艾默生UPS电源UHA1R-0100厂家报价

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中小型UPS电源的故障与对策

    随着UPS电源应用范围的日益扩大，在工作中存在的问题也不断出现，其中有些是UPS电源本身的原因，如整体设计不够合理，元器件质量欠佳等，也有人为造成的，如使用不恰当，维护不合理等。本文就“与使用者有关的UPS故障的起因及对策”进行探讨，这些问题容易被使用者所忽略，但是它对UPS的正常运行起着重要的作用。本文叙述的是当前应用较广的带有旁路及静态开关的在线式UPS。
 
UPS电源案例

常见的UPS故障及对策图1中小型UPS的组成

(1)UPS不能正常起动典型的中小型UPS组成如图1所示，在正常情况下，只要合上输入开关，UPS便自动工作在旁路供电方式(图1虚线)，这时负载由市电直接提供电源。当发出UPS起动命令后，UPS开始起动，约1分钟后自动由旁路供电方式转为逆变器供电方式(正常工作方式)。UPS不能正常起动的原因除机器内部的因素外，使用者首先应检查输入电压是否正常；对于三相输入的UPS，还要检查是否“缺相”。因为在UPS内部有一个检测电路时刻对输入电压进行监视，若存在“缺相”，输入电压的三相平均值必然低于正常值的?下限，检测电路便发出信号封锁UPS的起动，若检查输入电压正常，UPS仍未起动，对于单相输入的UPS要检查输入电压的火线与零线接线是否接反；对于三相输入的UPS则要检查其输入电压的相序是否正确。

(2)UPS起动后不能正常转换出现这种现象较大的可能是此时旁路电压超出其允许范围。UPS对于其输入电压的允许范围是比较宽的，一般为额定值的＋10％～－20％的范围内，但其旁路电压的允许范围只允许在其额定值的＋10％～－10％范围内。由此就出现了UPS虽然能够起动却不能转换到正常工作方式。出现不能正常转换的情况，首先应检查当时的市电电压(旁路电压)是否超出其允许范围，如已超出，则无需做任何处理，只要市电电压进入其允许范围，UPS就会自动地转换到正常工作方式。如检查的结果证实市电电压在允许范围内，可能是随着UPS使用时间的延长，其内部控制电路的某些参数发生了漂移，使得旁路电压的允许范围变小。这时需要对UPS内部的某些参数作必要的调整(较好由UPS的专业人员进行)。

(3)UPS在运行中频繁地转换到旁路供电方式UPS一般运行在正常工作方式，但是在某些情况下就会转到旁路供电方式。如当UPS本来负载就比较重，再起动其它的负载，UPS就因“过载”而转到旁路，等负载的冲击电流过去后，UPS又自动转换到正常工作方式，这种情况的频繁出现对UPS的稳定工作是不利的，应做相应处理。在接有多台微机及打印机等负载时，若在UPS的输出端安装一个开关集中控制这些负载的起动及停止是不恰当的。图2微机起动过渡过程图2是进行微机起动试验时的全部过渡过程，该过程表明，微机在开机瞬间的负载量比较大，随着加电时间的延长，其负载量逐渐趋于正常值。经计算，微机在开机瞬间的负载量约是正常工作时负载量的2～3倍。这样的控制方式在加载的瞬间必然造成UPS的过载而转换到旁路。为了避免其发生，有两种办法：一是仍采用集中控制设备起停，但必须在旁路方式下进行，待设备起动之后再起动UPS。由于旁路工作方式的过载能力较强，躲开了集中加载瞬间所产生的冲击电流。二是在正常工作方式的情况下加载，但由于逆变器的过载能力较弱，此时不能采用“集中加载”的方法，应逐步加载以分散加载时的冲击电流。

(4)UPS逆变器驱动管损坏使用者如何减少或避免这种故障的发生：①慎重选择UPS的负载，较好不带大功率可控硅负载、含可控硅桥式整流器及半波整流器等非线性负载。图3单相桥式整流器输入输出电压波形图3是单相桥式半控整流器电路及输入输出电压形图。当可控硅未被触发时，UPS的输出io电流为零，可控硅一旦被触发，UPS的输出电流突然由零上升至一个很大的值，可控硅的控制角(α)不同，其触发时UPS输出电流的上升值也不同；当控制角α接近90°时，UPS突然增大的输出电流将达到其较大值。UPS带上这样的负载，就相当于在其输出端不断地进行从零到数倍输出负载量的阶跃式脉冲加载和减载操作，显然这种情况对于逆变器的工作是不利的。②UPS在工作时电池组未接入或接入的电池组严重失效。蓄电池不仅能够储存电能，在UPS的工作中还相当于一个容量很大的电容器，起到稳定直流母线电压的作用。如果电池组未接入或接入的电池严重失效，则UPS工作时其逆变器输入端的直流母线电压就不稳定，当UPS突加或突减负载时尤为明显，这种不良情况容易造成逆变器驱动管损坏。

