艾默生UPS電源6KVA

時間：2018-07-30

艾默生UPS電源6KVA

中小型UPS電源的故障與對策

隨著UPS電源應用范圍的日益擴大，在工作中存在的問題也不斷出現(xiàn)，其中有些是UPS電源本身的原因，如整體設計不夠合理，元器件質(zhì)量欠佳等，也有人為造成的，如使用不恰當，維護不合理等。本文就“與使用者有關的UPS故障的起因及對策”進行探討，這些問題容易被使用者所忽略，但是它對UPS的正常運行起著重要的作用。本文敘述的是當前應用較廣的帶有旁路及靜態(tài)開關的在線式UPS。

UPS電源案例

常見的UPS故障及對策圖1中小型UPS的組成

(1)UPS不能正常起動典型的中小型UPS組成如圖1所示，在正常情況下，只要合上輸入開關，UPS便自動工作在旁路供電方式(圖1虛線)，這時負載由市電直接提供電源。當發(fā)出UPS起動命令后，UPS開始起動，約1分鐘后自動由旁路供電方式轉為逆變器供電方式(正常工作方式)。UPS不能正常起動的原因除機器內(nèi)部的因素外，使用者首先應檢查輸入電壓是否正常；對于三相輸入的UPS，還要檢查是否“缺相”。因為在UPS內(nèi)部有一個檢測電路時刻對輸入電壓進行監(jiān)視，若存在“缺相”，輸入電壓的三相平均值必然**正常值的?下限，檢測電路便發(fā)出信號封鎖UPS的起動，若檢查輸入電壓正常，UPS仍未起動，對于單相輸入的UPS要檢查輸入電壓的火線與零線接線是否接反；對于三相輸入的UPS則要檢查其輸入電壓的相序是否正確。

(2)UPS起動后不能正常轉換出現(xiàn)這種現(xiàn)象較大的可能是此時旁路電壓**出其允許范圍。UPS對于其輸入電壓的允許范圍是比較寬的，一般為額定值的＋10％～－20％的范圍內(nèi)，但其旁路電壓的允許范圍只允許在其額定值的＋10％～－10％范圍內(nèi)。由此就出現(xiàn)了UPS雖然能夠起動卻不能轉換到正常工作方式。出現(xiàn)不能正常轉換的情況，首先應檢查當時的市電電壓(旁路電壓)是否**出其允許范圍，如已**出，則*做任何處理，只要市電電壓進入其允許范圍，UPS就會自動地轉換到正常工作方式。如檢查的結果證實市電電壓在允許范圍內(nèi)，可能是隨著UPS使用時間的延長，其內(nèi)部控制電路的某些參數(shù)發(fā)生了漂移，使得旁路電壓的允許范圍變小。這時需要對UPS內(nèi)部的某些參數(shù)作必要的調(diào)整(較好由UPS的專業(yè)人員進行)。

(3)UPS在運行中頻繁地轉換到旁路供電方式UPS一般運行在正常工作方式，但是在某些情況下就會轉到旁路供電方式。如當UPS本來負載就比較重，再起動其它的負載，UPS就因“過載”而轉到旁路，等負載的沖擊電流過去后，UPS又自動轉換到正常工作方式，這種情況的頻繁出現(xiàn)對UPS的穩(wěn)定工作是不利的，應做相應處理。在接有多臺微機及打印機等負載時，若在UPS的輸出端安裝一個開關集中控制這些負載的起動及停止是不恰當?shù)?。圖2微機起動過渡過程圖2是進行微機起動試驗時的全部過渡過程，該過程表明，微機在開機瞬間的負載量比較大，隨著加電時間的延長，其負載量逐漸趨于正常值。經(jīng)計算，微機在開機瞬間的負載量約是正常工作時負載量的2～3倍。這樣的控制方式在加載的瞬間必然造成UPS的過載而轉換到旁路。為了避免其發(fā)生，有兩種辦法：一是仍采用集中控制設備起停，但必須在旁路方式下進行，待設備起動之后再起動UPS。由于旁路工作方式的過載能力較強，躲開了集中加載瞬間所產(chǎn)生的沖擊電流。二是在正常工作方式的情況下加載，但由于逆變器的過載能力較弱，此時不能采用“集中加載”的方法，應逐步加載以分散加載時的沖擊電流。

