在线式UPS的原理分析报告（共五则范文）

第一篇：在线式UPS的原理分析报告

工频在线式UPS的原理分析 On－ line UPS Principle Analysis

------Daibf 1在线式UPS工作原理

电路结构如图3－1所示，输入滤波器实质上就是EMI滤波器，一方面滤除、隔离市电对UPS系统的干扰，另一方面也避免UPS内部的高频开关信号“污染”市电。

在线式UPS不论是由市电还是由蓄电池供电，其输出功率总是由逆变器提供。市电中断或送电时，无任何转换时间。

平时，市电经整流器变成直流，然后再由逆变器将直流转换成纯净的正弦电压供给负载。另一路，市电经整流后对蓄电池进行充电。正常供电时的工作原理见图3－1（a）。

图3－1（a）正常供电时在线式UPS工作原理示意图

一旦市电中断时，转为蓄电池供电，经逆变器把直流转变为正弦交流供给负载。市电中断时的工作原理见图3－1(b)。

图3－1（b）市电中断时在线式UPS工作原理示意图

图3－1（c）市电正常而逆变器故障时的工作原理示意图

在市电正常供电状态下，若逆变器出现故障，则静态开关动作转向由市电直接供电，此时的工作原理见图3－1(c)。

如果静态开关的转换是由于逆变器故障引起，UPS会发出报警信号；如果是由于过载引起，当过载消失后，静态开关重新切换回到逆变器输出端。2在线式UPS充电电路

虽然后备式UPS中的恒压充电电路具有电路简单、成本低廉等优点。但这种充电电路使蓄电池组初期充电电流较大，影响蓄电池的寿命。所以在在线式UPS中一般采用分级充电电路，即在充电初期采用恒流充电，当蓄电池端电压达到其浮充电压后，再采用恒压充电。在线式UPS蓄电池的典型充电特性如图3－2所示。

图3－2在线式UPS蓄电池理想充电过程

图3-3 小型在线式UPS充电电路

图3－3所示为小型在线式UPS的常见充电电路，该电路的工作原理如下：

变压器将市电电压由220V降到110V，经整流滤波后变成140V的直流电压U1，这个电压分成两路：一路由R1降压和V1、V2稳压后，得到18V左右的电压U2，加到集成控制器（UC3842）的7端，作为该控制器的辅助电源；另一路经电感L1后加到场效应管V3的漏极。V3工作在开关状态，是个提升式（BOOST）开关稳压器，当UC3842的6端输出一正脉冲方波时，V3导通，电压U1几乎都降在电压L1上，通过L1的电流等于漏极电流ID，当正脉冲方波过去后，在该脉冲的后沿激起一个反电势电压Δu。这个反电势电压的方向正好与整流电压U1相叠加，经过二极管V4的充电电压UO为：UO=U1＋Δu

这样，蓄电池就得到了足够的充电电压，因为Δt和ΔID由电路参数决定，该充电电压是固定不变的。随着电池组的充电，当其端电压提高到设定值后，再经R7送到RP及R5组成的分压器上，经分压后的反馈信号送到UC3842的输入端2，经过该信号的控制，使6端输入脉冲的频率降低，这样一来充电电压的平均值比原来减小，于是充电的电压被稳定下来。

电流的控制过程是这样的：电流的采样信号是由V3源极上的R10取得的，当充电电流增大时，由于对应频率的增加，V3开关频率增加，在R10上通过电流所造成的电压平均值增大，这个增大了的电压US经R11、C6平滑后送到UC3842的3端，使6端输出脉冲的频率下降，从而也稳定了电流。

由上述可见，这个充电电路实际上是个具有限流稳压功能的开关电源，只要将额定电压、浮充电压、恒流充电电流设置恰当，就能使蓄电池的充电过程基本上沿着理想的充电曲线进行，从而延长蓄电池的使用寿命。3在线式UPS逆变器

3.1逆变器控制技术——正弦脉宽调制

正弦脉宽调制是根据能量等效原理发展起来的一种脉宽调制法，如图3－4所示。

为了得到接近正弦波的脉宽调制波形，我们将正弦波的一个周期在时间上划分成N等份（N是偶数），每一等份的脉宽都是2π/N。在每个特定的时间间隔中，可以用一个脉冲幅度都等于UΔm、脉宽与其对应的正弦波所包含的面积相等或成比例的矩形电压脉冲来分别代替相应的正弦波部分。这样的N个宽度不等的脉冲就组成了一个与正弦波等效的脉宽调制波形。

图3－4正弦脉宽调制的能量等效图

（a）调制电路

(b)波形图

图3－5正弦脉宽调制法调制电路及波形图

在实际的小型UPS中，常用图3－5（a）所示的用比较器组成的正弦脉宽调制电路来实现上述脉宽调制的目的。若将三角波脉冲送到比较器的反相端，将正弦波送到比较器的同相端，则在正弦波电压幅值大于三角波电压时，比较器的输出端将产生一个脉宽等于正弦波大于三角波部分所对应的时间间隔的正脉冲。于是在电压比较器的输出端将得到一串矩形方波脉冲序列。假设三角波的频率fΔ与正弦波的频率f～之比为fΔ/f～=N（N称为载波比），为了使输出方波满足奇函数，N应是偶数。这种正弦脉宽调制方式的另一个重要特点是：在正弦波幅度小于三角波幅度范围内，输出波形中不包含3、5、7次等低次谐波分量。在脉宽调制输出波中仅存在与三角波工作频率相近的高次谐波。在目前实际使用的中、小型UPS中，正弦波的工作频率是50Hz，三角波的工作频率在8～40kHz之间。因此，采用这种正弦脉宽调制法的逆变器输出电压波形中，实际上基本不包含低次谐波分量，它们所包含的最低次谐波分量的频率都在几kHz以上。正因为如此，在正弦波输出的UPS装置中，逆变器所需的滤波器尺寸可以大大减小。实际上，在目前的中、小型电源中，一般都是利用输出电源变压器的漏电感再并联一个8～10μF的滤波电容即可构成逆变器的输出滤波器。3．2逆变器电路

在线式UPS多采用单相桥式逆变电路，如图3－7所示。它是由直流电源E、输出变压器T及场效应管V1～V4管组成。

图3-7 单相全桥逆变电路

单相桥式逆变电路按其工作方式可分为：同频逆变电路、倍频逆变电路。（1）同频逆变电路

在同频逆变电路中，场效应管V1、V2、V3、V4的栅极G1、G2、G3及G4分别加上正弦脉宽触发信号，其波形如图3－8所示。在ωto～ωt1期间，uG1与uG2为一组相位相反的脉冲。uG3=0,uG4为高电平；在ωt1～ωt2期间，uG3与uG4为一组相位相反的脉冲，uG1=0,uG2为高电平，其工作过程如下：V1栅极出现第一个脉冲时，V2的栅极脉冲消失，于是V1、V4导通；V2、V3截止。输出变压器初级电流i1沿着E＋→V1→变压器初级→V4→E－路径流动。由于V1、V4导通，电源电压几乎全部加在变压器初级两端，即：电源的能量转换到变压器，变压器次级感应出电压。

图3－8同频逆变电路主要波形

由此可见，V1的栅极出现第一个触发脉冲时，变压器初、次级同时出现宽度相同的脉冲。不难推出，V1的栅极出现第二至第九个触发脉冲时，变压器初、次级也同时出现与图3－8宽度相同的第二个至第九个脉冲。其输出电压波形如图3－8（e）所示。