 
(5)当市电中断时，蓄电池不能维持对负载供电当市电中断，UPS立即关机，从而造成负载供电中断，这是由于蓄电池失效或其性能严重变坏，以致当市电中断时，蓄电池没有足够的能量来维持对负载供电。此时只要将不良蓄电池更换就可恢复正常。在检查蓄电池时，不能以测量蓄电池空载时端电压的高低来衡量其好坏，而应让它稍带负载，视其端电压变化。图412V、24AH蓄电池放电曲线图4是一条12V、24Ah蓄电池的放电曲线，其放电电流为16A。从曲线可以看到，在蓄电池空载时，其端电压为12.6V，一旦放电开始，其端电压突降，正常的蓄电池大约突降0.8V后端电压在一定的时间内基本保持不变；当蓄电池失效或性能严重变坏时，其空载端电压虽然基本正常，但只要放电，其端电压就会大幅度下降，下降幅度往往超出蓄电池的允许范围。检查蓄电池时，蓄电池带的负载值与蓄电池容量有关，推荐以蓄电池额定容量的70％作为放电电流值。如一节12V、24Ah的蓄电池可以让其在16A下放电，测量其端电压低于10V时则认为该蓄电池已经失效。据统计，由于蓄电池不能正常工作而引起的故障大约占UPS故障的1/3。
后备式：（StandbyorOff-line）

后备式UPS的本质特点就是具有离线的逆变器，并且由于逆变器平时为冷备状态，因此存在较长的电池切换时间。当市电输入良好时，UPS将市电直接导通到负载侧（没有在线调压装置）。只有当市电输入失败或供电质量超出UPS正常输入范围时，才启动逆变器并切换到电池放电状态。该类UPS输入范围窄，容量小（400W~1000W之间），在线及逆变输出质量差，且切换时间较长，长延时应用能力较差，因此综合的可用性较差，只适用于单台PC等非重要场合的一般性电源保护，但结构简单体积小噪音低，普遍具有较高的工作效率，以及经济的价格。

普通交互在线式：（LineInteractive）

该类UPS同样具有离线的逆变器，但为热备状态。当UPS在线工作时，逆变器作为双向变换器起到为电池充电的作用。而电池放电状态时，可快速投入逆变工作，因此可以提供更快的切换时间，确保负载在切换时不受到任何影响。同时提供相当程度的电压调整能力以及输入输出的滤波及浪涌抑制环节。从而可以提供良好的净化输出电源，对负载起到更好的保护作用。

高级交互在线式：（LineInteractivePlus）

除具有一般交互在线UPS性能外，又进一步拓宽了输入电压范围、缩小输出电压的波动范围（较在线式UPS稍宽），使之具有很高的可用性。同时在电池管理方面引入智能化管理，加快回充速度、延长电池寿命、并提供电池潜在故障的早期报警。因此，高级交互式UPS在充分考虑到UPS的可用性基础上，保持简化的结构，提供高效率及整机的高可靠性。交互在线技术在1KVA~3KVA容量范围内应用效果比较理想，对于大多数分布较分散的小型计算机网络及通讯设备而言，交互在线UPS以其独特的综合性能优势，得到广泛应用。但交互在线UPS也具有一定的局限性，除容量（1KVA~3KVA）限制外，其对频率*的适应性较差，因此对柴油发电机的适应能力也不如传统在线UPS好。

传统在线式：（On-Line）

该类UPS的本质特征就是逆变器始终在线工作，因此在电池切换中无须切换时间。在线UPS的结构决定了其输出与市电输入的无关性。因此对输入电的适应能力更强，尤其表现在对频率变化的适应能力。输出则提供非常精准的电压稳定度、频率稳定度，同时整机在噪声抑制、浪涌保护等功能上都大大提高。与前两者相比，相同容量的在线UPS更适合于输出范围要求严格的场合或柴油机供电、电网恶劣、频率及电压波动大的场合。另外，在线UPS容量范围比后备及交互在线UPS宽的多，由于技术上的可实现性，在线UPS可提供1~3840KVA的各容量段的不同应用。并且在长期的各种场合的使用中增加了很多辅助功能，如自动旁路、手动旁路、电池管理、通讯管理、效率优选、以及各种冗余方式的应用。因此，在应用范围上也较前两者更广，无论在小型分布式或大中型集中供电方式中，都有一席之地，尤其是在大中型集中供电方式中，更具有绝对优势。对于在线UPS本身来讲，面向集中可靠供电现场的大中型UPS在包括保护、可靠性、冗余措施等诸多方面的设计上与小型在线UPS比较，有着很大的飞跃，从而确保在重要场合应用的可靠性。

在线式UPS的美中不足就是，由于经历交直交等众多的电气环节，使得整机效率较低。因此，常常在小型分布供电应用中，与交互在线式UPS配合使用，发挥各自的优势。

下一代在线UPS主要特征：

随着UPS技术的不断深入发展，作为UPS的主要机型，在线式UPS的发展方向对整个行业都有着举足轻重的影响。而当今世界的大趋势是节能与环保，因此一些国际知名的大型UPS厂家在也在招手这方面的工作。赋予下一代在线UPS以新的特征，充分地体现了环保及节能方面的意识。

效率优选功能的采用，使在线式UPS更趋完美。该技术首先在1996年由金山特的PTPA系列UPS中作为可选模式推出，并在实际应用中收到了良好的效果。其技术的核心为高速检测与执行环节，UPS检测当前市电状况是否符合UPS的输出标准，从而控制UPS工作在旁路状态或在线状态。使用该方式工作，在一般市电质量下整机效率高达99%。

电池长寿技术也是各大UPS厂家竟相推出的功能，这些技术主要是从电池使用与维护的合理性角度出发，尽量使UPS电池工作在较佳的状态中，从而达到延长寿命的目的。

另外，目前大中型UPS普遍采用可控硅整流技术，该技术的较大弊端就是对输入电网或前端设备造成一定程度的谐波污染。而采用不控整流技术配合全IGBT的DC/DC功能可以很好地解决上述问题，从前由于技术不成熟而未被普遍采用，今后也将逐步成为发展趋势。