交流单相在线式不间断电源【文献综述】

毕业设计文献综述

电气工程及其自动化

交流单相在线式不间断电源

随着社会的发展，人类对电能的需求正日益增加，同时对电能质量以及供电安全性的要求也越来越高。现代社会中，电能是一种使用最为广泛的能源，其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。在银行、证券、通信、工业自动化生产线、办公自动化、医疗、甚至物业管理等各行业中，供电故障将有可能带来巨大的经济损失。特别是随着Internet高速发展和信息化、网络化建设步伐的加快，数据安全成为各行业普遍关注的问题，供电故障对数据的安全性无疑是致命的。使用不间断电源(UPS, Uninterruptible Power System),确保关键用电设备的安全性是解决上述问题的最重要的方法之一。

最初的UPS电源是在二十世纪六十年代出现的靠电动机所带飞轮惯性提输出电源的质量和提供后备供电时间(一般不超过5秒);然后出现了以蓄电池组供电给直流电动机带交流发电机提供后备电源的供电系统，这种方式供电效率较低再后来是靠内燃机提供后备供电的UPS电源，这种UPS设备庞大笨重、操作不够灵活、而且效率低、噪声大。这些都是动态方式的UPS电源。

随着电力电子学的发展，可实现大功率的电能转换，于是出现了静态UPS,这种UPS 具有没有振动、噪音低、体积小、控制灵活、效率高等优点，现代UPS基本上都是静止型的。随着电力电子技术微电子技术的飞速发展，UPS技术也正在朝着网络化、智能化、自动化、远程监控化和数字化的方向发展。

(1)、UPS的网络化

网络时代的UPS产品已经由独立的外设产品发展成为整个计算机和网络系统不可分割的一部分，除了要求UPS产品可方便地接入网络和计算机，有些还要要求其能够实现与网络和计算机间的双向数据通讯。为实现网络连接，目前大多数的UPS产品都提供了RS．232，RS-485通信接口，对于要求能执行计算机网络控制管理功能的UPS来说，还配置了SNMP(silIIpIe Network Management Protoc01)，简单网络管理协议卡，实现了UPS 设备接入网络和计算机系统中。

(2)、UPS的智能化

智能化的UPS一方面实现了设备运行过程中自我状态的监控，对一些故障现象进行预处理，使UPS始终平稳可靠地运行，同时也实现了计算机和网络与UPS之间的双向数据通讯，用户可以在计算机和网络中的各个结点上实时监视和控制UPS电源的运行。利用这种控制功能，用户可以实时监视UPS电源的运行参数(例如：输入／输出的电压，电流和频率，UPS的电池组的充电／放电和电池的电压值，UPS的输出功率及有关的故障报警信息)，实现计算机和电源的互动。

(3)、UPS的自动化

自动化是指UPS电源自动完成一些自我检测、开关机控制、故障保护后的自动恢复，无需过多的人工干预。UPS的自动化是实现网络化和保证系统高可用的重要因素。

(4)、UPS的远程监控化

由于未来网络的广泛化和全球化，必然带来网络的复杂化，多种形式的网络系统连接在一起。作为网络系统的一部分，要求UPS电源能够实现在各种网络平台上的监控。因此目前像APC、中达一斯米克等公司的UPS监控软件都提供了多平台支持。实现远程化监控是UPS产品发展的另一趋势，由于因特网的普及，所有网络最终将接入因特网。因此目前许多厂商的产品尤其是中大功率产品除了能够实现网络化的本地监控外，还可实现Web远程监控。

(5)、UPS的数字化

DSP技术的使用提高了UPS产品输出电压的稳定性和纯净程度，同时也提高了UPS产品自身的可靠性。而IGBT技术和高频技术的应用，大大提高了电源效率，降低了系统噪音和电源自身的电力损耗，也提高了系统的可靠性。随着硬件技术的发展，计算速度的提高，必然促使UPS向数字化方向发展。提高逆变器的开关频率，可以有效地减小装置的体积和重量，并可消除变压器和电感的音频噪音，同时改善了输出电压的动态响应能力。

总之，随着计算机技术不断的提高，DSP产品的不断升级和完善，更加可靠、稳定、安全、小型化与完善的UPS产品将不断的开发出来。

现代UPS大体上可分为三大类: 后备式、在线互动式及在线式三大类。

(1)、后备式UPS

后备式UPS在市电正常时直接由市电向负载供电；当市电超出其正常的工作范围或停电时通过逆变电路，将蓄电池中存储的化学能转化成电能向负载供。

(2)、在线互动式UPS

在线互动式UPS在市电正常时与后备式UPS相同，也是直接由市电向负载供电，此时

UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电；在市电异常时逆变器立刻投入工作，将电池组电压逆变为交流电压输出给负载。其特点是：有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小等优点，但同样存在切换时间。

(3)、在线式UPS

在线式UPS在市电正常时，对市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供恒压恒频的交流电；在市电异常时，逆变器由蓄电池提供能量，由于逆变器始终处于工作状态，从而保证无间断的输出。其特点是，有较宽的输入电压范围，无切换时间，且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高，目前，功率大于3KVA的UPS几乎都是在线式UPS。

当前，数字革命和网络经济正席卷全球。随着各种信息系统在各个行业的应用，带动了不间断电源（UPS）的迅猛发展。作为直接关系到计算机软硬件能否安全运行的重要因素，电源质量的可靠性应当成为中小企业、学校等首要考虑的问题。

目前我国所用的UPS大多是国外的产品，进口产品品种齐全，功能完善，但是用户在使用和维修等方面有许多不便，而且价格昂贵。最近几年，虽然国内UPS生产厂家数量再不断增多，但是由于其技术水平的限制，产品性能和国外还有很大差距，所以期待着有高性能的国产UPS电源出现。这是选择本课题的目的。

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