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[摘 要]随着科学技术的进步，电源设备的技术水平越来越高，现代已经研发出了UPS电源设备，也就是不间断电源系统，该设备的研制为很多生产工作带来了便利，但是计算机技术的升级对UPS电源设备的使用和维护管理提出了更高的要求，在此背景下，需要人们深入的了解该设备的使用原理，才能掌握其正确的使用和维护方法，提高设备的使用寿命和使用效率，保障系统的持续供电。
[关键词]UPS电源设备；工作原理；使用方法；维护要点
中图分类号：TH587 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
UPS电源设备已经被广泛的应用在气象系统、航空系统、电台系统等系统供电，随着同类技术的发展和创新，被应用系统对于UPS电源设备的使用有了更多的要求。在下文当中，笔者将对UPS电源设备的工作原理进行分析，帮助人们更加深入的了解该设备的运行过程，并提出设备的使用和维护方法，提高设备操作和使用的准确率。
一、UPS电源设备的工作原理分析
（一）电源工作原理分析
1、交流-直流转换：通过滤波、自耦变压器以及全波整流将交流电压变为直流电压，而后供给逆变电路。交流-直流输入可以通过软启动电路防止设备开机对电网造成冲击。
2、直流-交流逆变电路：UPS电源系统中直流-交流逆变电路使用的是大功率的IGBT模块全桥逆变电路，该逆变电路功率较大，有很多的富余量，由于动态输出范围内的阻抗比较小，因此逆变电路的反应速度非常快。IGBT模块全桥逆变电路使用了高频调制限流技术以及快速短路保护技术，也使得系统在供电电压瞬变以及负载冲击、断路的情况下依旧可以安全平稳的运行。
3、控制驱动：控制驱动是UPS电源设备整体运行控制的中心部分，其功能包括开机/关机显示、检测、同步、控制SPWM正弦脉宽调制以及保护，控制驱动有着较高的稳定性和可靠性，结合使用了静态电压与动态电压双重反馈，使得逆变器的工作非常稳定安全。UPS电源设备的整机的工作原理如图1所示：
（二）工作流程分析
当市政供电正常时，直流主电路有直流电压，供应直流-交流逆变器，输出稳定的220VAC交流电压，与此同时市政供电对电池进行充电。当市政供电电压不稳或电力供应中断，电池组直流电路隔离二极管开关，并将电力供应至直流回路。从电网到电池供电，中间没有间隔时间。当电池电量耗尽时，不间断电源发出声光报警，并断开逆变器停的运作，发出长鸣报警。该不间断电源还具有过载保护功能，当过载（150%负载）时自动跳转到旁路状态，当负载正常时自动返回。当严重过载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳至旁路状态，此时断路器可能在前面跳闸。故障后，开关关闭，重新启动。为了保证电源正常工作，避免过载或负载运行，在启动前计算电源。FR-UK型UPS电源设备的设计是为了承受额定功率的80%的负载能力，通常带计算机负载情况下设备的可承受的负载能力估算方式如下：
其中P表示设备的输出容量，Pi代表第i个负载伏安数。
每套PLC功率：220V×0.5=110VA
IBMPC客戶机及服务器：220V×1.5A=330VA
每台操作站功率：220V×2A=440VA
总功率：10×110VA+4×440VA+11×330
VA=6490VA
6490VA/0.8=8112VA
那么，上述生产线比较适用功率为10KVA的UPS电源设备。
二、UPS电源设备的使用方法分析
（一）工作温度控制和供电条件
UPS电源设备需要在室温15℃一30℃的环境下才能更好的进行工作，该温度条件下UPS电源设备各项指标和参数能够基本保持正常。一般情况下，应当在UPS主机柜输出相连的配电柜上装置合适容量的空开，以保护UPS电源设备自身的安全性和可靠性；采用双市政电力输入办法，一路电力通过UPS逆变后输出，另一路则直接通过旁路输出，双市政电力输入的优势在于大大提升设备系统的稳定性和安全性。
（二）开关机程序
以空分装置为例，将UPS电源设备应用到装置的目的在于对计算机系统、仪表就地盘、分析仪柜、现场仪表、控制系统机柜等用电设备进行保护，保证各个用电系统的持续运行。该装置用电设备较为复杂，且数量多，因此负载较大，所以，UPS电源设备的开/关机需要按照一定的次序进行。如果未能按照合适的次序进行开/关机操作，就可能引起启动电流过大，这是因为UPS电源设备各元件自身有额定的工作电流，在开机时没有先开启UPS电源设备的输入电源市电，就会对设备自身造成损害。正确操作是先启动输入电源试点，而后依次开启负载的顺序进行。同理，在其它供电系统中应用UPS电源设备，也需要根据用电设备和UPS电源设备的各项参数，采用合适的顺序开启设备，避免电流或电压不稳/过载造成设备损坏。
