模塊化UPS電源構(gòu)成及優(yōu)缺點(diǎn)，你了解嗎?

來源：存能電氣  日期：2019-01-16 13:36  瀏覽量：次

　　模塊化UPS電源構(gòu)成及優(yōu)缺點(diǎn)，你了解嗎?模塊化UPS電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極具彈性，功率模塊的設(shè)計(jì)概念是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可隨意移除和安裝而不影響系統(tǒng)的運(yùn)行及輸出，使投資規(guī)劃實(shí)現(xiàn)“隨需擴(kuò)展”，讓用戶隨業(yè)務(wù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)”，既滿足了后期設(shè)備的隨需擴(kuò)展，又降低了初期購(gòu)置成本。

　　模塊化UPS電源的結(jié)構(gòu)構(gòu)成：

　　模塊化UPS電源是由機(jī)架、UPS功率模塊、靜態(tài)開關(guān)模塊、顯示通信模塊以及電池組構(gòu)成。

　　1、功率模塊：包括傳統(tǒng)UPS的整流、充電、逆變以及相關(guān)控制電路等部分組成。

　　2、靜態(tài)開關(guān)模塊：UPS處于過載時(shí)的共用供電通道，是由雙向可控硅和控制電路組成。

　　3、顯示通信模塊：作為人機(jī)對(duì)話和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的平臺(tái)。

　　模塊化UPS電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析：

　　整流器：整流器是一個(gè)整流裝置，簡(jiǎn)單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個(gè)主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給負(fù)載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用；

　　逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

　　蓄電池：蓄電池是模塊化UPS用來作為儲(chǔ)存電能的裝置，它由若干個(gè)電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時(shí)間。其主要功能是：1、市電正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部。2、市電故障時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載；

　　靜態(tài)開關(guān)：靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān)，它是一種無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)，是用兩個(gè)可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān)，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機(jī)型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換；并機(jī)型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺(tái)逆變器。

　　模塊化UPS中的蓄電池在市電正常供電時(shí)處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲(chǔ)存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計(jì)算機(jī)設(shè)備，保持對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備供電的連續(xù)性。一般情況下，中小功率后備式模塊化UPS靠蓄電池維持供電的時(shí)間在10～30min左右。

　　模塊化UPS電源優(yōu)點(diǎn)：

　?、薄澳K化冗余并聯(lián)”技術(shù)避免了資源浪費(fèi)

　　在行業(yè)用戶的信息網(wǎng)絡(luò)供電系統(tǒng)建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)對(duì)高端UPS的容量產(chǎn)生錯(cuò)誤的、或是過低或是過高的預(yù)計(jì)，其結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致采購(gòu)成本過高、無(wú)法滿足負(fù)載需要或造成資源、空間及能源浪費(fèi)等情況。模塊化UPS電源通過可擴(kuò)充的模塊結(jié)構(gòu)有效解決了這一問題，它可以幫助用戶在未來發(fā)展不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資。

　?、哺甙踩⒁拙S護(hù)的熱插拔技術(shù)突破了應(yīng)用瓶頸

　　傳統(tǒng)高端UPS在日常維護(hù)、設(shè)備維護(hù)期間均需要采取轉(zhuǎn)旁路的方式，而負(fù)載在這種情況下是不受UPS保護(hù)的。因此，如果此時(shí)發(fā)生電源中斷、過載等故障，將會(huì)造成嚴(yán)重的損失，并且其維修過程相對(duì)繁瑣，不利時(shí)效。模塊化UPS系統(tǒng)中采用的熱插拔技術(shù)可以允許單體模塊在不需停電的前提下任意進(jìn)入或退出并聯(lián)單元，從而實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)系統(tǒng)的在線維護(hù)，同時(shí)無(wú)需專門的儀器或技術(shù)即可進(jìn)行。

　?、畴娫聪辔欢嘀萍夹g(shù)降低了采購(gòu)和管理成本

　　統(tǒng)高端UPS的電源輸入與輸出相位是固定的，因此用戶在進(jìn)行供電系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)為了顧全不同的相位及容量而增加UPS的數(shù)量。在模塊UPS電源系統(tǒng)下，則可以采用電源相位多制技術(shù)來改變過往單一性造成的制約，用戶無(wú)需再考慮如何采購(gòu)不同相位或容量的UPS產(chǎn)品來適應(yīng)系統(tǒng)的需要。

　　模塊化UPS缺點(diǎn)：

　　普及應(yīng)用還需突破價(jià)格關(guān)，模塊化UPS由于要便于單體更換操作，模塊的體積重量都較小。

　　模塊化UPS發(fā)展的難點(diǎn)主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數(shù)量的增加及降低價(jià)格三個(gè)方面。受到體積的限制，在UPS模塊功率加大的情況下，散熱就成了大問題。為了能達(dá)到安全工作的目的，模塊化UPS不但采用原有的被動(dòng)式散熱、主動(dòng)式散熱、軸流式散熱和風(fēng)道導(dǎo)流式散熱技術(shù)，還引入了熱管式散熱。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，所有UPS的輸出阻抗不可能一樣，加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負(fù)誤差，則各個(gè)模塊化UPS電源的電壓既有相位差又有幅值差，這些都限制了并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增加，進(jìn)而限制了整機(jī)功率的提高。

　　未來展望：未來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)UPS系統(tǒng)需求的不斷提高。像貿(mào)易的交流催生了集裝箱技術(shù)，集裝箱技術(shù)引發(fā)了全球運(yùn)輸業(yè)革命性的變革一樣，模塊化UPS電源必將引起不間斷電源新的革命，進(jìn)而成為未來UPS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。

　　總的來說，模塊化UPS電源安裝簡(jiǎn)單，擴(kuò)容方便，節(jié)約投資；并聯(lián)冗余，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高；維修方便，在線處理，可用性高。模塊化UPS是數(shù)據(jù)中心不可缺少的一部分。