在ωt1～ωt2期间，分析方法与ωt0～ωt1相同，由分析可见：

·uO是正弦脉宽调制波。

·uO中脉冲频率与驱动信号（uG1～uG4)中脉冲频率相同，故将这种逆变电路称为同频逆变电路。（2）倍频逆变电路

在倍频逆变电路中，场效应管V1、V2、、V3、V4栅极G1、G2、G3及G4分别加上正弦脉宽触发信号如图3－9所示。图中uG1与uG2，uG3与uG4相位相反，其工作过程如下：

在t0～t1期间：

uG1>0、uG4>0，uG2=0、uG3=0，V1、V4导通，V2、V3截止。变压器初级电流i1沿着E＋→V1→变压器初级→V4→E－路径流动，由于V1、V4导通，故：电流的能量转移到变压器，变压器次级感应出电

图3－9倍频逆变电路主要波形

压,在这个电压推动下，变压器次级感应电流iO沿着“3”→R→L→“4”路径流动。变压器中能量一部分消耗在R上，另一部分储存在L中，uO的波形如图3－9（e）图所示。

在t1～t2期间：

uG1>0、uG3>0，uG2=0、uG4=0，V4截止。iO不能突变，iO继续按原来方向流动，负载电感中的能量一部分消耗在负载电阻上，另一部分储存在变压器中。i1也不能突变，它沿着“2”→V7→V1→“1”路径流动，变压器中的能量消耗在回路电阻上；由于V7、V1导通，u21≈0,uO≈0。故不会出现尖脉冲。变压器中能量释放完后，V1自动截止。

在t2～t3期间：

uG1>0、uG4>0，uG2=0、uG3=0，V1、V4导通，V2、V3截止。i1沿着E＋→V1→变压器初级→V4→E－路径流动，由于V1、V4导通，故：沿着“3”→R→L→“4”路径流动。

在t3～t4期间：

uG2>0、uG4>0，uG1=0、uG3=0，V1截止。iO继续沿着原来路径流动，负载电感L中的能量一部分消耗在负载电阻R上，另一部分储存在变压器中。i1一方面沿着“2”→V4→V6→“1”路径流动，变压器中的能量消耗在回路电阻上；i1另一方面沿着“2”→V7→E→V6→“1”使变压器中的能量反馈给电源。由于V6、V4导通，u21≈0,uO≈0，故不会出现尖脉冲。变压器中能量释放完后，V4自动截止。

以后便重复上述过程，uO的波形如图3－9(e)所示。由图看出：

·输出电压uO也是正弦脉宽度调制波。

·输出电压uO中脉冲频率是驱动信号中脉冲频率的两倍，故将这种逆变电路称为倍频逆变电路。

4具有双闭环的在线式UPS控制电路

为了提高输出电压的稳压精度、改善输出波形，UPS往往采用闭环电压控制电路和闭环波形控制电路。具有这种双闭环调节系统的UPS反馈控制电路如图3－10所示。

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图3-10 UPS的双闭环反馈控制电路

4.1电压闭环控制电路

电压闭环控制电路是由直流电压检测电路、给定电压、误差放大器组成。

（1）直流电压检测电路

直流电压检测电路是由检测变压器T、单相全波整流电路V1～V2、电阻分压器R1、R4、R5组成。

（2）给定电压

给定电压Un是由12V电源、电位器RP、电阻R3构成分压器提供的。

（3）误差放大器

误差放大器是由运放N1、电阻R6构成的反相放大器，C1的作用是抑制高频振荡，放大器输出电压Uk为：Uk=K1(Un－Uv）

（4）跟随器

跟随器由运放N2构成，其输出电压UL=UK。

（5）SigmaPWM集成芯片

N4是SigmaPWM集成芯片。跟随器N2输出电压UL加在N4的控制端（16脚）。N4输出标准的正弦波交流电压US，其电压的幅值受跟随输入电压控制。4．2波形闭环控制电路

（1）交流电压检测电路

交流电压检测电路由检测变压器T（U21）、电阻分压器R9、R11组成。设反馈系数为F：则反馈电压Uf=FUO

（2）给定电压

给定电压由SigmaPWM集成芯片提供，15脚输出，它通过R17、C8加在N3的反相端，设给定电压为UM。

（3）误差放大器

误差放大器由运放N3、R12～R16、C4～C7组成。图中：R14、C6构成校正环节：C4、R12、R13也构成校正环节，C5、R16是为了减少运放N3失调电压的；C7是抑制放大器高频振荡的，静态时校正环节不起作用，误差放大器输出电压UC作为PWM调制的基准正弦波电压。

4．3闭环反馈调节系统

（1）闭环波形控制环路

4.3 闭环波形控制框图如图3－11所示。

图3－11闭环波形调节系统框图

图中：K3是交流电压误差放大器的增益；K4是正弦脉宽调制器的传递函数；K5是逆变器的传递函数；F是检测电路的反馈系数。根据图3－11可以写出： U0=K3·K4·K5（UM－Uf）

由于K3、K4、K5、UF为常数，因此UPS输出电压UO波形与给定电压UM波形相同，也是高质量的正弦波。

（2）闭环电压控制环路

图3－12闭环电压调节系统框图

闭环电路调节系统框图如图3－12所示。图中：K1是直流电压误差放大器的增益；K2是SigmaPWM集成芯片控制系数。

5．在线式UPS的同步锁相电路

在线式UPS同步锁相电路如图3－13所示，它是由晶体振荡器、分频器、同步信号选择器等组成。

图3－13采用锁相环的输入逻辑电路

5．1晶体振荡器

在图3－13中，晶体振荡器是由石英晶体Y、电阻R1～R2、电容器C1～C2、非门U1组成，它的功能是产生频率为2.16MHz的脉冲。由于晶体温度稳定性高，故采用晶体振荡器作为频率源。5．2分频器

分频器是由四块集成电路40103组成分频器。集成电路40103是可预置的同步二进制减法计数器。U2为216分频器，它将晶体振荡器输出频率为2.16MHz的脉冲信号分成频率为10kHz的脉冲信号，作为U3、U4、U5的时钟。U3为200分频器，它将10kHz的脉冲信号分成频率为50Hz的脉冲信号，该信号作为内振信号输

出。U5为202分频器，它将10kHz的脉冲信号分频成频率为49.5Hz的脉冲信号，该信号作为下限频率脉冲输出。U4为198分频器，它将10kHz的脉冲信号分频成频率为50.5Hz的脉冲信号，该信号作为上限频率脉冲输出。5．3同步信号选择器

同步信号选择器是由两块集成锁相芯片U6、U7，三个非门U8、U9、U11，一个或门U10，两个电子开关U12、U13，电阻R3～R4，电容器C3～C4组成。下限频率方波加在U7的14脚；上限频率方波加在U6的3脚；市电方波分别加在U6的3脚、U7的14脚及U12的输入端；内振方波加在U13的输入端。

同步信号选择器的工作过程如下：

当市电频率在49.5Hz～50.5Hz范围内时，U6的u0信号的频率f0为49.5Hz～50.5Hz；ui信号的频率fi为50.5Hz，即fi>f0,故U6输出端为“1”。U7的ui信号的频率fi为49.5Hz～50.5Hz;uO信号的频率fO为49.5Hz，即fi>fo，故U7输出端为“1”。非门U8、U9输出端为“0”，或门U10输出端为“0”，非门U11输出端为“1”，电子开关U12闭合，电子开关U13断开。市电方波作为同步信号加在U14的输入端。照此分析下去可知，当市电频率不在49.5Hz～50.5Hz范围内时，电子开关U12断开，U13闭合，选择50Hz内振方波作为同步信号。

