UPS的基本概念和基本電路實(shí)用教案

1、 上篇：UPS的基本( jbn)概念 下篇：UPS的基本( jbn)電路 第1頁/共84頁第一頁，共85頁。第2頁/共84頁第二頁，共85頁。AC DC ACDC第3頁/共84頁第三頁，共85頁。九、可靠性與可用性第4頁/共84頁第四頁，共85頁。第5頁/共84頁第五頁，共85頁。1.視在功率(sh zi n l) S =電壓V電流A =VA (伏安)2.有功功率 P = S 功率因數(shù)F =W (瓦特)3.無功功率 (乏)4.功率因數(shù)F =P/S=cos22QPSvar12FSQ第6頁/共84頁第六頁，共85頁。UC第7頁/共84頁第七頁，共85頁。 電壓 負(fù)載電流有效值Ia（ms）負(fù) 載 電

2、流脈沖 50HZb（ms）負(fù) 載 電 流脈沖峰值IP TaTaaaTfaFbgaFFPcos01. 0115 . 012 Tbbg5 . 0cos第8頁/共84頁第八頁，共85頁。Ip2Ip1 IUCUC31 51第9頁/共84頁第九頁，共85頁。IIS INtFS =IS/INUPSISIN第10頁/共84頁第十頁，共85頁。7.跟蹤速率：UPS輸出頻率跟蹤輸入(shr)頻率的速度第11頁/共84頁第十一頁，共85頁。000第12頁/共84頁第十二頁，共85頁。2211IUIUIURIUR若 I1 = I2，則U1 = U2，反之亦然。若 I1 I2，則U1 = U2，反之亦然。UIU2U1

3、 I1 I2oUIU2U1 I1 I2o第13頁/共84頁第十三頁，共85頁。AC DC ACDC第14頁/共84頁第十四頁，共85頁。AC DC ACDC第15頁/共84頁第十五頁，共85頁。 一臺30kVA UPS F= 0.8，要求帶相同(xin tn)功率的容性負(fù)載（即,F=+0.8） 計(jì)算： 原來UPS可提供 有功功率PW= 24kW, 無功功率Q = +18kvar, 負(fù)載需要： 有功功率PW= 24kW, 無功功率Q = +18kvar由于兩個無功功率不是抵消關(guān)系，而是相加關(guān)系，并且這時原本向外提供無功功率的電容也成了逆變器的負(fù)載，即此時UPS的無功功率就是36kvar，比UPS

4、的視在功率還大。 原來逆變器給出的電流只能是： IW= 24kW/220V=109A 而現(xiàn)在僅無功電流就需要 IQ= 36kvar /220V=164A 全部需要逆變器給出電流 A9 .196164109222Q2WIII第16頁/共84頁第十六頁，共85頁。變換器1變換器2380V/220V (1 10%)50Hz (1 5%)第17頁/共84頁第十七頁，共85頁。1%50%10%220VUPS給定的旁路電壓給定的旁路電壓(diny)范圍：范圍：380V/220V (1 10%)第18頁/共84頁第十八頁，共85頁。5 5V V12V12V24V24V來自UPS輸出電壓輸入電壓為額定值時的情

5、況T2T第19頁/共84頁第十九頁，共85頁。保持面積不變第20頁/共84頁第二十頁，共85頁。56%0.01%50HzFUPS給定的頻率范圍給定的頻率范圍(fnwi)：50Hz(1 5%)國家規(guī)定的電網(wǎng)頻率范圍國家規(guī)定的電網(wǎng)頻率范圍(fnwi)：50Hz 0.2Hz第21頁/共84頁第二十一頁，共85頁。2.三相(sn xin) 三相(sn xin)三線制 相序 三相(sn xin)四線制CACAUUUUUU333BBCABCABCABCBA333IIIIIICABCABCBAUUUUUUCABCABCBAIIIIIIUAUBUCABCIAIBICUABUBCUCANACB oIAIBIC第

