模塊化UPS和塔式UPS的技術(shù)區(qū)別

時間：2013-11-21作者：成都西通機電工程有限責任公司瀏覽：220

機架式模塊化UPS不間斷電源在功率器件技術(shù)和制造工藝方面繼承了傳統(tǒng)UPS技術(shù)發(fā)展的成果，但在系統(tǒng)架構(gòu)方面，以多模塊并聯(lián)為基礎(chǔ)，不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)模塊的熱插拔，而且好地處理了系統(tǒng)模塊獨立運作、相互協(xié)作和平穩(wěn)轉(zhuǎn)換的關(guān)系。


1946年，美國貨車司機馬爾科姆.麥克萊恩研制發(fā)明集裝箱運輸貨物獲得成功，1956年，他的**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(shù)天壓縮到數(shù)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(chǎn)的UPS


機架式模塊化UPS相對于傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)UPS而言，能夠安裝在標準機柜中，節(jié)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(guān)鍵設(shè)備與負載之間的故障點，模塊化UPS不間斷電源可提高整個系統(tǒng)的可用性。


從設(shè)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(tài)旁路開關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化大的優(yōu)點是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，任何一個模塊出現(xiàn)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(tǒng)的安裝和修復(fù)時間。


除此之外，模塊化UPS能夠給用戶帶來好的可擴展性，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(diào)試也是在工廠就開始的。以標準化的模塊為基礎(chǔ)的UPS，在產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、制造過程中，可以制定統(tǒng)一的標準，讓整套系統(tǒng)中的所有部件都能發(fā)揮出佳性能，同時也可避免因兼容問題而出現(xiàn)的系統(tǒng)故障。


機架式模塊化UPS可以根據(jù)當前的業(yè)務(wù)需求進行配置，并且能在以后添加多模塊。這種系統(tǒng)的優(yōu)化能力顯著降低了總擁有成本。


模塊化設(shè)計在重新配置功率以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求方面，提供了較大的靈活性。在安裝、升級、重新配置或移動模塊化系統(tǒng)時，獨立組件、標準接口以及簡單的操作既節(jié)省了時間又節(jié)約了費用。


供電系統(tǒng)實現(xiàn)隨需應(yīng)變


機架式模塊化UPS電源與傳統(tǒng)UPS相比有相當大的優(yōu)勢。它的優(yōu)勢有主要有以下三個方面：


安裝簡單，擴容方便，節(jié)約投資。


機架式模塊化UPS不間斷電源使供電系統(tǒng)能隨需應(yīng)變，讓容量隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而實現(xiàn)“動態(tài)成長”。既滿足了后期業(yè)務(wù)的擴展需求，又降低了用戶的初期購置成本。


并聯(lián)冗余，運行穩(wěn)定，可靠性高。


在機架式模塊化UPS中，功率模塊部分是并聯(lián)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(fā)生故障，不影響整個系統(tǒng)工作。


在傳統(tǒng)UPS產(chǎn)品中，用戶**安全一般采用的是“1+1”或“N+1”并聯(lián)冗余方式，只能容錯一次。在機架式模塊化UPS系統(tǒng)中，用戶只需要購買相應(yīng)的功率模塊，即可實現(xiàn)“N+X”的故障冗余。“模塊化冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)”比傳統(tǒng)UPS為可靠。


維修方便，在線處置，可用性高。


傳統(tǒng)UPS電源需要專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)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，直接在線換UPS備用模塊。


機架式模塊化UPS在功率器件技術(shù)和制造工藝方面繼承了傳統(tǒng)UPS技術(shù)發(fā)展的成果，但在系統(tǒng)架構(gòu)方面，以多模塊并聯(lián)為基礎(chǔ)，不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)模塊的熱插拔，而且好地處理了系統(tǒng)模塊獨立運作、相互協(xié)作和平穩(wěn)轉(zhuǎn)換的關(guān)系。


機架式模塊化UPS目前比較有代表性的結(jié)構(gòu)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(gòu)成，功率模塊中包括傳統(tǒng)UPS的整流、濾波、充電、逆變器等部分。但靜態(tài)旁通與系統(tǒng)的部分監(jiān)控和顯示共用一個機架的。各模塊獨立控制并聯(lián)運行，機柜上部的顯示控制模塊僅作為用戶開關(guān)UPS主機和進行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控平臺。


另一類是模塊化UPS。該類機架式模塊化UPS由機架加單體模塊構(gòu)成，每個單體模塊內(nèi)都裝有整個UPS電源與控制電路，包括整流器、逆變器、靜態(tài)旁路開關(guān)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(shù)和元器件發(fā)展水平而言，兩類結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢，也都有很出色的代表性產(chǎn)品，都可提供采用的分散并聯(lián)技術(shù)，使UPS系統(tǒng)不受集中控制技術(shù)中的可靠性限制，避免瓶頸故障的發(fā)生，提供N+X并聯(lián)冗余功能的模塊化并聯(lián)系統(tǒng)。


普及應(yīng)用還需突破價格關(guān)


目前制約機架式模塊化UPS發(fā)展的難點主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數(shù)量的增加及降低價格三個方面。


機架式的模塊化UPS不間斷電源從傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)過渡而來，相對傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)擁有寬闊的散熱通道，大尺寸大功率的散熱風(fēng)扇的龐大體積而言，模塊化UPS由于要便于單體換操作，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(fēng)道導(dǎo)流式散熱技術(shù)，還引入了熱管式散熱。


為確保電源的高可用性、可擴展性，模塊應(yīng)該不限制數(shù)量地進行并聯(lián)使用。


在多臺UPS并聯(lián)時，其中重要的指標就是電流均分，也就是說如果N臺UPS并聯(lián)，必須保證每臺UPS的輸出電流是總輸出電流的1/N，至少其相互之間的大不平衡度要在要求范圍內(nèi)（一般是小于2%）。


在實際應(yīng)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(lián)臺數(shù)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(tǒng)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(tǒng)目前的市場占有率不高、用戶群只能是那些有一定經(jīng)濟實力且對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可靠性、可用性要求比較高的客戶，全面**市場的惟一辦法。


未來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對UPS不間斷電源系統(tǒng)需求的不斷提高。像貿(mào)易的交流催生了集裝箱技術(shù)，集裝箱技術(shù)引發(fā)了**運輸業(yè)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(tǒng)發(fā)展的趨勢。


模塊化UPS電源包括整流器、逆變器、有些還包括靜態(tài)旁路開關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化大的優(yōu)點是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性，任何一個模塊出現(xiàn)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(tǒng)的安裝和修復(fù)時間。

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