5.4同步跟踪电路

该电路由U14及N分频器构成，实际上这里分频系数N=1，因此只要适当选择U14中的C、R，就可使其压控振荡器输出端4脚的频率经N分频后为50Hz，该50Hz信号与14脚输入信号同频同相。

第二篇：UPS故障分析报告

Ups故障分析报告

事故经过：9月10日凌晨02：28分，进行保安MCC A段的倒电工作，拉开柴油机到#2机保安MCC A段备用电源进线1ZKK，检查#2机保安MCC A段失电后，合锅炉MCC A段到保安MCC A段进线开关B23，保安MCC A段带电正常，UPS系统运行正常，方式为主回路运行。

02：32分，开始进行保安MCC B段的倒电工作，拉开柴油机到#2机保安MCC B段备用电源进线2ZKK，检查#2机保安MCC B段失电后，合锅炉MCC B段到保安MCC B段进线开关B24，保安MCC B段带电正常，此时直流I段绝缘报警动作，直流II段绝缘和接地报警动作，UPS总故障报警。立即到就地直流配电室检查直流和UPS报警情况，直流配电室内有大量烟气，直流I、II段报警均动作，UPS旁路运行报警，UPS柜内有烟气产生。复位直流I、II段报警后报警消失，UPS旁路运行。

根据ups现场发现相电压测量板烧坏，其连接的电缆线的绝缘皮融化，明显是短路造成大电流通过。静态开关部分也烧坏严重，直流电容爆炸等引起原因可能是外接电源在转换常用电时出现高压，导致相电压测量板和静态开关的可控硅被击穿，使旁路电源与逆变器并联造成短路，对静态开关的控制回路造成严重的损害且反向向整流器冲击致使直流电压飙升过高，由于其电压大大超出了直流电容的额定电压，电容无法承受而爆炸。直流电容为易损元器件，使用时间长后会降低其储能能力且又受到严重的冲击，存储能力大大降低，为确保设备能长期正常运行，将直流母排的直流电容更换。调试设备做切换时发现逆变接触器无法吸合，测量接触器发现有一相触点损坏将其更换。

此次更换的备件如下：

PC926 相电压测量板

1块 PC954 接触器缓冲板

1块 PC690A 静态开关驱动板

1块 PC811 静态开关控制板

1块 绕线电阻

200w1RJ

2个 静态可控硅 MTC200A

1个 逆变快速保险

400A

2个 接触器

LG 85A

1个 直流电容

27000μF／300VDC 2个 以上备件均为明显有严重烧坏的痕迹

由于直流母排的电容受到高电压的严重冲击，存储能力大大降低，为确保设备能长期正常运行，将剩下的直流电容更换。直流大电容 8800μF／450VDC 4个 直流小电容 1μF／1000VDC 4个

日期：2010年9月10号

第三篇：UPS案例分析

案例44 UPS的物流服务

美国联合包裹服务公司(UPS)始建于1907年，是一家百年老字号，也是美国经济的支柱企业。在经过近一个世纪的运作之后，他们已经由一家拥有技术的货车运输公司，演变成拥有货车的技术型公司。每天有1200万件包裹和文件的运送量，它每天还需租用300多架包机。公司在美国国内和世界各地建立了18个空运中转中心，每天开出1600个航班，使用机场610个。目前，UPS的34万名工作人员，分布在全球2400多个分送中心，他们每天驾驶着13万辆运送车，昼夜不停地为200多个国家和地区的客户提供门到门的收件、送件服务，UPS每日上门取件的固定客户已逾130万家。目前UPS的固定资产达126亿美元，在全球快递业中可谓独占鳌头。UPS的成功来自于UPS在数字时代来临时紧紧抓住了发展电子商务这一良机，实现了由传统物流企业向电子物流企业的跨跃。

一、服务特色

UPS之所以取得巨大的经营成功，与富有特色的物流服务是密切相关的。主要概括为如下几个方面。

1．快捷优质的传递

UPs规定：国际快件3个工作日内送达目的地；国内快件保证在翌日上午8时半以前送达。为了测试UPS的快递究竟快不快，UPS总裁曾于星期三在北京向美国给自己寄了一个包裹，星期五当他回到亚特兰大公司总部上班时，包裹已出现在他的办公桌上。而在美国国内接到客户电话后，UPS可在l小时内上门取件，并当场用微型电脑办理好托运手续。20世纪90年代，UPs又在180多个国家开设了24小时服务的“下一航班送达”业务。UPS坚持“快速、可靠”的服务准则，获得了“物有所值的最佳服务”的声誉。

2．代理通关服务

UPs从20世纪80年代末期起投资数亿美元建立起全球网络和技术基础设施，为客户提供报关代理服务。UPS建立的“报关代理自动化系统”，使其承运的国际包裹的所有资料都进入这个系统，这样，通关手续在货物到达海关之前即已办完。UPS的电脑化通关为企业节省了时间，提高了效益。UPS有6个通关代理中心，每天办理2万个包裹的通关手续。

3．即时追踪服务

UPS的即时追踪系统是目前世界快递业中最大、最先进的信息追踪系统。所有交付货物都能获得一个追踪条码，货物走到哪里，这个系统就跟到哪里。这个追踪系统已经进入全球互联网络，每天有1．4万人次通过网络查寻他们的包裹的行踪。非电脑网络客户可以用电话询问“客户服务中心”，路易斯维尔的服务中心昼夜服务，200多名职员每天用11种语言回答世界各地的客户大约2万次电话询问。

4．无纸包裹服务管理

UPs建立的亚特兰大“信息数据中心”可将UPS系统的包裹的档案资料从世界各地汇总到这里。包裹送达时，物流员工借助一个类似笔记本电脑的“传递信息读取装置”，提取客户的签字，再通过邮车上的转换器，将签名直接输送到“信息数据中心”，投递实现了无纸化操作。送达后，有关资料将在数据中心保存18个月。这项工作使包裹的管理工作更加科学化，也提高了UPS服务的可靠性。

5．完善的包装检验与设计服务

UPS设在芝加哥的“服务中心”数据库中，抗震、抗挤压、防泄漏的各种包装案例应有尽有。服务中心还曾设计水晶隔热层的包装方式，为糖果、巧克力的运输提供恒温保护；坚韧的编织袋，为16万台转换器提供了经得起双程磨损的包装材料。这类服务为企业节省了材料费和运输费，被誉为“超值服务”。

二、信息化战略

1．UPS信息化的进程 1907年，年仅19岁的吉姆·凯希开创了UPs的最初业务：传递手写信息和电报，外带为朋友购买毒品；1983年，公司购买了首架飞机投身航空运输业，开始进军新的业务领域。与此同时，UPs在负责信息技术、战略并购的领导艾科的带领下广泛应用新技术提升业务流程。在20世纪80年代，UPS就应用了货物信息收集器(DIAD)、条码系统、大规模数据中心等一系列领先技术，实现了让客户了解实时货物运输进程的目标。1995年，货物跟踪网络开通时，艾科发现客户对于货物信息非常关心：“当时每年有400万人通过UPS网络查询物品信息，而5年前每年只有60万人打电话向我们询问。因此，让客户能够更简便地接收托运货物信息已经成为与对手竞争的有利手段。”为此，UPS收购了buy一9．spatula．corn，建立UPs网站，最终开始了自己的电子商务业务。