6、22頁/共84頁第二十二頁，共85頁。第23頁/共84頁第二十三頁，共85頁。minUPFId（1）第24頁/共84頁第二十四頁，共85頁。第25頁/共84頁第二十五頁，共85頁。 容量增加方向第26頁/共84頁第二十六頁，共85頁。50A05 58 37 27 22 18 16 14 13 11 9.3 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 10h 12h 50A07 87 56 41 33 28 24 22 19 16 1450A09 116 75 55 44 37 33 29 26 22 1850A11 146 94 69 56 47 41 36 33 27 2350A13 1

7、75 112 83 67 56 49 44 39 33 2850A15 204 131 97 78 66 57 51 46 38 3250A05 50A07 50A09 50A11 50A13 50A15100Ah 160Ah 210Ah 260Ah 320Ah 370Ah第27頁/共84頁第二十七頁，共85頁。Senry FM65恒電流(dinli)放電表FM655m10m15m30m45m1h2h3h5h8h10h12h24h1.60V22015511068.050.140.22416.811.07.406.355.422.841.65V20214510967.049.639.02416.

8、811.07.406.355.422.841.67V19714210866.349.439.02416.811.07.406.355.422.841.70V19213710665.749.239.02416.811.07.406.355.422.841.75747.738.22316.310.67.396.205.302.841.80V15511796.061.747.237.422.615.810.47.005.905.102.701.85V11290.776.857.242.335.721.315.310.06.705.605.002.65第28頁/共84頁第二十

9、八頁，共85頁。第29頁/共84頁第二十九頁，共85頁。PFPd（2）第30頁/共84頁第三十頁，共85頁。50A15 665 603 554 449 382 296 250 187 151 11250A05 190 172 158 128 109 84 71 52 43 31 20m 25m 30m 45m 1h 1.5h 2h 3h 4h 6h50A07 285 258 237 192 163 127 107 79 64 4750A09 380 344 316 257 218 169 143 106 85 6550A11 475 430 395 321 272 211 179 133 10

10、9 8050A13 570 517 475 385 327 254 213 160 130 96第31頁/共84頁第三十一頁，共85頁。例：第32頁/共84頁第三十二頁，共85頁。 Senry FM65恒功率(gngl)放電表FM655m10m15m30m45m1h2h3h5h8h10h12h24h1.60 V36325719612896.278.045.832.121.114.311.910.35.41.65V34725419412595.275.745.132.121.114.311.910.35.41.67V34425219212493.875.745.132.121.114.311.9

11、10.35.41.70V33124818912292.475.745.132.121.114.311.910.35.41.75V30823218411290.875.744.331.620.814.211.710.35.41.80V27621617210589.975.243.531.120.614.011.69.95.31.85V22117915097.082.969.941.830.019.313.111.09.55.0第33頁/共84頁第三十三頁，共85頁。第34頁/共84頁第三十四頁，共85頁。1. 單相(dn xin) 單相(dn xin)2線制 火零線的確定 用試電筆或萬用表 單相

12、(dn xin)3線制 火零線的確定最大電阻(dinz)檔順時針：0 L N第35頁/共84頁第三十五頁，共85頁。UABUBCUCANACB oE E第36頁/共84頁第三十六頁，共85頁。UPS市電1市電2* 兩路市電同時(tngsh)接在同一臺UPS上第37頁/共84頁第三十七頁，共85頁。UPS市電1市電2* 實(shí)現(xiàn)(shxin)一主一備的合理方案第38頁/共84頁第三十八頁，共85頁。I1 I2U1U2N1 N2 C C第39頁/共84頁第三十九頁，共85頁。第40頁/共84頁第四十頁，共85頁。 VS1 VS2 VS3 VT1 VT2 VT3 VS4 VS5 VS6 VT4 VT5

13、VT6 Ua UbUcUaUbUcN市電變壓器 NVS1 VT1 VS2 VT2 VS3 VT3 R1 R2 R3第41頁/共84頁第四十一頁，共85頁。第42頁/共84頁第四十二頁，共85頁。接地裝置名稱接地電阻最大允許值（ ）3 35kV 配電所高、低壓共用接地系統(tǒng) 43 35kV線路桿、塔在居民區(qū)的接地系統(tǒng) 30PE或PEN線的重復(fù)接地 10 電子設(shè)備型號接地 4（在與防雷地共用時為1）屏蔽體、高頻電爐、X光設(shè)備以及10 100Kv試驗(yàn)設(shè)備等的接地 4 防靜電接地 10 建筑物防直擊雷沖擊接地電阻 10（第一、二類）30（第三類） 建筑物防雷電波侵入沖擊接地電阻 10（第一、二類）30（