(4)UPS逆變器驅動管損壞使用者如何減少或避免這種故障的發(fā)生：①慎重選擇UPS的負載，較好不帶大功率可控硅負載、含可控硅橋式整流器及半波整流器等非線性負載。圖3單相橋式整流器輸入輸出電壓波形圖3是單相橋式半控整流器電路及輸入輸出電壓形圖。當可控硅未被觸發(fā)時，UPS的輸出io電流為零，可控硅一旦被觸發(fā)，UPS的輸出電流突然由零上升至一個很大的值，可控硅的控制角(α)不同，其觸發(fā)時UPS輸出電流的上升值也不同；當控制角α接近90°時，UPS突然增大的輸出電流將達到其較大值。UPS帶上這樣的負載，就相當于在其輸出端不斷地進行從零到數(shù)倍輸出負載量的階躍式脈沖加載和減載操作，顯然這種情況對于逆變器的工作是不利的。②UPS在工作時電池組未接入或接入的電池組嚴重失效。蓄電池不僅能夠儲存電能，在UPS的工作中還相當于一個容量很大的電容器，起到穩(wěn)定直流母線電壓的作用。如果電池組未接入或接入的電池嚴重失效，則UPS工作時其逆變器輸入端的直流母線電壓就不穩(wěn)定，當UPS突加或突減負載時尤為明顯，這種不良情況容易造成逆變器驅動管損壞。

(5)當市電中斷時，蓄電池不能維持對負載供電當市電中斷，UPS立即關機，從而造成負載供電中斷，這是由于蓄電池失效或其性能嚴重變壞，以致當市電中斷時，蓄電池沒有足夠的能量來維持對負載供電。此時只要將不良蓄電池更換就可恢復正常。在檢查蓄電池時，不能以測量蓄電池空載時端電壓的高低來衡量其好壞，而應讓它稍帶負載，視其端電壓變化。圖412V、24AH蓄電池放電曲線圖4是一條12V、24Ah蓄電池的放電曲線，其放電電流為16A。從曲線可以看到，在蓄電池空載時，其端電壓為12.6V，一旦放電開始，其端電壓突降，正常的蓄電池大約突降0.8V后端電壓在一定的時間內(nèi)基本保持不變；當蓄電池失效或性能嚴重變壞時，其空載端電壓雖然基本正常，但只要放電，其端電壓就會大幅度下降，下降幅度往往**出蓄電池的允許范圍。檢查蓄電池時，蓄電池帶的負載值與蓄電池容量有關，推薦以蓄電池額定容量的70％作為放電電流值。如一節(jié)12V、24Ah的蓄電池可以讓其在16A下放電，測量其端電壓**10V時則認為該蓄電池已經(jīng)失效。據(jù)統(tǒng)計，由于蓄電池不能正常工作而引起的故障大約占UPS故障的1/3。

后備式：（StandbyorOff-line）

后備式UPS的本質(zhì)特點就是具有離線的逆變器，并且由于逆變器平時為冷備狀態(tài)，因此存在較長的電池切換時間。當市電輸入良好時，UPS將市電直接導通到負載側（沒有在線調(diào)壓裝置）。只有當市電輸入失敗或供電質(zhì)量**出UPS正常輸入范圍時，才啟動逆變器并切換到電池放電狀態(tài)。該類UPS輸入范圍窄，容量小（400W~1000W之間），在線及逆變輸出質(zhì)量差，且切換時間較長，長延時應用能力較差，因此綜合的可用性較差，只適用于單臺PC等非重要場合的一般性電源保護，但結構簡單體積小噪音低，普遍具有較高的工作效率，以及經(jīng)濟的價格。

普通交互在線式：（LineInteractive）

該類UPS同樣具有離線的逆變器，但為熱備狀態(tài)。當UPS在線工作時，逆變器作為雙向變換器起到為電池充電的作用。而電池放電狀態(tài)時，可快速投入逆變工作，因此可以提供較快的切換時間，確保負載在切換時不受到任何影響。同時提供相當程度的電壓調(diào)整能力以及輸入輸出的濾波及浪涌抑制環(huán)節(jié)。從而可以提供良好的凈化輸出電源，對負載起到較好的保護作用。