2．UPS信息化战略

UPS几乎从一开始就有了自己的信息化战略。在11年前，为了规划UPS内部运营，公司开始应用信息系统，时至今日信息技术已经成为这个年收入300亿美元，拥有240架飞机、36万雇员的巨型企业中最有战略价值的资产。2001年，UPS投资10亿美元应用信息技术，并且在信息领域的投资还将继续10年，总额将超过100亿美元。虽然投入巨大，但回报也同样丰厚；公司的赢利空间增长15％，利润增长20~／／0，达到30亿美元。通过这一系列努力，UPS已经摆脱了从前包裹搬运工的角色，成了一个从经营原材料运输到售后结算业务，提供完善后勤服务的物流企业。2001年，美国邮政快递业巨头UPS公司与欧洲物流管理公司UNI—DA：丁A达成并购协议，这不仅令加入UPS全球后勤服务网络的国家超过60个，而且，UNI一：DAlA在高科技领域的丰富经验更能帮助这个已有94年历史的传统物流企业进一步实施其信息化战略。并且，为了应对世界物流产业的变化，【JPS推出两项基于其全球电子后勤保障战略的客户服务技术，以帮助UPS客户准确估计包裹的运输时间并实时查询货物所在地点。

三、电子商务

当UPS实现了电子商务后，商业界人士评价，当经济的原动力已从实物的传递转向大规模的信息电子化传递时，真正的赢家将是UPS这样二者兼具的公司。

自从UPS于20世纪初开始在西雅图百货商店之间开着福特T形车和摩托车穿梭运送包裹以来，它几乎已成为美国经济中一只无形的手。这家以深棕色为代表色的公司，一直严格遵循着自己成功的业务模式，并受到称赞。

几年前，UPS的罢工事件使其竞争对手在15天内获取了共3．5亿美元的收入。事后，UPS感觉到，必须尽快修复公司与广大司机及不满客户之间的关系，同时，他们更深刻地认识到，公司日趋成熟的“棕色经营”虽然创造了每个工作日投递1300万个邮包的纪录，但却还不足以保证自己在竞争激烈的全球化、知识化的物流业市场中致胜。必须摆脱企业墨守成规的经营模式，向电子物流业发展，才能在世界商务的新浪潮中胜券在握。

1．实施电子商务

(1)对电子供应链与传统供应链进行区别。UPS认为传统供应链与电子供应链的区别是：电子供应链改变了传统供应链的运行方向。因为在传统供应链中，供应商是将货物沿着供应链向最终用户的方向“推动”。这样的系统需要在仓库里储存货物，这种做法在经济上是不合算的。而电子供应链主张的是，只及时生产顾客所需的产品，而不需在仓储上耗费巨资。

(2)建设电子商务信息技术系统。早在20世纪80年代，UPS就决定创立一个强有力的信息技术系统。在最近10年中，该公司在技术方面投入110亿美元，配置主机、PC机、手提电脑、无线调制解调器、蜂窝通信系统等，并网罗了4000名程序工程师及技术人员。这种投入，不仅使UPS实现了与90％的美国公司和96％的美国居民之间的电子联系，同时，也实现了对每件货物运输即时状况的掌握。为了让客户普遍接收UPS的电子商务，UPS鼓励客户将UPS的包裹数据库工具软件添加在自己的网站上。Ecams(一种LJPS服务支持软件系统)的作用就是刺激客户需求以使他们能长期使用UPS的服务，但这还仅仅是UPS信息服务的开始，他们要通过网络提供产品目录、供求信息、追踪货物运输，为企业后勤提供咨询服务从而降低运输成本。为此，UPS在1995年成立UPs后勤公司，开始向其他公司出售信息化后勤服务。随着各个公司对科学的物流体系需求的增长，公司2000年收入为10亿美元，年增长率高达30％。公司员工普遍认为随着供应链日益复杂，越来越多的公司开始把后勤运输业务向能够同时提供信息和运输支持的专业物流公司外包，这一市场将从2000年的560亿美元增长到2005年的1400亿美元，而能够满足这一要求的公司，全世界也只有包括UPS和联邦快递几家而已。

2．电子商务的功能

(1)在电子商务及新的在线购物系统中，顾客可从供应链的每个成员中“拉出”他们所需的东西，结果是顾客可获得更加快速而可靠的服务，而供应商也可减少成本。为了有效地实施拉动战略，企业必须与供应链中的所有成员建立电子联系。UPS一直在争取使自己成为每个客户供应链中不可缺少的环节。在这个过程中，UPS成长为一家信息公司。目前，UPS可向顾客和供应商提供瞬间电子接入服务，以便查阅有关包裹运输和传递过程的信息。在1998年圣诞节前夕，有100万顾客访问UPS网站，查看所托货物的运送状况，节日期问，在线购物总量的55~／0是由UPS送达的。

(2)UPS能够对每日运送的1300万个邮包进行电子跟踪。例如一个出差在外的销售员在某地等待某些样品的送达，他可以通过在LJPS安排的3com网络系统中输入UPS运单跟踪号码，即可知道货物在哪里。当需要将货物送达另一个目的地时，可再次通过网络以及附近的蜂窝式塔台，找出货物的位置，并指引到最近的投递点。

(3)UPS的司机是公司大型电子跟踪系统中的关键人物。他们携带了一块电子操作板，称作DIAD(货物信息收集器)，可同时捕捉和发送运货信息。一旦用户在DIAD上签收了包裹，信息将会在网络中传播。寄件人可以登录UPS网站了解货物情况。同时，司机行驶路线的塞车情况，或用户需即时提货等信息也可发放给DIAD。

(4)除利用网络对货件运送进行监控外，利用其网络，公司还可以开拓新的综合商务渠道，既做中间商，又当担保人。LJPS通过送货件、做担保及运货后向收件人收款，成为商务社会链中一个重要连接点。

3．成果

1999年，UPS在电子商务领域内所取得的业绩继续受到全球的广泛认可。2001年年初，《广告时代的商务营销》杂志将UPs的网站(www.xiexiebang.com)列为世界五大企业间商务网站之一。目前，该网站已采用16种语言提供服务。最近《个人电脑》杂志在“快速跟踪100强”栏目中，将UPs列为最富创意的企业网络。UPS在庆祝提出安全而可跟踪的电子送达服务项目——UPS DocUment Exchange一周年之际，又配置了一系列服务强化软件，并与惠普、Oracle和Worldtalk等著名电子商务公司建立了联盟。2000年，UPS连续第二年被《财富》杂志评选为邮政、包裹运送及货运领域内“全球最受推崇”的公司。

4．经营实例

(1)UPS抢占中国快递市场。2001年4月初，一架带有UPS字样的波音747—200型飞机降落在北京首都国际机场。这架从美国直抵中国的飞机，标志的不仅仅是一条客运航线的开通，而是UPS的货运飞机获准直航中国，但对国内的速递业、物流业来说，来的可不仅是一架飞机，而是国际现代物流与快递业进入中国市场的重要里程碑，因为：飞机只是货运的手段，而UPS的电子商务的作用远大于飞机。有数字显示，2000年圣诞节期间，美国有40％的圣诞礼物是通过网络订购获得的。在中国，2250万的互联网用户中，有l／3的人在过去一年中通过网络购物。而对于现代企业来说，通过电子商务，可以减少物资周转的时间、加快资讯的传递、缩短资金的使用周期、大大降低企业生产成本。要满足现代企业的这一需求，传统的速递公司要依靠的就不仅仅是飞机，还要借助电子商务手段。正如UPs董事长兼首席执行官吉姆·凯利所言：“电子商务不单单是生意上的交流，我们通过电子商务所产生的非包裹运送服务大大拓展了公司的业务。”目前，UPS作为一家包裹快递公司已经在3年内为全球6万多客户提供在线采购和网上包裹跟踪服务。同时，借助网络，UPS的包裹快递概念已有了更广泛的含义，如2000年1月，UPS将它的服务软件与另一家公司软件进行整合。整合后的软件使该公司的重要文件在互联网上传输时几乎不可能出现泄密事件。