14、第三類）建筑物防雷電感應(yīng)工頻接地電阻 10（第一類）1. 接地(jid)電阻的最大允許值第43頁/共84頁第四十三頁，共85頁。 UAUB NUC R IC IB IA0VEIN0VUNE一般的接法第44頁/共84頁第四十四頁，共85頁。在高頻(o pn)下，導(dǎo)線的集膚效應(yīng)使得電阻變大第45頁/共84頁第四十五頁，共85頁。MTTRMTBFMTBFA第46頁/共84頁第四十六頁，共85頁。表1-1 A=0.99999時的MTTR和MTBF的對應(yīng)(duyng)關(guān)系(n+1)修復(fù)時間MTTR 要求的MTBF 10min 16667 h 20min 33333h 30min 50000h 1h 10

15、0000h 2h 200000h 3h 300000h 4h 400000h 5h 500000h 10h 1000000h 20h 2000000h第47頁/共84頁第四十七頁，共85頁。只注重(zhzhng)MTTR的后果 MTBF1 （h） MTBF2（h） 同時(tngsh)出故障的周期（h） 50 51 2550 500 510 25500 5000 5100 255000 50000 51000 2550000第48頁/共84頁第四十八頁，共85頁。第49頁/共84頁第四十九頁，共85頁。第50頁/共84頁第五十頁，共85頁。 U1 = E -I r = E1-（r / R+r）

16、r / R+r = 0 Er IRU1電壓源原理方框圖第51頁/共84頁第五十一頁，共85頁。 I = E （ r+ R） r R Er R電流源原理方框圖第52頁/共84頁第五十二頁，共85頁。UinrUrIUoRrinoUUUAC DC AC DC市電輸入第53頁/共84頁第五十三頁，共85頁。rinoUUUrI Uo RUinIU Uo第54頁/共84頁第五十四頁，共85頁。UinrUr I Uo R變換器1市電負(fù)載(fzi)變換器2第55頁/共84頁第五十五頁，共85頁。第56頁/共84頁第五十六頁，共85頁。PWMPWMsync=第57頁/共84頁第五十七頁，共85頁。（d）Ui U

17、o 時（a）輸入電壓Ui（b）Ui Uo 時（c）Ui Uo 時主靜態(tài)開關(guān)主變換器防反饋控制器Delta 變換器 Delta變壓器 負(fù) 載L第58頁/共84頁第五十八頁，共85頁。Delta 變壓器 RFI (x)差模濾波器 EMC 150kHz L1 輸入(shr)NRFI扼流圈RFI (x)AC1 AC2L1輸出(shch)5次諧波失真(sh zhn)濾波GND GNDRFI(y) 理想50Hz電流發(fā)生器RFI (y)NRFI扼流圈第59頁/共84頁第五十九頁，共85頁。輸入電壓輸出電壓第60頁/共84頁第六十頁，共85頁。1234 輸入電流 輸出電流 輸入電壓 輸出電壓1234第61頁/

18、共84頁第六十一頁，共85頁。第62頁/共84頁第六十二頁，共85頁。第63頁/共84頁第六十三頁，共85頁。第64頁/共84頁第六十四頁，共85頁。第65頁/共84頁第六十五頁，共85頁。第66頁/共84頁第六十六頁，共85頁。第67頁/共84頁第六十七頁，共85頁。第68頁/共84頁第六十八頁，共85頁。第69頁/共84頁第六十九頁，共85頁。DC/ACInverter/charger COM1INPUT COM2NC1NO1NC2NO2RY5RY4NCNOTRANSFERCOM COMRY3NCNORY2NCNOCOM COMRY1NCNOOFFONOUTPUTPrimaryBoost/TrimLLNN第70頁/共84頁第七十頁，共85頁。第71頁/共84頁第七十一頁，共85頁。第72頁/共84頁第七十二頁，共85頁。0EEE第73頁/共84頁第七十三頁，共85頁。電 源控 制組 件3842 IC反饋213t2t1t3第74頁/共