淺談UPS電源輸入輸出如何進行UPS選型

通常人們在談到UPS的選型時，大都首先談到UPS容量的選擇，即：用戶可以根據所用設備的負荷量統計值來選擇所需的UPS輸出功率(KVA值)，如果以KW值計算,就要乘輸出功率因數0.8，考慮到用戶今后擴容以及負載啟動時的沖擊，通常推薦設計參數是：用戶的負載量僅占UPS輸出功率的60%～70%為宜。即XKVA×60%～70%或XKVA×0.8×60%～70%。

但是，在現今的行業運用中，UPS的選型工作，遠沒有這么簡單。它要考慮到UPS的輸入和輸出介面兩方面的影響。即UPS對電網(或備份發電機)的影響，所帶負載對UPS的影響。

如下圖，是UPS的典型方框圖。

一、UPS輸入端

對電網而言，UPS的輸入端根據GB/Z17625.6-2003IEC6100-3-4∶1998的標準要求:大于16A的電氣設備，輸入功率因數大于0.92,輸入THDI小于8%，這是綠色電源的基本要求。

如果，UPS輸入端達不到以上標準，電網或備份發電機，尤其是發電機的容量必須在兩倍以上或更高。這是由于諧波電流大量存在，比如三相六脈沖整流器輸入諧波電流總含量高達30%--35%。如果是電網，則因電網容量大輸出內阻很低，不會對輸出電壓造成影響。但對于備份發電機組，其容量相對小內阻遠比電網大得多，因此，UPS的輸入諧波電流就會引起發電機輸出的電壓畸變，而不能帶動UPS工作，使UPS常工作在電池放電狀態。所謂諧波含量，就是各次諧波的平方和開方。

另外，電網或備份發電機所帶的其它設備，如果沒有作電磁兼容性(EMC)的要求，可能由于UPS輸入端THDI太大，而受到影響。

所以，在UPS的選型時，200KVA及以下的UPS，應首選采用IGBT整流，其輸入功率因數大于0.92,輸入THDI小于3%的UPS，200KVA及以上也要選用采用十二脈沖整流器，并加了相應諧波處理技術的UPS。

順便提一下，200KVA及以上UPS的IGBT整流器，目前的歐洲UPS生產廠家，還對1200V，IGBT大電流的并聯問題持謹慎態度，如已能批量生產一單元、二單元、四單元、六單元和七單元的IGBT標準型模塊，其最高水平已達到1800A/4500V。但是，300A/1700VIGBT模塊，它是由4個160A/1700VIGBT芯片和8個100A/1700V快恢復二極管組成。其它技術已經成熟。二、UPS輸出端

UPS的輸出特征一般有如下表述：

三相(380/415V可選)±1%，

負載變換響應時間(100%+/-2%5ms)

過載能力：125%for10分鐘，150%for60秒

峰值因數：3：1

電壓畸變：小于1%線性負載，小于3%非線性負載

1.三相(380/415V可選)±1%

是指UPS輸出的電壓精度，條件是所帶負載在一定的穩定范圍內。UPS一般都能達標。

2、負載變換響應時間(100%+/-2%5ms)

是指負載由0%--100%，100%--0%的突變中，輸出的電壓精度，穩定在+/-2%所需要的時間。只有采用SVPWM(空間矢量調制技術)的UPS才能達到，一般采用SPWM的UPS負載變換響應時間為(100%+/-2%20ms)，有時會使所帶負載工作受到影響。

空間電壓矢量控制PWM(SVPWM)也叫磁通正弦PWM法.它以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的,用逆變器不同的開關模式所產生的實際磁通去逼近基準圓磁通,由它們的比較結果決定逆變器的開關,形成PWM波形.此法從電動機的角度出發,把逆變器和電機看作一個整體,以內切多邊形逼近圓的方式進行控制,使電機獲得幅值恒定的圓形磁場(正弦磁通)。

空間矢量PWM技術既可以用在開環控制也可以用在閉環系統中，空間矢量控制可以獲得100%的直流母線電壓利用率。空間矢量方法把三相逆變橋所有開關狀態分為8種，2種狀態為0。這8種矢量的合成就產生了空間矢量波形。每一時刻給定的電壓矢量都可以由2個非零矢