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| 供貨周期 | 現(xiàn)貨 | 規(guī)格 | KM55-12 |
|---|---|---|---|
| 貨號(hào) | 凱鷹蓄電池 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 醫(yī)療衛(wèi)生,生物產(chǎn)業(yè),地礦,電子/電池,道路/軌道/船舶 |
| 主要用途 | UPS電源,、直流屏,、配電柜、應(yīng)急電源 |
產(chǎn)品分類品牌分類
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遼寧凱鷹蓄電池KM55-12 12V55AH型號(hào)重量
遼寧凱鷹蓄電池KM55-12 12V55AH型號(hào)重量
UPS（不間斷穩(wěn)壓電源） 作為一種穩(wěn)壓穩(wěn)頻純凈化的電源現(xiàn)已成為供電系統(tǒng)的核心部分, 受到了廣泛的認(rèn)可。在供電質(zhì)量較佳的歐美和日本, 已經(jīng)將UPS 作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)供電質(zhì)量相對(duì)較差, UPS 應(yīng)用更是必不可少,。了解UPS的工作原理和性能指標(biāo),，選擇與需求相匹配的UPS，對(duì)各個(gè)層次的應(yīng)用都具有重要意義,。
1UPS 的分類及工作原理
UPS分類方法多種多樣, 按性能指標(biāo)可以簡(jiǎn)單的將UPS分為以下幾類：①功率 ：大,、中、 ??；②輸出波形：方波、梯形波,、正弦波,；③輸入輸出方式：?jiǎn)蜗嗳雴蜗喑觥⑷嗳雴蜗喑?、三相入三相出?nbsp;
按工作原理還可以分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài) 兩大類,。動(dòng)態(tài)不間斷電源是依靠慣性飛輪存儲(chǔ)的動(dòng)能來維持負(fù)載電能供應(yīng)的連續(xù)性的,這種不間斷電源具有笨重、噪聲大,、效率低,、切換時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn), 已被靜態(tài)不間斷電源所取代。靜態(tài)UPS 以蓄電池組為儲(chǔ)能工具, 市電正常時(shí)交流市電經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟姴㈦娔艽鎯?chǔ)在蓄電池組中, 當(dāng)市電中斷時(shí)再由逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬砭S持向負(fù)載供電,。根據(jù)工作方式的不同, 靜態(tài)UPS又可分為后備式,、在線式、在線互動(dòng)式和Delta變換型4種類型,。
1.1后備式UPS
后備式UPS 主要由充電器,、蓄電池、逆變器和變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源4部分組成,，具有電路簡(jiǎn)單,、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn), 但是其輸出電壓穩(wěn)定精度差, 市電掉電時(shí)負(fù)載供電有一段時(shí)間的中斷,。另外受切換電流和動(dòng)作時(shí)間的限制, 輸出功率一般較小, 一般后備式正弦波輸出UPS 容量在2kVA 以下, 后備式方波輸出UPS 容量在1kVA 以下,。后備式UPS 的工作原理如圖1 所示。
圖1后備式UPS工作原理
1.2在線互動(dòng)式UPS
在線互動(dòng)式UPS與在線式UPS 相比, 省去了整流器和充電器, 而由一個(gè)身兼二職的逆變器/ 充電器模塊配以蓄電池組構(gòu)成, 具有效率高(可達(dá)98 %以上) ,、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn), 但是它大部分時(shí)間由市電直接給負(fù)載供電, 輸出電壓質(zhì)量差, 市電掉電時(shí)交流旁路開關(guān)存在斷開時(shí)間, 導(dǎo)致UPS 輸出存在一定時(shí)間的電能中斷,。其原理框圖如圖2 所示,。