·

包裹快递贵在神速，直航中国开阔了UPS的对外贸易。据统计，中国近几年进出口贸易连年上升，进口额和出口额在2000年1～10月间比1999年同期分别上升8．6％和32．2％，这使得中国与世界的快递业务需求增长迅速。UPS认为通过直航，可以更合理地对货运飞机进行装载控制，有效实行更多的服务项目。因航程的缩短，可以为客户节约费用，缩短运送时间，争取实现现有服务地区的1天递送。

随着直航飞机的降落，每周会有6班货运飞机抵达北京、上海。到2001年年底，UPs的快递业务已遍及中国120个城市。中国直航权的取得，使UPS成为最快的空运快递公司之一，并领先于大多数竞争对手。

UPS代表着世界快递业进入中国的步伐将越来越快。综观UPS在中国的发展，1988年与中国外运集团签订合作协议，1996年6月在中国成立第一家合资企业，其间用了8年的时间。时间刚刚过去5年，UPs的飞机又获准直航中国。可以看出，以UPS为代表的世界快递公司进入中国的步伐正在加快。那么下一步做什么?吉姆·凯利先生对此的回答是：“我相信，中国加入世贸之后，UPS有可能进入到中国国内包裹快递领域，具体时间现在不好确定。”

(2)福特汽车委托UPS运送汽车(电子物流)。美国福特汽车公司宣布，它将把其汽车产品的运送服务交给UPS麾下的UPS全球物流集团，这是福特公司近来的一笔不小的合同。两大公司建立的这种合作业务关系要求UPS全球物流集团全权负责管理福特公司生产的福特牌和林肯牌小轿车在美国、加拿大、墨西哥三国的运送业务。UPs全球物流集团作为第三方物流公司并不是进行汽车产品的物质流动，而是代表福特公司进行系统性的管理，正如UPs全球物流集团首席执行官认为：他们所要做的是设计福特的运送网络，推广新的管理实践，消除瓶颈，减少耽搁，并提供信息技术系统服务，以提高产品最终运送到消费者手中的过程的监控能力，并且他们公司将这种服务视作从规模化运送系统服务向单一车辆的展出和个性化服务的转变。

两家公司表示，它们希望双方建立这种合作联盟关系能够将汽车从生产厂到最终消费者手中的时间减少400／0，比起目前的14～15天减少若干天。福特公司还希望这种转变将实现实质性的成本节约，即使不能完全实现其计划的期望值。福特的目标不仅仅是节省成本支出。

福特公司负责原料、计划与物流的副总裁表示他们将速度视为重要的竞争优势，并决定采取进一步措施，希望走在时间的前面，通过追求速度和精确服务，来满足消费者的需求。

将这项服务转交UPs全球物流集团实施还需要18个月时间，但福特公司希望立即见效。福特公司将在这场转变服务的过程中实现库存减少和资金利用的有效改善。因为由于时间的浪费和难以实现精确的服务，曾给福特造成很大的损耗。虽然服务台的实施需要1年半的时间，但福特可以在这个系统中的某些环节实现利润。

合作双方将提供以网络为基础的信息服务系统，使福特公司及其经销商能够跟踪单一产品从生产到最后运送的整个过程，最后，将使消费者也能使用这种跟踪服务。福特用户在网上采购汽车产品，会惊喜地发现他们也能够利用网络这个工具来跟踪他们所购产品的运输过程。这种运作先期将主要在美国西部和西南部运行，然后扩展到全美国、加拿大和墨西哥。

四、评述

有近百年历史的UPs发展史告诉我们：经济的发展促进邮递业务的发展。而经济信息化的发展又促进快递业务的发展，这样一条经济发展链说明包裹邮递和快递业务的服务性和依附性特征，没有社会经济的高速发展，不会有包裹邮递的发展和快递业务的形成。这条发展链的形成，不仅在包裹邮递行业，而且在经济运行的所有行业中都会“自然的出现和形成”，但这里有一个重要的理论和体制基础，就是经济运行的市场化机制。因为市场对资源配置的一个重要功能是发现的功能，它能最及时地发现市场需要什么和不需要什么(当然，在经济发展初期，市场配置资源的进程中，由于人们的趋利性会导致行为的盲目性和资源配置的扭曲，这需要政府对资源配置进行过程中的干预和调控)。而在我们的经济发展中，为什么总会出现制约发展的“瓶颈”呢?其中，很重要的一个方面是：市场的发现功能，变成了行政管理部门的功能。本案例中UPS的服务特色、信息化战略、电子商务等的发展都体现了UPS对市场认识的准确和有效。

1．特点与启示

(1)发展思路。在经过近一个世纪的运作之后，UPS已经由一家拥有技术的货车运输公司，演变成拥有货车的技术型公司。这是最重要的战略发展特色，由早期的规模化扩张，逐步转变为技术型发展，这是很多成功企业的发展曲线。

(2)物流服务特色。物流发展靠服务，邮递快捷化是服务质量的基础。UPS有覆盖全球的配送网络，能够随时随地为客户提供方便、快捷的服务。

(3)拓展服务领域。拓展服务范围是当今企业发展的手段之一，系列化拓展可以提高服务的价值含量，实现服务增值。UPS提供的增值服务有代理报关、信息服务、包装检验与设计服务、货物即时跟踪服务等。

(4)发展物流信息系统化。UPs有一整套提供电子商务物流服务的系统，在实现中UPS发现要为客户真正地提供安全可靠的便捷化服务，一套完整的物流管理信息系统是不可缺少的。根据实际的运作情况设计其物流管理信息系统，物流信息管理系统的采用又促进了服务质量的提高与业务的拓展。

(5)市场分析和判断的正确性是UPs带给我们的企业决策者最好的启示。

2．问题与思考

(1)提高服务质量是物流业发展的基本方向。当前我国许多物流企业在为客户提供服务时，往往是承诺水平高，实际服务难以达到，其主要问题是：什么是客户第一。其主要表现是：货物没有在规定的时间里按质按量地送到。提高客户满意度是评价物流服务的标准。

(2)注重多种服务的组合，增值服务的不断扩展。中国传统的物流企业提供的服务中形式较为单一，一般为纯运输或仓储，其增值服务就更不用说了。在今后的发展中，其流通加工、包装、报关等增值服务应受到重视。你认为邮递业应如何拓展服务领域?(3)充分利用和发展现代信息技术，根据实际需要自身设计或购置、联合开发一套较为实用的信息管理系统，提高服务的软硬件。这是发展的必然，你认为呢?

