简述UPS电源设备四大组成部件的原理或功能?

Question

如题所述

Answer 1

我们讨论一下小型在线式ups是如何运作的。当用户将ups的市电交流输入插头按照正确的交流输入极性插入市电供电插座中后，再按ups的“开机启动”开关即可进入开机启动。在ups刚开机的一段时间内（根据不同的设计，大约在10～20秒的范围内），市电电源首先经交流旁路→转换继电器的常闭触点，直接向负载供电。与此同时，在微处理器控制下位于ups内部的充电器开始向蓄电池组充电，位于ups中的整流滤波器→逆变器工作通道上的逆变器也开始工作。由于此时的逆变器电源是被送到转换继电器的常开触点上的，所以，此时的逆变器电源处于“空载”稳定运行状态。在ups的逆变器获得约20秒空载运行机会之后，在微处理器的控制下，转换继电器将要从刚开机时的释放状态进入吸合状态。这样转换继电器在切断市电电源通向负载的通道的同时，将会把逆变器电源与负载接通。上述操作就是ups所执行的从市电供电状态转逆变器电源供电的所谓“市电供电→逆变器电源供电”的切换操作。从此以后，用户的负载将一直处于由高质量的逆变器电源供电状态。然而，在ups的运作过程中，如果遇下述情况之一时，为保护位于所谓的“市电供电→逆变器电源供电”的切换操作，从此以后，用户的负载将一直处于由高质量的逆变器电源供电状态。然而，在ups的运作过程中，如果遇下述情况之一时，为保护位于ups中的逆为器不被过度破坏和确保对用户的连续供电，这时ups会自动执行从逆变器电源供电转交流旁路电源供电的切换操作。显然，一旦ups电源执行了“逆变器电源供电”→“交流旁路供电”切换操作后，用户所获得的电源将是一般的市电电网电源。ups电源执行逆变器电源供电→交流旁路电源供电的原因可能有：

·在ups输出端出现输出过载或短路故障；

·由于环境温度过高或冷却用风扇出故障而造成位于逆变器中的功率放大管（igbt管）的散热片温度超过90℃以上；

·ups中的逆变器本身出故障。

从上面的讨论中，我们可以看到：在ups电源的运行过程中，有可能需要执行“市电交流旁路电源供电→逆变器电源供电”切换操作。为此有两个问题，应引起我们特别注意：

（1）用于执行“市电交流旁路供电→逆变器电源供电”用的转换继电器必须选用快速继电器。

目前，在多数ups电源中所选的继电器的转换时间为2～4毫秒左右（这就意味着：当ups在执行上述切换操作时，有可能造成对用户负载的供电中断时间为4毫秒左右）。幸运的是：对于微型计算机来说，在它的运行过程中，只要供电中断时间不超过7～8毫秒，这种瞬间的供电中断不会对它的正常运行产生任何影响。

（2）当ups电源在执行“市电交流旁路电源供电→逆变器电源供电”操作时，有两路不同的交流电源同时出现在转换继电器的常开触点和常闭触点上。当两路交流电源在作切换操作时，为安全起见，应该尽可能地保证逆变器电源与交流旁路电源作到同频率、同相位和同电压幅度。从上面的讨论中，我们可知：位于ups电源中的锁相同步电路固然可确保这两路交流电源作到同频率、同相位，然而，对ups的电源来说，没有任何控制电路可以确保ups的逆变器电源的幅值与市电电源的电压幅值相等（见图1），这是因为pus的逆变器电源具有稳压输出特性，而市电电源的电压幅值是随市电电网所带的负载量大小不同而随时变化的。这样，当ups在作“市电交流旁路电源供电→逆变器电源供电”切换操作时，就会因两者的瞬态电压值不同而形成“环流”（注：所谓“环流”是指：有一部分电流在市电电网与逆变顺电源之间流动，而不是流向负载）。显然，如果“环流”过大，就很容易造成逆变器出故障。由此可见：为确保ups的安全运行，应尽量减少ups作“市电供电→逆变器电源供电”切换操作的次数，这也是降低ups故障率的重要因素之一。而ups输入电压范围的大小是决定“市电供电→逆变器电源供电”切换次数的主要因素，输入电压范围越宽，切换次数便越少，例如爱克赛公司的powerware9110 ups产品，它具有无与伦比的超宽输入电压范围（120～276va），大大减少了切换次数，从而降低了ups的故障率。
a．由于两路交流电源间出现相位差而产生的瞬态电压差
b．由于两路同步的交流电源间出现幅度差而产生的瞬态电源差
c．ups电源在执行市电旁路逆变器电源供电切换时可能出现的环流

Answer 2

　　1、控制器，控制器通过合理的控制，使UPS电源按设计要求给计算机提供稳定可靠的电能。控制器在UPS中有着举足轻重的作用。
　　2、蓄电池，蓄电池是储存电能的装置。在正常供电时，直流电源对蓄电池进行充电；它将电能贮存起来。当市电中断时，UPS电源将依靠储存在蓄电池中的能量输出直流电，维持逆变器的正常工作；保障机房能在断电情况下继续工作。
　　3、静态开关，静态开关主要作用是保证UPS电源系统不间断供电。通过电压检测信号，静态开关能够迅速判断将负载由逆变器供电转移到市电供电，或由市电供电转换为逆变器供电，即静态开关，就是完成转换并保证转换可靠、不间断供电的关键设备。
　　4、逆变器，将充电器或蓄电池送来的直流电转变成交流电输出，是UPS电源的核心部件，逆变器性能的好坏，对UPS电源输出波形、效率、可靠性、瞬态响应、噪声、体积、重量等方面有着决定性的影响。一台UPS电源性能好坏，主要是由逆变器的性能来决定的。本回答被网友采纳