及其外設能自主應付一些可預見的問題,進行自動處理和調(diào)整,發(fā)出預警、告警信息等。通信設施所處環(huán)境日趨復雜,增大了維護難度,對電源設備的網(wǎng)絡化監(jiān)控管理提出了新的要求。網(wǎng)絡化技術(shù)可通過對UPS 配置與計算機互連的軟硬件接口,實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)及數(shù)據(jù)資料的雙重保護、網(wǎng)絡遠程事件記錄和監(jiān)測控制、故障告警、參數(shù)自動測試分析等功能,使維護人員更為輕松、、地通過互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護工作。