第四篇：UPS技术报告

UPS使用技术报告

专 业：

班 级：

学 号：

姓 名：

指导教师：

11/12下半学期

目录

摘要................................................3

一、UPS技术方案....................................3

（一）后备式结构(包括后备方波和后备正弦波)UPS....3

（二）在线互动式UPS...............................4

（三）三端口式UPS.................................4

（四）双变换在线式................................4

二、UPS采用的先进技术..............................5

（一）采用绝缘栅极型晶体管（IGBT），作逆变功率器件 5

（二）微处理器数字化控制..........................5

（三）控制实施通道...............................5

（四）高速数据处理结构...........................6

（五）控制和诊断软件..............................6

（六）电池自动测试与维护系统.....................6

三、提高UPS可靠性的几种方法

.......................6

（一）主/从串联热备方式...........................6

（二）初级式并联..................................7

（三）高级并联方式................................8

四、蓄电池系统.......................................9

（一）蓄电池特点..................................9

（二）蓄电池用途..................................9

（三）关于电池的建议..............................9

五、UPS电池放电功率计算公式.........................9 参考文献........................................10

摘要

随着微型计算机应用的日益普及及信息处理技术的不断发展，对电网供电质量提出了更高的要求。一是要解决市电中断或时变对计算机等负载产生的不良影响，二是要保证输出优质的正弦波。因此，引入了一种新型的不间断电源技术（Uninterruptible Power System,简称UPS）。

UPS是一种含有蓄能的装置（常用蓄电池蓄能），以逆变器为主要组成部分的恒压，恒频电源设备，主要用于给计算机，计算机网络系统或其他电力设备提供不间段的电力供应。当市电正常时，UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后供给负载使用，此时，UPS就是一台交流稳压器，同时还向机内的蓄电池充电。当市电发生中断等情况时，UPS立即将电池的电能通过逆变转换的方法向负载继续供电，使负载维持正常的工作，并保护负载，硬件不受损坏。

UPS是一种向负载提供不间断，优质，高效，可靠的交流电能，并且具有保护和监视监控功能的供电设备。UPS对于计算机及其网络，通信，金融，电力，交通，国防及高等院校，科研院所等部门的供电起着关键的作用。

一、UPS电源技术方案

用什么样结构形式的UPS，是使用者在选用时要考虑的首要因素，所以弄清各种类型UPS的结构形式和性能特点，正确评价其优缺点，就成为UPS厂商、经营者和用户必须关注的问题。如图1所示。

（一）后备式结构(包括后备方波和后备正弦波)UPS 在市电正常时，逆变器不工作，市电电压经智能调压后直接送负载，所以它有下列特点： 1.常规输出电性能指标取决于智能调压，指标比较，220V±10%，但能满足负载要求。2.在市电失压和恢复的过程中，输出电压存在切换过程，一般可控制在10ms以内，不影响负载供电。

3.逆变器只在市电异常时电池供电才投入运行，市电正常时，它处在后备状态，因此整机输出能力强。

（二）在线互动式UPS 它的工作过程与后备式相近，一般是智能结构，由MCU控制, 与后备式无本质的区别，差别在于双向变换器取代后备式的逆变器和充电器，市电正常时，AC/DC变换给电池充电。市电异常时，DC/AC向负载供电。它同样具有后备式电路简单、可靠性较高和输出能力强的特点，市电一电池转换时，输出电压的切换时间也比较短（一般小于4ms），适用于小功率UPS用户。

（三）三端口式UPS 它在主电路中串联有工频电感L，逆变器也是双向工作，输入输出电压的关系是 Uin-UL= Uout，三者之间有相位差。通过改变逆变器中电流的幅值和相位，就可改变电感L上的电压幅值和相位，以便在输人电压变化过程中，保持输出电压的稳定。特殊的结构形式决定了它的特点：

1.逆变器处于在线工作方式，随时监视并参与对输出电压的调整，保证输出电压稳定，当市电失压时，断电时输出电压切换时间为其输入切换开关动作时间，输出能力强，稳态精度好，但输入电压范围较小。

2.由于输入输出电压之间是通过改变相位关系来调整的，所以输入功率因数低，当输入电压高和轻载时呈感性，输入电压低和重载时呈容性。

3.由于输人输出电压有相位差，UPS旁路时会出现间断，所以三端口式也只能适于小功率UPS用户。

(四)双变换在线式(按照结构可以分类为高频线式UPS和工频线式UPS)：

第一个变换器（AC/DC）通常为整流或可控整流电路，将交流转换成直流并向电池充电，同时向第二个变换器提供100%负载功率的直流电能，第二个变换器（DC/AC）为逆变器，它把直流电能转变为符合负载要求的交流电，当市电失压时，直流电能由电池供给。双变换在线式UPS应用广泛，特别是大功率UPS，多采用这种形式，它的特点如下：

1.在线式正弦波输出UPS，由于在线式UPS无论是在市电供电正常时，还是在市电供电中断期间，它对负载（微型计算机）的供电均是由UPS的逆变器提供的。正因为如此，这就从根本上完全消除了来自市电的任何电压波动和干扰对负载工作的影响，真正实现了对负载的无干扰稳压供电。显然这点不是任何一种抗干扰交流稳压电源所能解决的。目前，市场上销售的在线式UPS，当外界市电电压变化范围为180V－250V时，一般它的输出电压稳定精度可达220V±3%，正弦波的工作频率稳定度为50HZ±1%，甚至更高。波形失真度均在＜3%范围内。当市电供电中断时，在线式UPS能实现对负载的真正不间断（零间断）供电。

2.在线式UPS同后备式UPS相比，它有优良的输出电压瞬态特性。一般在0～50%，50～ 4 100%负载加载或100%～50%，50%～0负载减载时，它的输出电压变化范围≤5%，这种变化的持续时间一般为小于100ms。在线式UPS一般采用20kHZ左右的PWM脉冲宽度调制技术，所以噪音都比较小，一般噪音小于50dB。

3.工频在线式UPS的控制线路设计中，由于采用了输入变压器、输出变压器及光电耦合器件等技术手段，这样它将“强电”驱动部分与“弱电”控制线路部分从电的角度隔离开来，因而线路工作的可靠性得到了较大的提高，这种UPS技术成熟，故障率一般很低。所以中大型UPS(一般6k以上)用户最好采用工频在线式UPS。而对一般小型系统UPS用户可采用高频在线式UPS，因为高频在线式UPS采用高频变换技术，成本相对较低，但可靠性比工频在线式UPS略微差点，EMI干扰较大。

二、UPS采用的先进技术

（一）采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT），作逆变功率器件 其主要特点如下：

1.大大降低逆变器换流损耗以及交流滤波器的损耗，因此，逆变器的效率提高，整机效率可达94%～96%；

2.由于IGBT的开关频率在20 KHz～50KHz，明显提高了逆变器的性能，使输出电压谐波含量大为减少（<1.5%），动态响应更好；

3.IGBT用于电压控制器，驱动电路简单，同时它有正方形的开关安全工作区，并有高的峰值电流容量，使逆变器可靠性进一步增加；

4.由于IGBT逆变器的高频化，减小输出交流滤波器的尺寸，也相应减小了损耗，使整机体积小，噪音低；

5.高可靠，长寿命。

（二）微处理器数字化控制

控制系统采用先进的计算机数字控制技术及模拟量计算机控制技术，即通过主/协结构完成系统控制。

系统由整流/充电器、逆变器、静态开关3个协处理器单元和一个模拟量计算机单元承担其所有的数据采集，模拟运算功能调整等工作，然后送到主处理器进行集中控制，综合处理，记录存档和显示最终处理信息。借助这种计算机高速数据处理技术，充分发挥其系统硬件和软件特点，提高UPS实时控制、保护和监测能力。

（三）控制实施通道

目前UPS的硬件系统基本上是由整流器、逆变器、静态开关三大部分加上微机系统所组成，其数据采集是通过极为精确的霍尔器件，以及最新高速A/D转换器，将模拟信号转换成数字形式，最终纳入协处理器和主处理器通道。根据UPS功能和用户需要，这些信号将用来实现UPS控制，调整，监测和保护之目的。

分布在UPS三大部分的霍尔传感器采集两类信号：开关信号主要反应各部件开关操作，保险开关操作，热继电器等的工作状态；模拟信号反映输入、输出、电压、电流、频率以及充电电压、电流等参数。