（三）负载控制
UPS电源设备在启动时具有一定的负载，考虑这种情况，在配置UPS电源设备时，需要将其单机系统的最大负载控制为系统额定容量的60%-80%左右，以保护设备安全。在日常的实践和操作中，对于大多数的用电设备或系统来说，要保障UPS电源设备以及用电系统自身的安全，将UPS电源设备的最大负载控制在标称功率的30%-60%之间最为合适。此外，为了更好的控制电源设备的负载，哈应当去除一些没必要使用UPS电源设备的系统，例如打印机、传真机等等，否则会使得UPS电源设备的负载及其不稳定，造成过载，损坏电源设备。
四、UPS电源设备的维护措施
为了保障UPS电源设备的使用寿命和使用效率，降低设备使用的损坏率和失误率，在使用过程中，应当通过以下维护措施，维持UPS电源设备使用的安全性、可靠性、持续性和稳定性。具体维护措施如下：
（1）按照相关的使用要求对UPS电源设备的使用环境进行控制，包括室内环境的温度、湿度、清洁度和光照度等等，尽量保持室内较低的湿度，避免设备潮化，保持室内通风和清洁，同时减少阳光的直接照射。
（2）对输人市电进行合理的选择和控制，使用相序符合UPS电源设备运行要求的市电，避免对设备造成损坏。
（3）日常操作中，应当按照正确的顺序开启或关闭相应的设备，同时，开机和关机操作应当间隔一定的时间，避免开机和关机操作过于频繁，一般情况下，开/关机操作应当保持60s的间隔时间。
（4）对UPS电源设备的负载进行合理控制，避免出现瞬时过载的情况，去除一些不必要的用电设备，尤其是带感性负载用电设备，例如空调、照明灯光以及电钻等等。
（5）观察并记录UPS电源设备的运行状态，例如指示灯状态以及其它参数，定期对设备进行除尘清洁，查看风扇运行情况，保持设备的良好降温；查看各个接头和插座的连接是否牢固、可靠，对于接触不良或者松动的地方要及时进行维修。
（6）作为设备的重要组成部分，在日常使用中必须重视对电池的维护和保养，根据其使用寿命进行报废和更换处理，避免超年限使用电池以及其它相關元件。
结束语
未来，UPS电源设备的工作环境会越来越复杂，应用层面也会越来越广泛，作为使用者，必须明确设备的工作原理以及相关的使用办法、维护措施，才能保障设备运行的安全性和可靠性。
参考文献
[1] 朱凯米；王昕；年涛.UPS电源工作原理及使用维护[J].河南科技，2014（14）：183-184.
[2] 刘骏；李贵勇.广播电视台站UPS电源的原理和使用维护[J].电子世界，，2014（05）：217-218.
[3] 刘金章.广播电视传输系统中UPS电源的使用与维护保养[J].科技传播，2015（07）：129-130.
[关键词]UPS电源设备；工作原理；使用方法；维护要点
中图分类号：TH587 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
UPS电源设备已经被广泛的应用在气象系统、航空系统、电台系统等系统供电，随着同类技术的发展和创新，被应用系统对于UPS电源设备的使用有了更多的要求。在下文当中，笔者将对UPS电源设备的工作原理进行分析，帮助人们更加深入的了解该设备的运行过程，并提出设备的使用和维护方法，提高设备操作和使用的准确率。
一、UPS电源设备的工作原理分析
（一）电源工作原理分析
1、交流-直流转换：通过滤波、自耦变压器以及全波整流将交流电压变为直流电压，而后供给逆变电路。交流-直流输入可以通过软启动电路防止设备开机对电网造成冲击。
2、直流-交流逆变电路：UPS电源系统中直流-交流逆变电路使用的是大功率的IGBT模块全桥逆变电路，该逆变电路功率较大，有很多的富余量，由于动态输出范围内的阻抗比较小，因此逆变电路的反应速度非常快。IGBT模块全桥逆变电路使用了高频调制限流技术以及快速短路保护技术，也使得系统在供电电压瞬变以及负载冲击、断路的情况下依旧可以安全平稳的运行。
3、控制驱动：控制驱动是UPS电源设备整体运行控制的中心部分，其功能包括开机/关机显示、检测、同步、控制SPWM正弦脉宽调制以及保护，控制驱动有着较高的稳定性和可靠性，结合使用了静态电压与动态电压双重反馈，使得逆变器的工作非常稳定安全。UPS电源设备的整机的工作原理如图1所示：
（二）工作流程分析
当市政供电正常时，直流主电路有直流电压，供应直流-交流逆变器，输出稳定的220VAC交流电压，与此同时市政供电对电池进行充电。当市政供电电压不稳或电力供应中断，电池组直流电路隔离二极管开关，并将电力供应至直流回路。从电网到电池供电，中间没有间隔时间。当电池电量耗尽时，不间断电源发出声光报警，并断开逆变器停的运作，发出长鸣报警。该不间断电源还具有过载保护功能，当过载（150%负载）时自动跳转到旁路状态，当负载正常时自动返回。当严重过载（超过200%额定负载）时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳至旁路状态，此时断路器可能在前面跳闸。故障后，开关关闭，重新启动。为了保证电源正常工作，避免过载或负载运行，在启动前计算电源。FR-UK型UPS电源设备的设计是为了承受额定功率的80%的负载能力，通常带计算机负载情况下设备的可承受的负载能力估算方式如下：
