實現(xiàn)UPS高可靠性的技術措施
?。?)低直流總線(BUS)波紋系數。“六脈沖整流”是低頻(50Hz)工作,而AC→DC變換器是高頻(8~10kHz)PWM變換,因此直流濾波電容將大大減少。“六脈沖整流”為了降低直流BUS紋波,常采用數十只大容量電容并聯(lián),為了降低成本常選用電解電容,但電解電容在長期工作后常發(fā)生電解液干涸及漏電嚴重的現(xiàn)象。這些都是引起UPS不可靠工作的常見原因。M-UPS由于采用“高頻整流”,因而濾波電容容量可降至電解電容的1/10,因此電容故障率可大為降低。
?。?)低輸出諧波失真。在100%的非線性負載下,輸出電壓波形失真度為:THD≤3%,而其他品牌一般為THD≤5%。從百分數看起來相差不大,但這是一個從量變到質變的過程,降低THD1%~2%,需要采取多方面電路設計措施。如果沒有全數字化技術,沒有雙DSP控制是很難達到此指標的。眾所周知,UPS大部分故障是由于非線性負載瞬間變化的沖擊造成的,M-UPS對非線性負載的適應能力是很強的,故可靠性是很高的。
?。?)混合型晶閘管開關。M-UPS從逆變器輸出切換至旁路是采用可關斷晶閘管(GTO)的靜態(tài)開關與電流接觸器并聯(lián)方式,既滿足了高速切換,而GTO器件又可以采取自冷方式,因此UPS體積小,而且提高了效率及可靠性。
?。?)市電輸入具有軟起動功能。當輸入交流電源恢復時,由于M-UPS設計有軟起動功能,使輸入電流緩慢上升,減少了UPS對輸入電源的沖擊,無論是由市電或自備發(fā)電機供電,都有利于提高轉換的可靠性。
?。?)逆變器輸出端無晶閘管靜態(tài)開關。M-UPS由IGBT/IPM功率器件組成的逆變器能夠抑制瞬時大電流沖擊,無需在UPS逆變器輸出端接上其他品牌UPS都必須接入的晶閘管靜態(tài)開關,此技術使M-UPS獲得更高的效率和更高的可靠性。
(8)交流和直流功率分配功能。當UPS由自備發(fā)電機供電時,而自備發(fā)電機容量又不足,則UPS可以將輸入容量限制在自備發(fā)電機的最大輸出容量,不足部分則可由蓄電池供給,這樣可以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性。
?。?)三相獨立控制功能。M-UPS采用三相獨立,瞬時波形控制,輸出端可適用于單相或三相負載,同樣可以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性。
?。?0)非線性負載適應功能。M-UPS由于采用數字化及快速反饋技術,負載波峰因數比CF=3.6,對于100%非線性負載從空載(0%)到滿載(100%)跳變,輸出端電壓的變動也極其微小,從而大大提高其適應任何負載運行的可靠性。
5高超的冗余并機技術
大功率UPS雖然可靠性提高,但由于使用環(huán)境的突然變化(如市電電壓超出范圍、負載瞬間故障)、運行人員的錯誤操作、UPS本身零件的老化、個別元器件早期失效等因素都會導致UPS發(fā)生故障,對諸如金融、航空、醫(yī)療、郵電、交通、國防等系統(tǒng)要求供電質量很高的負載,還必須進一步提高UPS的可靠性。
近年來世界上發(fā)展了多種方法來擴展大功率UPS系統(tǒng)的平均無故障時間,其中冗余并機技術發(fā)展較為迅速。冗余方法確能提高USP系統(tǒng)的可靠性,但如何實現(xiàn)“冗余”卻是值得研究的問題。M-UPS由于采用全數字化電路設計,因而具有高超的冗余并聯(lián)運行技術,有別于并機柜、并機板、并機模塊及無線并機等并機方案。
?。?)并機運行的UPS配備獨立的電壓與相位控制,沒有公共控制部分,不存在“瓶頸”現(xiàn)象。
?。?)并機調試非常簡單,只須每臺UPS參數設置好后,即可投入并聯(lián)運行,不需要像有些品牌UPS要在滿負荷運行時調節(jié)功率均分。
?。?)由于M-UPS全數字化控制及軟件設置參數,并機運行的每臺UPS輸出波形、相位及電壓值都非常一致,因此并機環(huán)流幾乎為零,這樣除了提高運行效率外,更重要的是提高并聯(lián)聯(lián)運行的可靠性。
?。?)在沒在并機柜的條件下,可以多機并聯(lián)運行。理論上不受并機臺數的限制;目前已投入實際運行的系統(tǒng)為8臺UPS并聯(lián)運行。
?。?)在并聯(lián)系統(tǒng)中的一臺UPS發(fā)生故障及正在維修時,負載仍能保證由UPS供電,不像有些品牌UPS需要轉入維修旁路,M-UPS能真正做到脫機維修,這是提高并機系統(tǒng)可靠性的關鍵所在。
?。?)超長的平均無故障時間,兩臺UPS并聯(lián)加上靜態(tài)旁路系統(tǒng),使MTBF數值大幅度提高。
由于M-UPS采用優(yōu)化的設計、先進的工藝、嚴格的生產管理,使其具有很高的固有可靠性;同時由于M-UPS采用高質量、高可靠的功率器件IGBT/IPM,全數字化的設計,直接數碼控制技術,使其在世界UPS品牌中脫穎而出。它除了具有高質量、高指標、高可靠、多功能等特點外,還兼具節(jié)能、環(huán)保功能,它不僅滿足今日的需要,更是UPS今后發(fā)展的方向。
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