圖2在線互動(dòng)式UPS原理
1.3Delta變換型UPS
Delta變換型UPS 又稱串并聯(lián)UPS , 它主要由低通濾波器、Delta變換器和主變換器構(gòu)成,。Delta變換型UPS 的優(yōu)點(diǎn)有: ①負(fù)載電壓由主變換器的輸出電壓決定, 輸出電能質(zhì)量好,；②主變換器和Delta變換器只對(duì)輸出電壓的差值進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償, 它們承擔(dān)的大功率僅為輸出功率的20% (相當(dāng)于輸入市電電壓的變化范圍) , 所以整機(jī)效率高、 功率余量大、 系統(tǒng)抗過載能力強(qiáng),；③輸入功率因數(shù)高, 可達(dá)99% , 輸入諧波電流小,。但是Delta變換型UPS主電路和控制電路相對(duì)復(fù)雜,可靠性差。其原理框圖如圖3 所示,。
圖3Delta變換型UPS原理
1.4在線式UPS
在線式UPS又稱串聯(lián)調(diào)整式UPS , 目前絕大多數(shù)大中型UPS都是在線式的,。在線式UPS一般由整流器、充電器,、蓄電池組和逆變器等部分組成, 在線式UPS的特點(diǎn)有: ①不論市電正常與否,負(fù)載都由逆變器供電, 所以當(dāng)市電發(fā)生故障的瞬間, UPS的輸出電壓不會(huì)產(chǎn)生任何間斷,；②由于UPS逆變器采用高頻SPWM調(diào)制和輸出波形的反饋控制, 可以向負(fù)載提供電壓穩(wěn)定度高、波形畸變小,、頻率穩(wěn)定以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的高質(zhì)量的電能,；③全部負(fù)載功率都由逆變器提供, 輸出能力受限制；④整流器和逆變器都承擔(dān)全部負(fù)載功率, 整機(jī)效率比較低,。其原理框圖如圖4 所示,。
圖4在線式UPS原理
從以上分析可以看出, 按技術(shù)性能優(yōu)劣排序,其順序應(yīng)為: 在線式UPS>Delta變換型UPS>在線互動(dòng)式UPS>后備式UPS。
理想的UPS 需要具有以下特性: ①輸入有很高的功率因數(shù),；②輸出電壓的諧波畸變率很低, 特別是在非線性負(fù)載下的總諧波畸變率,；③輸出電壓有很高穩(wěn)定度, 包括幅值和頻率的穩(wěn)定；④系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度非?？?；⑤系統(tǒng)有很強(qiáng)抗過載能力和抗負(fù)載沖擊能力, 包括人為的自然災(zāi)害；⑥系統(tǒng)有低的電磁干擾, 低的維護(hù)費(fèi)用, 低成本, 重量輕,體積??；⑦可多機(jī)并聯(lián)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)冗余式UPS 供電系統(tǒng)。
2UPS 的關(guān)鍵技術(shù)
UPS 按其容量大小不同可以分為30kVA 以上的大功率UPS,、5～30kVA 的中功率UPS 和5kVA以下的小功率UPS,。大功率UPS 在技術(shù)、工藝,、制造等多方面的難度也超出了中小功率的UPS。UPS 的關(guān)鍵技術(shù)主要有：
2.1逆變技術(shù)
逆變器是整個(gè)UPS 的核心,。對(duì)于UPS 逆變器的電路結(jié)構(gòu), 主要有以下幾種:
(1) 工頻機(jī)的逆變器,。這種逆變器結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是給用戶提供了真正的隔離電源, 具有諧波抑制作用, 可以提高單相負(fù)載過載能力; 缺點(diǎn)是輸出三相電壓相互耦合無法獨(dú)立控制以及裝置體積大。
(2) 高頻機(jī)的逆變器,。高頻機(jī)逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓可以獨(dú)立控制, 裝置體積小; 其缺點(diǎn)是輸入輸出不隔離, 導(dǎo)致可靠性和安全性變差, 并且輸出電壓有一定的直流成分,。
(3) 新型的在線式互動(dòng)技術(shù)。這種逆變器兼有高頻機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),。