其中P表示设备的输出容量，Pi代表第i个负载伏安数。
每套PLC功率：220V×0.5=110VA
IBMPC客戶机及服务器：220V×1.5A=330VA
每台操作站功率：220V×2A=440VA
总功率：10×110VA+4×440VA+11×330
VA=6490VA
6490VA/0.8=8112VA
那么，上述生产线比较适用功率为10KVA的UPS电源设备。
二、UPS电源设备的使用方法分析
（一）工作温度控制和供电条件
UPS电源设备需要在室温15℃一30℃的环境下才能更好的进行工作，该温度条件下UPS电源设备各项指标和参数能够基本保持正常。一般情况下，应当在UPS主机柜输出相连的配电柜上装置合适容量的空开，以保护UPS电源设备自身的安全性和可靠性；采用双市政电力输入办法，一路电力通过UPS逆变后输出，另一路则直接通过旁路输出，双市政电力输入的优势在于大大提升设备系统的稳定性和安全性。
（二）开关机程序
以空分装置为例，将UPS电源设备应用到装置的目的在于对计算机系统、仪表就地盘、分析仪柜、现场仪表、控制系统机柜等用电设备进行保护，保证各个用电系统的持续运行。该装置用电设备较为复杂，且数量多，因此负载较大，所以，UPS电源设备的开/关机需要按照一定的次序进行。如果未能按照合适的次序进行开/关机操作，就可能引起启动电流过大，这是因为UPS电源设备各元件自身有额定的工作电流，在开机时没有先开启UPS电源设备的输入电源市电，就会对设备自身造成损害。正确操作是先启动输入电源试点，而后依次开启负载的顺序进行。同理，在其它供电系统中应用UPS电源设备，也需要根据用电设备和UPS电源设备的各项参数，采用合适的顺序开启设备，避免电流或电压不稳/过载造成设备损坏。
（三）负载控制
UPS电源设备在启动时具有一定的负载，考虑这种情况，在配置UPS电源设备时，需要将其单机系统的最大负载控制为系统额定容量的60%-80%左右，以保护设备安全。在日常的实践和操作中，对于大多数的用电设备或系统来说，要保障UPS电源设备以及用电系统自身的安全，将UPS电源设备的最大负载控制在标称功率的30%-60%之间最为合适。此外，为了更好的控制电源设备的负载，哈应当去除一些没必要使用UPS电源设备的系统，例如打印机、传真机等等，否则会使得UPS电源设备的负载及其不稳定，造成过载，损坏电源设备。
四、UPS电源设备的维护措施
为了保障UPS电源设备的使用寿命和使用效率，降低设备使用的损坏率和失误率，在使用过程中，应当通过以下维护措施，维持UPS电源设备使用的安全性、可靠性、持续性和稳定性。具体维护措施如下：
（1）按照相关的使用要求对UPS电源设备的使用环境进行控制，包括室内环境的温度、湿度、清洁度和光照度等等，尽量保持室内较低的湿度，避免设备潮化，保持室内通风和清洁，同时减少阳光的直接照射。
（2）对输人市电进行合理的选择和控制，使用相序符合UPS电源设备运行要求的市电，避免对设备造成损坏。
（3）日常操作中，应当按照正确的顺序开启或关闭相应的设备，同时，开机和关机操作应当间隔一定的时间，避免开机和关机操作过于频繁，一般情况下，开/关机操作应当保持60s的间隔时间。
（4）对UPS电源设备的负载进行合理控制，避免出现瞬时过载的情况，去除一些不必要的用电设备，尤其是带感性负载用电设备，例如空调、照明灯光以及电钻等等。
（5）观察并记录UPS电源设备的运行状态，例如指示灯状态以及其它参数，定期对设备进行除尘清洁，查看风扇运行情况，保持设备的良好降温；查看各个接头和插座的连接是否牢固、可靠，对于接触不良或者松动的地方要及时进行维修。
（6）作为设备的重要组成部分，在日常使用中必须重视对电池的维护和保养，根据其使用寿命进行报废和更换处理，避免超年限使用电池以及其它相關元件。
结束语
未来，UPS电源设备的工作环境会越来越复杂，应用层面也会越来越广泛，作为使用者，必须明确设备的工作原理以及相关的使用办法、维护措施，才能保障设备运行的安全性和可靠性。
参考文献
[1] 朱凯米；王昕；年涛.UPS电源工作原理及使用维护[J].河南科技，2014（14）：183-184.
[2] 刘骏；李贵勇.广播电视台站UPS电源的原理和使用维护[J].电子世界，，2014（05）：217-218.
[3] 刘金章.广播电视传输系统中UPS电源的使用与维护保养[J].科技传播，2015（07）：129-130.