**交互在線式：（LineInteractivePlus）

除具有一般交互在線UPS性能外，又進一步拓寬了輸入電壓范圍、縮小輸出電壓的波動范圍（較在線式UPS稍寬），使之具有很高的可用性。同時在電池管理方面引入智能化管理，加快回充速度、延長電池壽命、并提供電池潛在故障的早期報警。因此，**交互式UPS在充分考慮到UPS的可用性基礎上，保持簡化的結構，提供高效率及整機的高可靠性。交互在線技術在1KVA~3KVA容量范圍內(nèi)應用效果比較理想，對于大多數(shù)分布較分散的小型計算機網(wǎng)絡及通訊設備而言，交互在線UPS以其*特的綜合性能優(yōu)勢，得到廣泛應用。但交互在線UPS也具有一定的局限性，除容量（1KVA~3KVA）限制外，其對頻率*的適應性較差，因此對柴油發(fā)電機的適應能力也不如傳統(tǒng)在線UPS好。

傳統(tǒng)在線式：（On-Line）

該類UPS的本質(zhì)特征就是逆變器始終在線工作，因此在電池切換中無須切換時間。在線UPS的結構決定了其輸出與市電輸入的無關性。因此對輸入電的適應能力較強，尤其表現(xiàn)在對頻率變化的適應能力。輸出則提供非常精準的電壓穩(wěn)定度、頻率穩(wěn)定度，同時整機在噪聲抑制、浪涌保護等功能上都大大提高。與前兩者相比，相同容量的在線UPS較適合于輸出范圍要求嚴格的場合或柴油機供電、電網(wǎng)惡劣、頻率及電壓波動大的場合。另外，在線UPS容量范圍比后備及交互在線UPS寬的多，由于技術上的可實現(xiàn)性，在線UPS可提供1~3840KVA的各容量段的不同應用。并且在長期的各種場合的使用中增加了很多輔助功能，如自動旁路、手動旁路、電池管理、通訊管理、效率優(yōu)選、以及各種冗余方式的應用。因此，在應用范圍上也較前兩者較廣，無論在小型分布式或大中型集中供電方式中，都有一席之地，尤其是在大中型集中供電方式中，較具有**優(yōu)勢。對于在線UPS本身來講，面向集中可靠供電現(xiàn)場的大中型UPS在包括保護、可靠性、冗余措施等諸多方面的設計上與小型在線UPS比較，有著很大的飛躍，從而確保在重要場合應用的可靠性。

在線式UPS的美中不足就是，由于經(jīng)歷交直交等眾多的電氣環(huán)節(jié)，使得整機效率較低。因此，常常在小型分布供電應用中，與交互在線式UPS配合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

下一代在線UPS主要特征：

隨著UPS技術的不斷深入發(fā)展，作為UPS的主要機型，在線式UPS的發(fā)展方向對整個行業(yè)都有著舉足輕重的影響。而當今世界的大趨勢是節(jié)能與環(huán)保，因此一些****的大型UPS廠家在也在招手這方面的工作。賦予下一代在線UPS以新的特征，充分地體現(xiàn)了環(huán)保及節(jié)能方面的意識。

效率優(yōu)選功能的采用，使在線式UPS較趨**。該技術首先在1996年由金山特的PTPA系列UPS中作為可選模式推出，并在實際應用中收到了良好的效果。其技術的**為高速檢測與執(zhí)行環(huán)節(jié)，UPS檢測當前市電狀況是否符合UPS的輸出標準，從而控制UPS工作在旁路狀態(tài)或在線狀態(tài)。使用該方式工作，在一般市電質(zhì)量下整機效率高達99%。

電池**技術也是各大UPS廠家竟相推出的功能，這些技術主要是從電池使用與維護的合理性角度出發(fā)，盡量使UPS電池工作在較佳的狀態(tài)中，從而達到延**命的目的。

另外，目前大中型UPS普遍采用可控硅整流技術，該技術的較大弊端就是對輸入電網(wǎng)或**設備造成一定程度的諧波污染。而采用不控整流技術配合全IGBT的DC/DC功能可以很好地解決上述問題，從前由于技術不成熟而未被普遍采用，今后也將逐步成為發(fā)展趨勢。

總之，下個世紀的UPS將朝著低耗、長效、無污染的綠色電器方向發(fā)展。

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