UPS电源系统由整流、储能、变换、开关控制四部分组成。其系统的稳压功能一般由整流器完成,整流器采用可控硅或高频开关整流器,具有根据外界电源的变化控制输出幅度的功能,使得当外界电源发生变化时(应满足系统要求),整流电压的输出幅度基本保持不变。净化功能由储能电池完成,由于整流器不能消除瞬时脉冲干扰,因此整流电压中仍会存在干扰脉冲。储能电池除了具有储存直流电能的作用外,就好比在整流器上接了一个大电容,储能电池的等效电容量与其容量成正比。由于电容两端电压不能突变,利用电容对于脉冲的平滑特性,消除脉冲干扰,起到净化作用,也称屏蔽干扰。频率稳定是由变压器来实现的,频率稳定度取决于变压器振荡频率的稳定度。为了UPS电源系统日常运行维护的方便,设计了系统运行开关、主机自检故障后的自动旁路开关、维修旁路开关进行开关控制。
当电网电压正常工作时,按图示给负载供电,同时给储能电池充电;当突然停电时,UPS电源开始工作,由储能电池给负载提供所需电力,维持正常生产(如加粗黑色→所示);当生产需要造成负载严重过载时,对电网电压进行整流,直接给负载供电(如虚线所示)。
UPS电源系统主要分为主机和储能电池两部分。额定输出功率取决于主机部分,也与负载的性质有关,因为UPS电源对不同性能的负载,其驱动能力是不同的。通常负载功率应满足UPS电源额定功率的70%。储能电池容量的选择,主要看负载功率确定后,其后备时间的长短。这个时间因每个企业的情况不同,主要取决于后备电源的接入时间,通常为几分钟到几小时不等。莱钢中小型棒材生产线因生产需要,不允许停电,因此UPS电源系统在检测到电网电压中断后,可以自行开始供电。随着储能电池的缓慢放电,储能电池的容量会随着时间的推移逐渐减小。考虑到储能电池寿命末期容量会下降到50%左右,留有一定的余量,我们的UPS电源系统在储能电池满容量时的工作时间为2小时,半容量时的工作时间为1小时。