UPS不間斷電源的分類方法很多,若按工作原理分,有動態式和靜態式,而靜態式又分為后備式和在線式,在線式有三端口式和串聯在線式。若按輸入輸出方式分,有單相輸入單相輸出,三相輸入單相輸出和三相輸入三相輸出。若按輸出波形分,有方波、梯形波和正弦波。若按輸出功率分,有小功率,中功率和大功率。作為單機標準化的功率容量是100VA到1000kVA。另外,UPS不間斷電源系統的功率容量是指供給負載的總功率容量。一般來說,中小功率容量是指UPS不間斷電源的單機功率容量;大功率容量是多個UPS不間斷電源構成的冗余并聯系統,全部UPS不間斷電源所能供給的功率容量。
動態式UPS不間斷電源的主要組成部分是整流器、電池、直流電動機、慣性飛輪和交流發電機。系統中的慣性飛輪是儲能裝置。當市電停電時,利用飛輪巨大的慣性使發電機組繼續供電,同時啟動袖機,當油機轉速與發電機轉速相同時,油機離合器與發電機相聯,完成由市電到油機的轉換。這種系統是發展較早的一種,穩定可靠、維護簡單,但設備龐大,操作控制不方便,效率低,噪聲大。
靜態式UPS不間斷電源中的后備電源是當市電正常時,市電經高頻濾波和抗浪涌無源濾波電路后直接輸送給負載,同時充電器給蓄電池充電,這時逆變器不工作市電斷電后,逆變器啟動將電池的直流能量轉變為交流,并輸送給負載。在此期間有一個轉換時間,轉換時間主要由繼電器的機槭跳動時間和逆變器的啟動時間決定,一般要求在10s內完成。其特點是電路簡單,易于實現,價格便宜,但由于它有切換時間、UPS電源輸出容易受電網波動的影響,因此供電質量不高。三端口式是屬于靜態在線式UPS,它就是TECHFINE公司推出的,利用鐵磁諧振原理達到穩壓效果的穩壓變壓器結構,核心部分是雙向變換器。
在市電正常時,雙向變換器這時起整流器作用,保持對負載的不間斷供電,給著電池充電當市電失壓或斷電時,雙向變換器叉起逆變器的作用,將電池的直流電壓變成50Hz的交流電壓,供給負載。因長時間后備供電有困難,另外,輸入電壓范圍窄,這使它帶發電機有困難。
串聯型在線式UPS不間斷電源在市電正常時,輸入交流電先經濾波器將電網中的污染濾掉,再經整流濾波,一方面給電池組提供直流電壓,另一方面為逆變器提供工作電壓,逆變器在調制信號的控制下,其輸出波形經變壓器和交流濾波器后,輸出一個穩壓穩頻的交流電給負載供電。在市電不正?;驍嚯姇r,蓄電池將直流能量經逆變器轉變成交流電,實現不間斷供電。當輸出過載量很大或短路時,逆變器能自動關閉,不聞斷地轉至靜態旁路由市電提供給負裁,在對UPS進行維修時,可將旁路開關閉合,不間斷對負載供電。這類UPS的線路復雜,保護功能和擴展功能強,能適應較寬的市電范圍和規事跟蹤范圍,可以滿足帶發電機用戶的較高要求,但價格高。
對于UPS不間斷電源的系統結構有多種方案,應根據負載的要求選用,典型的UPS不間斷電源系統結構如下:
1)輸出類型除了交流輸出的UPS以外,還有直流輸出的UPS。但本書只介紹交流輸出的UPS。
2)蓄電池的聯接方式
3)單機與冗余并聯方式。
4)冗余旁路方式。
5)元余待機方式等。
還有對市電的受電方式,對負載的供電方式,運行操作方式,監視等各種方式,廠家應根據價格與負載的要求選用UPS不間斷電源。