UPS電源

　　機架式模塊化UPS在功率器件技術和制造工藝方面繼承了傳統(tǒng)UPS技術發(fā)展的成果，但在系統(tǒng)架構方面，以多模塊并聯(lián)為基礎，不僅實現了系統(tǒng)模塊的熱插拔，而且更好地處理了系統(tǒng)模塊獨立運作、相互協(xié)作和平穩(wěn)轉換的關系。


　　1946年，美國貨車司機馬爾科姆.麥克萊恩研制發(fā)明集裝箱運輸貨物獲得成功，1956年，他的第一支集裝箱船隊“理想六號”駛出了紐瓦克港。從此世界儲運史悄悄地翻開了新的一頁。


　　一種簡單的裝儲形式的變革—集裝箱用于儲運，碼頭裝卸時間大大縮短，由數天壓縮到數小時，而且每一艘船只的儲運量比以前提高了五倍，美國到歐洲的貨運時間足足減少了四周。


　　如今,一種機架式的模塊化UPS也正在或即將悄悄地引起一種這樣的變革。


　　按標準化模式生產的UPS機架式模塊化UPS相對于傳統(tǒng)立式(塔式)結構UPS而言，能夠安裝在標準機柜中，節(jié)省占地面積與空間，便于安裝、使用及維護，能夠使用較短的功率連接電纜。通過減少關鍵設備與負載之間的故障點，模塊化UPS可提高整個系統(tǒng)的可用性。


　　從設計和工作的原理方面來講的，模塊化UPS包括整流器、逆變器,有些還包括靜態(tài)旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化最大的優(yōu)點是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，任何一個模塊出現故障并不會影響其他模塊的正常工作，而且可通過熱插拔特性縮短系統(tǒng)的安裝和修復時間。


　　除此之外，模塊化UPS能夠給用戶帶來更好的可擴展性，這也為用戶的投資起到了很好的保護作用。


　　和集裝箱在工廠就開始裝貨的道理一樣，機架式模塊化UPS的安裝調試也是在工廠就開始的。以標準化的模塊為基礎的UPS，在產品的設計、生產、制造過程中，可以制定統(tǒng)一的標準，讓整套系統(tǒng)中的所有部件都能發(fā)揮出最佳性能，同時也可避免因兼容問題而出現的系統(tǒng)故障。


　　機架式模塊化UPS可以根據當前的業(yè)務需求進行配置，并且能在以后添加更多模塊。這種系統(tǒng)的優(yōu)化能力顯著降低了總擁有成本。


　　模塊化設計在重新配置功率以滿足不斷變化的業(yè)務需求方面，提供了極大的靈活性。在安裝、升級、重新配置或移動模塊化系統(tǒng)時，獨立組件、標準接口以及簡單的操作既節(jié)省了時間又節(jié)約了費用。


　　供電系統(tǒng)實現隨需應變機架式模塊化UPS與傳統(tǒng)UPS相比有相當大的優(yōu)勢。它的優(yōu)勢有主要有以下三個方面：


　　安裝簡單，擴容方便，節(jié)約投資。


　　機架式模塊化UPS使供電系統(tǒng)能隨需應變，讓容量隨著業(yè)務的發(fā)展而實現“動態(tài)成長”。既滿足了后期業(yè)務的擴展需求，又降低了用戶的初期購置成本。


　　并聯(lián)冗余，運行穩(wěn)定，可靠性高。


　　在機架式模塊化UPS中，功率模塊部分是并聯(lián)冗余的，每個模塊都配有輸入、輸出保險和輸入、輸出繼電器，任一個模塊發(fā)生故障，不影響整個系統(tǒng)工作。


　　在傳統(tǒng)UPS產品中，用戶保障安全一般采用的是“1+1”或“N+1”并聯(lián)冗余方式，只能容錯一次。在機架式模塊化UPS系統(tǒng)中，用戶只需要購買相應的功率模塊，即可實現“N+X”的故障冗余�！澳�塊化冗余并聯(lián)結構”比傳統(tǒng)UPS更為可靠。