(4) 四橋臂變換技術(shù),。這種技術(shù)正處在研究之中, 它可以使輸出三相電壓獨(dú)立控制, 但是其控制模型在多面體內(nèi)運(yùn)動(dòng), 算法復(fù)雜。
總的來說, 逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)近年來沒有大的突破。為了提高整個(gè)UPS 的性能, 更多的集中在UPS 逆變器控制技術(shù)研究上,。
2.2整流技術(shù)
傳統(tǒng)三相大功率UPS 一般采用晶閘管整流技術(shù), 在大功率段一般采用12 相甚至24 相整流技術(shù),。晶閘管整流的優(yōu)點(diǎn)在于原理簡(jiǎn)單、控制方法成熟,、效率高, 但是諧波電流大,。為了防止對(duì)電網(wǎng)構(gòu)成污染, 一般采用濾波器技術(shù), 可將12 脈沖整流的輸入諧波電流降到6%以下。隨著大容量全控器件的發(fā)展及控制水平的提高, 近年來出現(xiàn)了采用IGBT 的高頻整流技術(shù), 由于這些電路結(jié)構(gòu)可以不斷運(yùn)用各種新的數(shù)字控制方法, 它的功率因數(shù)可以達(dá)0.99 以上, 諧波電流小于3% , 是一種真正的綠色電源, 近年來開始成為研究的熱點(diǎn),。整流技術(shù)的熱點(diǎn)主要集中在電壓型三相整流技術(shù)和電流型三相整流技術(shù)兩種方案,。
2.3并聯(lián)技術(shù)
在某些特殊場(chǎng)合, 如大規(guī)模IDC、機(jī)場(chǎng)等, 要求UPS 的容量達(dá)到數(shù)兆伏安,。由于功率器件和散熱工藝等方面的限制, 必須將UPS 并聯(lián)才能達(dá)到所需的容量,。并聯(lián)技術(shù)的核心是各并聯(lián)部分的均流問題。UPS 的并聯(lián)比一般的直流電源并聯(lián)要復(fù)雜的多, 它必須滿足以下3個(gè)條件: ①每個(gè)逆變器的輸出電壓的幅值必須相等,；②每個(gè)逆變器的輸出電壓的頻率必須相等,；③逆變器的輸出電壓的相位必須*；采用并聯(lián)技術(shù)可以形成具有容錯(cuò)功能的冗余式供電系統(tǒng),。從目前掌握的資料來看, 有以下幾種冗余配置方案: ①集中式并聯(lián),；②從式并聯(lián)控制；③分散式控制,；④環(huán)鏈?zhǔn)娇刂?；⑤無線式控制；這幾種并聯(lián)方式, 從可靠性的角度看, 集中式差, 無線式控制好,。
3UPS 的發(fā)展動(dòng)向
采用微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)UPS 的智能化和網(wǎng)絡(luò)化;采用全數(shù)字控制手段控制UPS , 使UPS 能有效地滿足各種負(fù)載的要求(如非線性負(fù)載,、三相不平衡負(fù)載) , 即向數(shù)字化發(fā)展; 提高逆變器的開關(guān)頻率,應(yīng)用新型開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)高效率, 采用功率因數(shù)校正裝置, 減少諧波, 從而實(shí)現(xiàn)UPS 的綠色化; 采用冗余并機(jī)技術(shù)提高UPS 的容量和可靠性, 即實(shí)現(xiàn)大容量UPS 的單相冗余化。
3.1UPS 的智能化,、網(wǎng)絡(luò)化
為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展, UPS 中已經(jīng)開始配置RS232 接口,、RS485 接口、SNMP 卡和MODEM 結(jié)合, 成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分, 具有以下優(yōu)異的特性:
(1) 實(shí)時(shí)監(jiān)控功能,。它對(duì)UPS 電源的各模擬參量(市電的輸入電壓,、電流和功率因數(shù), 電池組的充放電電壓、充放電電流, 逆變器的充放電電壓,、電流,、功率因數(shù)及波形失真度, 逆變器電源和交流旁路電源的相位差和瞬態(tài)電壓差等運(yùn)行參數(shù))進(jìn)行實(shí)時(shí)高速采樣, 實(shí)現(xiàn)數(shù)字式監(jiān)控。類似的, 對(duì)UPS 中的表示工作狀態(tài)的開關(guān)量(主電源與交流旁路電源的輸入與否, 斷路器的接通與斷開, 輸入保險(xiǎn)絲是否完好, 電池組短路開關(guān)及靜態(tài)開關(guān)的接通與斷開等) 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,。
