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由于和感性負(fù)載時相同的電動勢E在容性負(fù)載時產(chǎn)生了較高的發(fā)電機(jī)輸出電壓U,所以電壓調(diào)節(jié)器必須明顯地減小旋轉(zhuǎn)磁場。實(shí)際上,電壓調(diào)節(jié)器可能沒有足夠的范圍來完全調(diào)節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個方向連續(xù)勵磁含有磁場,即使電壓調(diào)節(jié)器全關(guān),轉(zhuǎn)子仍有足夠的磁場對電容負(fù)載充電并產(chǎn)生電壓,這種現(xiàn)象稱為"自激"。自激的結(jié)果是過壓或者是電壓調(diào)節(jié)器關(guān)機(jī),發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)則認(rèn)為是電壓調(diào)節(jié)器故障(即"失勵")。這任一種情況都會引起發(fā)電機(jī)停機(jī)。發(fā)電機(jī)輸出端所接的負(fù)載,可能是獨(dú)立的,也可能是并聯(lián)的,決定于自動切換柜工作的定時和設(shè)置。在某些應(yīng)用中,停電時UPS系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)接入的第一個負(fù)載。在其它情況下,UPS和機(jī)械負(fù)載同時接入。機(jī)械負(fù)載通常有啟動接觸器,停電后重新閉合需要一定時間,補(bǔ)償U(kuò)PS輸入濾波電容器的感性電動機(jī)負(fù)載要有。UPS本身有一段時間稱為"軟啟動"周期,將負(fù)載從電池轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī),使其輸入功率因數(shù)提高。然而,UPS的輸入濾波器并不參與軟啟動過程,他們連接在UPS的輸入端是UPS的一部分,因此,在某些情況下,停電時首先接到發(fā)電機(jī)輸出端的主要負(fù)載是UPS的輸入濾波器,它們是高容性的(有時是純?nèi)菪缘模?/span>
蓄電池在UPS系統(tǒng)管理中占有非常重要的地位,其監(jiān)測和控制方法將會影響電池的壽命長短和UPS本身的可靠性。
每臺UPS均配置1小時的蓄電池。供應(yīng)商提供的電源系統(tǒng)應(yīng)具有電池的智能化管理,采用微處理控制,具有自動“充電—放電”維護(hù)功能,嚴(yán)格按所配電池充/放電曲線工作。在不切斷市電、不影響逆變器工作、基本不消耗電池容量的情況下,對電池的狀態(tài)做出判斷,對異常狀況進(jìn)行告警,防止人為損壞和違規(guī)操作。通過電源管理軟件,還可以在危急情況下,自動關(guān)斷設(shè)備,并保存重要數(shù)據(jù)。
正因?yàn)榫哂腥绱吮姸嗟膬?yōu)點(diǎn),目前大多數(shù)UPS廠商都已發(fā)布模塊化UPS,越來越多的用戶已經(jīng)或正在考慮使用模塊化UPS建設(shè)新數(shù)據(jù)中心。但現(xiàn)今市場上的模塊化UPS所采用的技術(shù)不盡相同,客戶在選用過程中有一定的困惑,本文將基于筆者的應(yīng)用實(shí)踐與理解對兩種主流架構(gòu)的模塊化UPS進(jìn)行剖析,希望能給各位讀者一些幫助及啟發(fā)。
分布式是早期模塊化UPS經(jīng)常使用的一種架構(gòu)。此類模塊化UPS系統(tǒng)層面價于數(shù)立的UPS直接并聯(lián),其功率模塊利用小型UPS改造而成,可自主獨(dú)立工作,其特點(diǎn)是:①除整流、逆變的控制外,均流與邏輯切換也由內(nèi)部控制單元控制;②內(nèi)置容量與功率模塊容量一致的靜態(tài)旁路,在旁路模式時,由每個模塊內(nèi)的靜態(tài)旁路共同承擔(dān)負(fù)載。
智能化智能系統(tǒng)通過對各類信息的分析綜合,除完成UPS相應(yīng)部分正常運(yùn)行的控制功能外,還應(yīng)完成對運(yùn)行中的UPS進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,對電路中的重要數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理,從中得出各部分電路工作是否正常等功能;在UPS發(fā)生故障時,能根據(jù)檢測結(jié)果,及時進(jìn)行分析,診斷出故障部位,并給出處理方法;根據(jù)現(xiàn)場需要及時采取必要的自身應(yīng)急保護(hù)控制動作,以防故障影響面的擴(kuò)大;完成必要的自身維護(hù),具有交換信息功能,可以隨時向計(jì)算機(jī)輸入或從聯(lián)網(wǎng)機(jī)獲取信息。
高頻化第一代UPS的功率開關(guān)為可控硅,第二代為大功率晶體管或場效應(yīng)管,第三代為IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。大功率晶體管或場效應(yīng)管開關(guān)速度比可控硅要高一個數(shù)量級,而IGBT功率器件電流容量和速率又比大功率晶體管或場效應(yīng)管大得多和快的多,使功率變換電路的工作頻率高達(dá)50kHz.變換電路頻率的提高,使得用于濾波的電感、電容以及噪音、體積等大為減少,使UPS效率、動態(tài)響應(yīng)特性和控制精度等大為提高。