（四）高速数据处理结构

UPS控制系统中，采用计算机高速数据处理的主/协结构，增加数据采样点及数字控制诊断软件，高速A/D、D/A转换设计。UPS运行异常往往反映在各主要波形异变上，因此，对于各点取样的模拟信息必须先进行A/D转换，驱动执行机构完成最终控制。

（五）控制和诊断软件

控制软件实现各类信号的采集，处理运行状态的自动监测、调整以及管理功能。诊断软件是故障诊断的专家系统。UPS出现异常后，该系统能迅速对故障进行诊断，推理，判明故障部件，通过显示器（或灯光，声音）报告给使用者，以便维修。同时自动记录信息，生成信息档案。

（六）电池自动测试与维护系统

蓄电池是UPS的贮能装置。由于电池故障引起UPS系统故障的比例较高，所以对蓄电池的测试及故障诊断，显得尤为重要。电池测试维护软件定期自动检测电池性能参数，为使电池处于良好的工作状态，每隔一定周期中断UPS交流输入，使电池组带载放电，激活惰性，保持电池组原有容量。在电池放电时，自动检测电池后备容量和电压，显示屏显示检测参数，当电池组容量下降10%时，自动结束测试，以免过放电。若测得电池电压高于或等于最佳值时，则显示“电池正常”；反之，则显示“电池故障”，并有声、光报警，后备时间可能减少。

三、提高UPS可靠性的几种方法

通常用两台或两台以上的单机，构成双机或多机UPS系统，提高电源供电的可靠性，使在单台UPS发生故障的同时，不会发生UPS中断供电的情况。下面几种连接方式，是目前常见的几种：

（一）主/从串联热备方式，如图2-1所示。

图2-1 主/从串联热备方式

早期一般采用这种方式，它的特点是连接成本较低，技术简单，双机冗余提高了UPS电源供电系统的可靠性，但存在一些弱点：

1.UPS本身发生故障时，可能无法切换而造成输出中断

当UPS内部电源板或电源模块发生故障时，UPS会立即停止工作，输出中断。此时，UPS也不可能再从静态开关转向旁路。这种情况发生在主UPS机上，这时既使UPS是好的也无济于事，整个计算机系统的供电将被中断。

当UPS控制电路出现问题时，逆变器烧毁瞬时（此时不满足切换条件）及一些其它原因，也可能会出现静态开关打不开而造成中断。

2.切换瞬时输出出现间断

UPS为保证输出波形连续，采用先合后断技术，即旁路通过静态开关与逆变器输出有一叠加过程，以保证输出无间断，但这两路电压必须满足频率，相位，电压幅值完全一致，否则，将有可能造成切换过程中输出的不连续。

频率正常的情况下，主UPS的负载一般为感性负载。从UPS为空载，而在电网频率偏离UPS跟踪频率范围时，UPS将启动自身晶体振荡器，由于两台UPS为独立系统，无法进行“锁相”跟踪，如在此时发生切换过程，输出波形将会有更大 输出间断时间。特别在主UPS逆变器发生故障，强行切换时，由于无法进行正常跟踪，将有可能出现较大的间断间时，甚至切换失败。

3.在供电系统中，增加了两个公共故障点

一旦主UPS静态开关出现故障，此时又要求切换则会造成负载供电中断。发生过载时，主/从UPS将依次转旁路，这时UPS的静态开关如出现问题，也将造成输出中断。

4.设备使用效率低

在整个供电过程中，始终有一台UPS长期闲置不用，使用效率低，并且备份UPS的电池长期处于浮充状态下，电池无法放电，电池寿命大大缩短。可以增加一个主、从转换装置，定期将主机与从机进行转换，对主从机的电池轮流充放电，解决此问题。但是在主从转换过程中，从机处于空载运行状态，一旦出现切换过程，负载量将从0突变到100%，整流器和逆变器将受到大电流冲击，易于损坏，影响正常输出，甚至断电。

5．维修困难

当主机发生故障，切换到从机供电时，用户负载不能停机，无法关闭UPS进行维修。一旦从机出现故障，会造成整个供电系统中断。

（二）初级式并联。如图2-2所示。

图2-2 初级式并联

初级并联方式是几台（一般两台）UPS共用一组静态旁路开关，同时增加并联柜以平衡负载电流方式实现并联。由于一般UPS控制系统多为模拟反馈电路，其输出参数及特性随温度、元件参数及器件的老化而漂移，同时由于各UPS一致性较差，故这种类型的UPS无法直接并联。为了提高供电系统可靠性，需要将UPS并联使用时，为确保各并联UPS之间输出参量的一致性，达到同步运行的目的，要增加一个并联柜，即在原基础上增加一些检测环节。同时为达到并联UPS切换的一致性，必须将原有的各静态线路开关拆除，共用一组静态开关。这种并联方式虽然比单台或串联热备份方式在可靠性等方面有较大的提高，但存在以下弱点：

1．由于这种方式仅有一组静态开关，没有冗余备份，当静态开关本身出现问题时，整个供电系统就不能够正常输出，造成输出中断；

2．当平衡检测环节（即并联柜）出现故障时，各UPS间有可能产生环流而造成逆变器烧毁；

3．当负载为非线性负载，尤其是波峰因数较差的计算机或电机等负载时，因各UPS内部反馈系统参量瞬间调整，彼比互相没有关联而造成UPS动态一致性较差，因此会短时出现很大的环流，有可能造成逆变器的烧毁。

（三）高级并联方式，如图2-3所示。

图2-3 高级并联方式

此种方法无任何独立部件，全部并联冗余，实现了真正并联，且在此系统中无需任何额外附加并联柜，可靠性极高，是目前并联技术的发展趋势。由于采用冗余式并联，负载分配均匀，设备利用率很高。

高级并联工作方式，是由并联通讯板实现的，工作方式相当于计算机的并行工作原理。其中一台主机为导航UPS，假设为1#机。整个并联系统由导航UPS发出脉冲控制所有并联的UPS工作（最多可并联6台），这时各UPS相应器件相当于并联工作。当导航UPS（1#机）出现故障或未开机时，2#机自动升为导航机，控制其它UPS，在1#机恢复正常后，又由其进行控制。而当其它UPS出现故障时，自动退出。这种连接方式优点是所有UPS均由一台UPS控制信号所控制，这样既可保证各UPS间输出参量及动态特性完全一致，又彻底解决了初级并联不可避免的内部环流问题，以及静态旁路开通和跟踪一致性的问题。

由于这种并联通讯工作方式具有连接简单，可靠性高，动态性好等优点，已开始被广泛采用。但是此并联方法对UPS自身技术要求较高，有些UPS很难采用这种技术。

以上介绍了UPS的技术性能，分析了UPS的可靠性，目的在于掌握UPS的技术，更可靠地使用UPS电源，确保供电系统连续不间断地提供高质量的电源。

四、蓄电池系统

（一）蓄电池特点：

1．密封：全密封设计无电解液渗漏、运输和安装使用都很方便。

2.安全：蓄电池有安全阀，并且不易产生气体，遇火不会爆炸，安全防爆。3.无需维护：由于全密封设计生产和基本不分解水，从使用起不需加水维护。4.自放电低：采用新型合金、高等级原材料和先进的制造工艺，常温下贮存期可达6个月。

