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UPS技術發展的成果，但在系統架構方面，以多模塊并聯為基礎，不僅實現了系統模塊的熱插拔，而且更好地處理了系統模塊獨立運作、相互協作和平穩轉換的關系。


　　1946年，美國貨車司機馬爾科姆.麥克萊恩研制發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相對于傳統立式(塔式)結構UPS而言，能夠安裝在標準機柜中，節省占地面積與空間，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,有些還包括靜態旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化最大的優點是能夠提高系統的可靠性和可用性，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，可以制定統一的標準，讓整套系統中的所有部件都能發揮出最佳性能，同時也可避免因兼容問題而出現的系統故障。


　　機架式模塊化UPS可以根據當前的業務需求進行配置，并且能在以后添加更多模塊。這種系統的優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時，獨立組件、標準接口以及簡單的操作既節省了時間又節約了費用。


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


　　安裝簡單，擴容方便，節約投資。


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


　　并聯冗余，運行穩定，可靠性高。


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


　　在傳統UPS產品中，用戶保障安全一般采用的是“1+1”或“N+1”并聯冗余方式，只能容錯一次。在機架式模塊化UPS系統中，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。“模塊化冗余并聯結構”比傳統UPS更為可靠。


　　維修方便，在線處置，可用性高。


　　傳統UPS需要專業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UPS技術發展的成果，但在系統架構方面，以多模塊并聯為基礎，不僅實現了系統模塊的熱插拔，而且更好地處理了系統模塊獨立運作、相互協作和平穩轉換的關系。


　　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UPS的整流、濾波、充電、逆變器等部分。但靜態旁通與系統的部分監控和顯示共用一個機架的。各模塊獨立控制并聯運行，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展水平而言，兩類結構各有優勢，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技術，使UPS系統不受集中控制技術中的可靠性限制，避免瓶頸故障的發生，提供N+X并聯冗余功能的模塊化并聯系統。


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


　　機架式的模塊化UPS從傳統立式(塔式)結構過渡而來，相對傳統立式(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使用。


　　在多臺UPS并聯時，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，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務系統的可靠性、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展，對UPS系統需求的不斷提高。像貿易的交流催生了集裝箱技術，集裝箱技術引發了全球運輸業革命性的變革一樣，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系統發展的趨勢。


　　模塊化UPS包括整流器、逆變器、有些還包括靜態旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化最大的優點是能夠提高系統的可靠性和可用性，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的安裝和修復時間。