(2) 自診斷,、自保護(hù)功能。UPS 將實(shí)時(shí)采集來的各項(xiàng)模擬參量和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)與正常值進(jìn)行分析比較, 以判斷UPS 電源是否有故障隱患存在,。如果有故障, 根據(jù)相應(yīng)的故障信息級(jí)別在控制面板的顯示屏上以友好的圖形界面,、文字提示方式報(bào)警, 或者在現(xiàn)場(chǎng)和控制室以指示燈光,、報(bào)警器鳴叫方式報(bào)警, 也可以用自動(dòng)撥通電話等方式報(bào)警, 并作出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。
(3) 人機(jī)對(duì)話的控制方式,。大型UPS 電源可向用戶提供監(jiān)控器液晶顯示屏以圖形和文字方式顯示工作流程和參數(shù)信息,。可以提供讓用戶操作的可視化菜單,。并以幫助和不斷提示的方式引導(dǎo)用戶按照既定方式處理故障, 有效防止誤操作,。
(4) 遠(yuǎn)程控制功能。由于UPS 和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融為一體, 在遠(yuǎn)離UPS 電源機(jī)房的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的任一個(gè)管理平臺(tái)上經(jīng)過身份校驗(yàn)后, 可以對(duì)訪問網(wǎng)絡(luò)中的任一個(gè)UPS 電源的各種資料以及遠(yuǎn)程控制, 從而實(shí)現(xiàn)電源機(jī)房的無人值守,。
3.2UPS 的數(shù)字化
初的UPS 采用模擬控制方法有以下局限性:①電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 元器件多, 因器件特性差異造成各電源特性有所差別, 電源*性不好,；②一旦控制方法變動(dòng), 必須修改硬件控制板, 工作量大, 設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)；③因?yàn)橛布娐返木窒扌? 一些*的控制方法用模擬電路實(shí)現(xiàn)很困難或者無法實(shí)現(xiàn),。隨著數(shù)字處理器計(jì)算速度的不斷提高, 使得各種*的控制方法得以實(shí)現(xiàn), 使UPS 的設(shè)計(jì)具有很大的靈活性, 設(shè)計(jì)周期縮短, 性能大為提高,。
3.3UPS 的高頻化
提高UPS 逆變器的開關(guān)頻率, 可以有效地減小裝置的體積和重量, 并可消除變壓器和電感的音頻噪聲, 同時(shí)改善輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。在UPS 輸入端采用高頻整流, 可以獲得較高的功率因數(shù), 較低的諧波電流, 使UPS 具有較好的輸入特性,。采用高頻隔離可以取掉笨的工頻隔離變壓器, 進(jìn)一步減小裝置的體積和重量,。
3.4UPS 的并聯(lián)技術(shù)
當(dāng)今UPS 電源的發(fā)展趨勢(shì)是大功率化和高可靠性。雖然現(xiàn)在可以生產(chǎn)幾千kVA的大型UPS ,*可以滿足大功率要求的場(chǎng)合,。但是, 這樣整個(gè)系統(tǒng)的可靠性*是由單臺(tái)電源決定的, 無論如何是不可能達(dá)到很高的,。為了提高系統(tǒng)的可靠性, 就必須采用冗余式并機(jī)方式, 因而UPS 的并聯(lián)技術(shù)在近幾年得到了很大的發(fā)展。UPS 的并聯(lián)技術(shù)可以帶來以下幾個(gè)方面的好處: ①可以靈活地?cái)U(kuò)大電源系統(tǒng)的容量,；②可以組成并聯(lián)冗余系統(tǒng)以提高運(yùn)行的可靠性,；③*的系統(tǒng)可維修性。當(dāng)單臺(tái)電源出現(xiàn)故障時(shí), 可以很方便地通過熱插拔的方式進(jìn)行更換和維修,。