UPS有你所不知的一面

在工程建設中經(jīng)常使用UPS，即不間斷電源系統。電氣工程師沒(méi)有人不知道UPS，但是未必人人對它都了解的那么深入。

UPS通常有在線(xiàn)式和后備式兩大類(lèi)型，兩者最大區別在于當市電電源停電后，前者電源轉換時(shí)間為零，對負荷而言是無(wú)縫轉換，而后者電源有一定的轉換時(shí)間。從這個(gè)意義上講，EPS是后備式UPS的衍生品，圖1是單相進(jìn)線(xiàn)EPS的系統圖。

圖1 EPS系統例圖

從工作原理上劃分，UPS可分為動(dòng)態(tài)UPS和靜態(tài)UPS。我們通常使用的多為靜態(tài)UPS，飛輪是動(dòng)態(tài)UPS。

按照應用場(chǎng)所可分為工業(yè)級UPS和商用UPS。工業(yè)級UPS由于使用環(huán)境相對惡劣，所帶的負荷含有動(dòng)力設備，對UPS質(zhì)量要求非常高，主要用于石油化工、軍事、電力、鋼鐵等行業(yè)。而數據中心、通信系統等使用的UPS多是商用機UPS，UPS室環(huán)境要比工業(yè)上應用好的多。

按照功率大小，UPS可以分為大功率UPS、中功率UPS和小功率UPS。這個(gè)比較好理解， 不用更多的解釋。

按照頻率劃分，UPS可分為工頻機和高頻機。近年來(lái)，這兩類(lèi)UPS性能的優(yōu)劣之爭一直在持續，各說(shuō)各的道理，各有各的優(yōu)勢。由圖2和圖3可知，工頻機與高頻機有比較大的區別，主要有：1）整流器件不同，工頻機為可控硅整流，高頻機為IGBT整流；2）母線(xiàn)電壓不同，工頻機為400V，高頻機為800V；3）工頻機的電池直掛母線(xiàn)，高頻機則需要通過(guò)電池充電器做DC/DC轉換才接入母線(xiàn)；4）工頻機有輸出隔離變壓器，而高頻機則沒(méi)有。這些優(yōu)點(diǎn)被自己放大，而缺點(diǎn)讓對手抓住不放！

圖2 工頻機原理框圖

圖3 高頻機原理框圖

上述各類(lèi)UPS大家都非常熟悉，圖4是A級數據中心UPS供電系統圖，UPS采用模塊化設計，每臺UPS自帶旁路，然后并聯(lián)使用。有過(guò)數據中心設計和建設經(jīng)驗的人員對這個(gè)系統應該比較熟悉。而我們對UPS按性能分類(lèi)未必那么的熟悉，可能比較陌生，這是IEC相關(guān)標準里的要求。

圖4A級數據中心UPS供電系統

VFI：UPS的輸出與市電電源的電壓和頻率無(wú)關(guān)。

VFD：UPS的輸出電壓和頻率取決于市電電源的電壓和頻率。

VI：UPS的輸出頻率取決于市電電源的頻率變化，而輸出電壓與市電電壓無(wú)關(guān)。

因此，UPS的分類(lèi)并不重要，而合理選用UPS才是關(guān)鍵。