# UPS

UPS: Uninterruptible Power System，不间断电源系统

防电源`不稳定(断电、高电压、低电压)`，不允许3-5ms的中断

## 分类

### \(1\)按原理

1. 后备式: 正常时稳压供电\(同时给电池充电\)，异常时电池通过`逆变器`供电；没有电源净化；\(继电器\)切电有中断\(15ms\) ![](../.gitbook/assets/houbeishi_ups%20%281%29.jpg)
2. 互动式: 正常时稳压供电\(同时给电池充电\)，异常时电池通过`变换器(逆变器+充电器)`供电；电源净化功能差；\(继电器\)切电有中断\(4~8ms\) ![](../.gitbook/assets/hudongshi_ups%20%281%29.jpg)
3. 在线式: 逆变器始终为负载供电；电源完全净化；\(静态开关\)切电无中断\(0ms\)；是目前流行方式 ![](../.gitbook/assets/zaixianshi_ups%20%281%29.jpg)

### \(2\)配电方式

* 单进单出: 单线220V进，220V出
* 三进单出: 380V进，220V出
* 三进三出: 380V进，380V出

> `单`指`单相电`，`三`指`三相电`
>
> 中线应加粗1.5~2倍\(因为它要承载大电流\)

### \(3\)按逆变器可供电时间

* 标准机型: 15分
* 长延时: &gt; 15分

延长时间方法: 增大电池容量；选购大容量UPS

> 电池串联，电压变，容量不变
>
> 电池并联，电压不变，容量变

## 工作方式

1. **正常工作**方式
2. **电池逆变器工作**方式
3. **旁路工作**方式: 使用备用线直接接`市电`，无`电源净化`功能

## UPS冗余备用

> 是否具有`容错功能`，看负载。
>
> `负载功率`需要 &lt; `并联UPS`中`每一个单独UPS`可提供的功率

同幅度、相位、频率才允许并联

* 1 + 1
* N + 1

## 系统组成\(UPS机柜 + 蓄电池\)

* **整流器**: 交流 -&gt; 直流 \(实现功率因数校正 PFC\) \(没有反向电流，降低对电网的污染\)
* **逆变器**: 直流 -&gt; 交流 \(通过`开关管`的高速动作，输出纯净电流\)
* **旁路\(Bypass\)**: 直接用`市电`，不能保护负载
* **电池**

## 工作状态

> 优先级由高到低

* ECO模式 \(节能\)
* 市电
* 电池
* 旁路

## 性能指标

* 输入功率因数: $$\frac{有功}{有功+无功} \times 100\%$$ ; 它是衡量电网是否存在污染的指标
* 输入电流谐波: 属于`无功功率`，能量无法被使用
* 输入频率范围: ...
* 频率跟踪速率: 一秒钟内能完成的`输出频率改变`次数; \(输入市电不稳，需要跟踪它的频率，来调整输出\)
* 输出电压波形失真度: 输出波形中谐波所占的比率； 实际上就是`非正弦波部分`除以`总波形`
* 输出功率因数: 带非线性负载能力的强弱
* UPS输出效率: $$\frac{输出有功功率}{输入有功功率}$$
* 三相不平衡能力: 三相电中，`其中一相线路`负载`其他两路的能量之合`的能力
* 输入保护特性: 当输入的电力出了问题，切换到`电池供电`或`旁路(市电)供电`

## 工作原理

#### 逆变电路\(核心\)

市电 -&gt; 直流 -&gt; 交流

工作原理:

* 阶梯波逆变器: 利用不同相位的矩形波，叠加成正弦波
* 多脉冲调制: 利用一组`等高不等宽`的矩形波来`等效`正弦波 \(能量是相等的\)
* 正弦脉宽调制\(SPWM, Sinusoidal pulse width modulation\): 通过频率较高的`三角形载波`与`可变正弦波`组合形成`脉冲宽度不等、距离不等、高度相同 矩形波`

#### 静态开关

1. **转换型**, 有短时间的`同时供电过程`
2. **并联型**，没有`同时供电过程`

#### 反馈电路

![](../.gitbook/assets/基本的锁相环路.png)

压控振荡器: 受电压控制的振荡器

## 操作 UPS

#### 正常开机

1. 闭合`旁路开关`
2. 开机

> 这可以预防`因 UPS 无法正常启动，造成设备快速开关机`现象的发生

#### 维修前

1. 开启`静态旁路开关`
2. 通过程序面板，断开`逆变器`
3. 手动开启`维修旁路开关`
4. 断开`UPS主线路电流供应`开关

#### 维修后

做一次`维修前`操作的`逆过程`