　　維修方便，在線處置，可用性高。


　　傳統(tǒng)UPS需要專業(yè)技術人員到現場維修，模塊化UPS所有模塊都允許熱插拔，用戶可以介入維護，直接在線更換UPS備用模塊。


　　機架式模塊化UPS在功率器件技術和制造工藝方面繼承了傳統(tǒng)UPS技術發(fā)展的成果，但在系統(tǒng)架構方面，以多模塊并聯(lián)為基礎，不僅實現了系統(tǒng)模塊的熱插拔，而且更好地處理了系統(tǒng)模塊獨立運作、相互協(xié)作和平穩(wěn)轉換的關系。


　　機架式模塊化UPS目前比較有代表性的結構有兩類。


　　一類是功率模塊化UPS。功率模塊化機架式UPS由機架加功率模塊構成，功率模塊中包括傳統(tǒng)UPS的整流、濾波、充電、逆變器等部分。但靜態(tài)旁通與系統(tǒng)的部分監(jiān)控和顯示共用一個機架的。各模塊獨立控制并聯(lián)運行，機柜上部的顯示控制模塊僅作為用戶開關UPS主機和進行網絡化監(jiān)控平臺。


　　另一類是完全模塊化UPS。該類機架式模塊化UPS由機架加單體模塊構成，每個單體模塊內都裝有整個UPS電源與控制電路，包括整流器、逆變器、靜態(tài)旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板。每個UPS模塊均有獨立的管理顯示屏。


　　就相對目前的電力電子技術和元器件發(fā)展水平而言，兩類結構各有優(yōu)勢，也都有很出色的代表性產品，都可提供采用先進的分散并聯(lián)技術，使UPS系統(tǒng)不受集中控制技術中的可靠性限制，避免瓶頸故障的發(fā)生，提供N+X并聯(lián)冗余功能的模塊化并聯(lián)系統(tǒng)。


　　普及應用還需突破價格關目前制約機架式模塊化UPS發(fā)展的難點主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數量的增加及降低價格三個方面。


　　機架式的模塊化UPS從傳統(tǒng)立式(塔式)結構過渡而來，相對傳統(tǒng)立式(塔式)結構擁有寬闊的散熱通道，大尺寸大功率的散熱風扇的龐大體積而言，模塊化UPS由于要便于單體更換操作，模塊的體積重量都較小。


　　受到體積的限制，在UPS模塊功率加大的情況下，散熱就成了大問題。為了能達到安全工作的目的，模塊化UPS不但采用原有的被動式散熱、主動式散熱、軸流式散熱和風道導流式散熱技術，還引入了熱管式散熱。


　　為確保電源的最高可用性、可擴展性，模塊應該不限制數量地進行并聯(lián)使用。


　　在多臺UPS并聯(lián)時，其中最重要的指標就是電流均分，也就是說如果N臺UPS并聯(lián)，必須保證每臺UPS的輸出電流是總輸出電流的1/N，至少其相互之間的最大不平衡度要在要求范圍內（一般是小于2%）。


　　在實際應用中，所有UPS的輸出阻抗不可能一樣，加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負誤差，則各個UPS的電壓既有相位差又有幅值差，這些都限制了并聯(lián)臺數的增加，進而限制了整機功率的提高。


　　在同一功率水平下，模塊化UPS比傳統(tǒng)的UPS價格貴的多。


　　把機架式的模塊化UPS價格降到用戶可接受的范圍，是擺脫機架式的模塊化UPS系統(tǒng)目前的市場占有率不高、用戶群只能是那些有一定經濟實力且對業(yè)務系統(tǒng)的可靠性、可用性要求比較高的客戶，全面占領市場的惟一辦法。


　　未來，隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，對UPS系統(tǒng)需求的不斷提高。像貿易的交流催生了集裝箱技術，集裝箱技術引發(fā)了全球運輸業(yè)革命性的變革一樣，機架式模塊化UPS必將引起不間斷電源新的革命，進而成為未來UPS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。


　　模塊化UPS包括整流器、逆變器、有些還包括靜態(tài)旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化最大的優(yōu)點是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，任何一個模塊出現故障并不會影響其他模塊的正常工作，而且可通過熱插拔特性縮短系統(tǒng)的安裝和修復時間。