5.使用和贮存环境温度范围宽：从－30℃～60℃。

6.无需均衡充电：在正常工作情况下，以恒压充电不需均衡充电。

7.使用寿命长：25℃环境条件下，全浮充正常使用寿命6FM系列可达5年以上，GFM系列可达10年以上。

（二）蓄电池用途：

1.邮电通信设备（程控交换机、微波通讯、移动通信、光纤通信等）。2.大型UPS及计算机备用电源（金融系统、办公设备、计算机房等）。3.电力系统（发电厂、水电站、输变电站、风能及太阳能发电设备等）。4.应急照明系统、消防安全及报警、监视系统备用电源。5.航天、航空、航海、铁路、公路交通运输及电储能。6.电子开关及控制系统。7.峰值负载补偿储能装置。(三)关于电池的建议： 1.必须：

使用前必须检查电池外观；存储电池在阴凉处(温度最好不超过200C或6800F)；把存放起超过三个月的电池加以适当的补充电；充电时要在通风良好的环境中进行；把电池牢固地安装在设备机箱内

2.切勿：

将电池放在靠近火源的地方或焚烧电池；将电池短路；将电池放在密闭箱内使用；野蛮装卸电池；使用跛裂或漏夜的电池；过度震动和摇晃电池；

五、UPS电池放电功率计算公式：P=(W×a)/(n×η)P：电池放电功率，单位－瓦/单体(Watt/Cell)； W：UPS功率； a：UPS功率因数； n：2V电池单体数量； η：电池逆变效率；

参考文献

[1] 侯明鑫，黄玉水，余运俊，一种新型的基于DSP的全数字在线式UPS[J].通信电源技术，2006.[2] 王其英，何春华.UPS供电系统综合解决方案[M].北京：电子工业出版社，2005.[3] 黄玉水，侯明鑫，吴胜益.一种采用DSP控制并基于三相半桥逆变器的UPS[J].电力电子技术，2007.[4] 许道飞.基于DSP的在线式UPS数字化控制技术[D].浙江大学，2003.[5] 周永鹏，周伟,基于DSP的UPS逆变器数字化复合控制系统设计[J].自动化技术与应用，2006.[6] 周志敏，周纪海，纪爱华，UPS应用于故障诊断[M].中国电力出版社，2008.[7] 王其英，刘秀荣，新型不间断电源UPS的管理使用与维护[M].北京人民邮电出版社，2005.[8] 王耀北，胡长义.基于DSP控制的IPM数字化直流伺服驱动系统设计[J].电气传动，2006.[9] 夏小飞，鲁铁成，董海，等.基于DSP技术的过电压在线检测装置的研制[J].高电压技术，2006.[10] 李成章.改进“1+1”UPS并机供电系统[J].今日电子，2006.[11] 蔡勇.UPS并机供电运行可靠性分析[J].齐鲁石油化工，2003.[12] 陈静，何湘宁，智能UPS技术及其发展趋势[J].中国电力，2002.

第五篇：UPS问题报告

000000渤海五公司电力电子调试班

关于UPS问题纪要

随着我厂生产规模的不断扩大，控制各生产装置的DCS室都安装了UPS（不间断电源），然而UPS能否为负载提供高可靠、高质量的电源，将直接影响生产装置的安全生产。近年来石化企业因UPS故障而停工的事故时有发生。为了使我厂尽量避免此类事故的发生，我们认为应从以下几个方面考虑：

1、UPS的运行环境

运行温度：0С～28С,考虑电池运行的最佳条件，温度为15С～25С。储存温度（不带电池）：-20С～+65С。

相对湿度：50%左右最佳。

音响噪音：小型45～50dB、中型50～55dB、大型55～70dB。抗静电放电性能：符合IEC 801-2。还应该注意防尘、防潮、防光照。

而目前我厂四十多台UPS中，只有一部、二部、三部、车液的UPS间基本满足以上的条件，但UPS间除三部外，普遍存在空间狭小，安全距离不够，既给日常维护和检修带来不便，也不利于UPS散热。而且有的UPS在仪表间和仪表设备混在一起，有的干脆就放在配电室里，容易造成管理混乱，望各级领导给予重视。

2、UPS的技术参数

UPS的技术参数是表征UPS的质量高低的重要指标。在选用UPS时我们建议应主要考虑以下几个重要的指标。

①主电源允许的输入电压变化范围和交流旁路允许的电压变化范围。②主电源允许的频率变化范围和交流旁路允许的频率变化范围。③输出电压特性和频率特性。

④输出电压的静态稳定度和输出电压的瞬态特性。

⑤输出带三相不平衡负载和非线性负载（我厂UPS负载多为非线性）的能力。⑥输出电压的谐波失真度。

⑦交流旁路市电供电逆变器供电的切换时间。⑧峰值因数（在UPS逆变器电源的交流输出电流的输出电流的峰值与输出电流的有效值的比值）。

由于种种原因我厂的UPS品牌较杂，从设计、审核、定货、施工等环节对以上技术指标把关不严，造成了有些UPS的故障率偏高，运行不可靠。因此，我们建议今后在选择UPS时应充分考虑专业人员的建议，并希望设计、审核、定货等各部门严格把关。

3、UPS的运行方式

现在的UPS电源工业，可向用户提供五种类型的UPS电源。在线式、在线互动式、后备式正弦波输出、后备式方波输出、Delta变换型。以上五种方式中以在线式供电最为可靠，但价格也比较贵。

而我厂的UPS运行方式各式各样，今后希望由机动部、渤海公司挑选一两种

0渤海五公司电力电子调试班

可靠的运行方式。我们认为应优先考虑在线式，并和计算机联网，以便实时监控UPS的运行状态，而且还应该在UPS输出和负载之间加装隔离变压器，这样将大大增加供电的可靠性。

4、工程交接和人员培训

当UPS交接时，应将电气接线图、UPS说明书、调试参数等一并交齐，以免当UPS出现故障时，无法进行初期的处理。而我厂在UPS交工时，这方面做的有些欠缺。，随着UPS的数量不断增多，以现在电调班的人员数量以明显不能满足日常维护的需要，而且现在的成员大多没进行过专业培训，望有关领导给予重视。

5、电池管理

目前在UPS电源中广泛使用的是无需维护的阀控式铅酸蓄电池。内置式电池组的成本大约占UPS电源总成本的20%～25%，在返修的UPS电源中，由于蓄电池故障而引起UPS电源不能正常工作的比例大约占1/3。因此，我们必须做好UPS的管理工作。而电池的寿命与环境温度密切相关。当环境温度在20С时，电池的寿命最长。运行在供电质量高，很少发生停电的UPS电源，应该每隔一定周期（3～4个月）人为地中断交流的输入，以使UPS电源中的蓄电池放电一次，然后在加上市电重新充电，这样有利于延长电池的寿命。

但是我厂的UPS电源只有在装置停工或检修时,才能对电池进行彻底的检查。因此，我们建议应定期强迫停机对电池进行检测、充放电。UPS电池必需定期更换。由于电池在UPS运行状态损坏时很难及时发现，我们建议应用电池在线监测设备，以便在线实时监测电池的情况。

6、机器寿命

大量的运行统计资料表明，UPS的额定输出功率越大，其MTBF（预期的平均无故障工作时间）值越大（可靠性越高）。

小型UPS（0.7～10KVA）的MTBF值：4～14万小时 中型UPS（10～50KVA）的MTBF值：13～22万小时 大型UPS（40～1000KVA）的MTBF值：20～40万小时

所以说当UPS的运行时间到了期限时，我们就应将UPS停下来进行全面检查，对运行可靠性降低的UPS应报废。

7、负载

由于我厂UPS的负载主要有仪表来管理，因此我们对负载的分布情况不十分了解。当UPS需要紧急停电时，不知道该UPS所接的负载情况，这种情况时有发生。因此，我们希望仪表和电工加强联系，使我们更清楚的了解UPS的负载分布情况。石国江 guojiang666@sohu.com