在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS的製作方法

2023-07-25 16:25:56

本實用涉及一種在線式冷熱備份並機的UPS，準確來說是在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，主要用於有單進單出、三進三出、三進單出、工頻不間斷電源的各種規格容量機型的製造等領域。

背景技術：

目前，在線式工頻UPS，一般應用在對用電的可靠性、穩定性要求較高的場合，對保護重要的用電負載起到關鍵性作用，為達到用電負載的使用連續性及可靠性，一般採用帶有輸出隔離變壓器的在線式工頻UPS，並同時採用兩臺以上備份並機來預防萬一有一臺UPS發生故障時，另一臺自動運行，以保證負載設備的用電保障。

由於在線式工頻UPS的結構中配有輸出隔離變壓器，根據UPS主機的容量大小不等，此變壓器的體積、重量以及材料成本不同，但其在UPS主機中所佔的材料成本、重量、體積的比值是非常大的，一般在30%-50%。

目前的市場存在的在線式工頻UPS主機，對用電負載，採用備份並機保護負載用電安全的技術方案中。只能同時選用兩臺相同容量規格的主機，進行並機連接，對用電負載進行保護。其中的一臺主機處於待命狀態，隨時準備在另一臺工作中的UPS主機有故障時投入工作，接替保護用電負載的安全工作。

在以上的技術描述中，可以得出：用市場上通用的在線式工頻UPS主機應用在備份並機方案中，有50%以上的成本是永遠閒置備用的，這就嚴重增加了生產製造的成本，大大浪費了資源，又增加了用戶的購置成本50%以上，還增加了運輸成本，用戶安裝時佔用的空間也增加了一倍以上，對整個社會環境都是一個浪費。

具體來說，UPS對負載供電的保障關係為：通過市電輸入給UPS,然後再輸入給負載，當較重要的負載需要加以特殊保護供電的可靠性時，需要有兩臺UPS，其中一臺UPS對負載進行供電保護，另一臺UPS就待機，當其中一臺UPS發生故障時，即可自動轉由另一臺UPS對負載實行供電保護，而發生故障的UPS則等待維修，排除故障。這樣的模式就存在一定的弊端，例如兩臺UPS都內置有隔離輸出變壓器，由於隔離輸出變壓器的體積較大，這樣就導致了結構的複雜，增加了製造成本、運輸成本、安裝和維護的工作量也加大了，也加大了用戶的機房佔用面積。經過在對UPS多年的製造，應用過程中；統計出一個規律；1，在UPS運行過程中；會發生故障的元器件，各部分的電路系統等等，都不具有相同的發生故障機率。2，電子功率元件，PCB電路版，保險，等部分，發生故障的機率高。3 ，輸出隔離主變壓器，散熱器系統，避雷系統，機箱，輸入，輸出開關，電池開關，旁路，維修旁路開關，等部件，基本上是不會或極少會發生故障的。4，這些不發生故障的部件的成本價值，佔整臺UPS主機的製造材料成本中，在不同容量機型中，約佔30%~ 50%之間。

針對上述結構特點，為了滿足市場的各種需求，現提供一種具有；結構創新、保留原來功能。降低成本，減小空間體積、安裝維護簡單、運輸成本低等特點的新型UPS。這種UPS；1.將2臺同容量，同型號的UPS，用同一個機箱來裝配。2，將在UPS運行過程中，不會發生故障的元器件，功能系統等部件，只安裝一套，給這2臺UPS共用。 3，用改進過的控制電路，電器元件連接方式，把2臺UPS在同一機箱裡裝配連接起來。 4，這就形成了在同一機箱裡安裝成了；具有冷熱備份並機功能的UPS的結果。 5，這種設計方案，既降低了成本，又保留了原來2臺機冷熱備份並機的功能。6，這種結構新型UPS, 筆者已製造出樣機。經測試，已達到設計效果。

技術實現要素：

針對上述現有技術原理，本實用要解決的技術問題是提供；在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，該實用有；結構創新、保留原來功能，降低成本，減小空間體積、安裝維護簡單、運輸成本低等特點。

為了解決上述技術問題，本實用；在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，所採用的技術方案是：主要包括UPS市電，所述UPS市電輸入到UPS主機和UPS備機，所述UPS主機和UPS備機輸入到共用隔離輸出主變壓器，所述共用隔離輸出主變壓器輸入到各類負載，所述UPS主機包括主機市電整流、主機逆變器、主機靜態開關、主機蓄電池、主機主控板和主機維修旁路，所述UPS備機包括備機市電整流、備機逆變器、備機靜態開關、備機蓄電池、備機主控板和備機維修旁路，所述UPS主機還包括主機UPS監控系統，所述UPS備機還包括備機UPS監控系統，所述主機市電整流、主機逆變器、主機靜態開關、主機蓄電池、主機主控板、主機維修旁路和主機UPS監控系統連接，所述備機市電整流、備機逆變器、備機靜態開關、備機蓄電池、備機主控板、備機維修旁路和備機UPS監控系統連接，正常情況下，所述UPS市電輸入到主機市電整流，再由主機市電整流輸入到主機逆變器，所述主機市電整流也可以輸入到主機蓄電池，再由主機蓄電池輸入到主機逆變器，然後，主機逆變器再輸入到主機靜態開關，然後主機靜態開關輸入到共用隔離輸出主變壓器，最後由共用隔離輸出主變壓器輸入到各類負載，當主機故障時，主機逆變器停止工作，通過互鎖連動電路，所述UPS市電輸入到備機市電整流，再由備機市電整流輸入到備機逆變器，所述備機市電整流也可以輸入到備機蓄電池，再由備機蓄電池輸入到備機逆變器，然後，備機逆變器再輸入到備機靜態開關，然後，備機靜態開關再輸入到共用隔離輸出主變壓器。最後由隔離輸出主變壓器輸入到各類負載。

為了解決上述技術問題，本實用；在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，主要採用的工作原理是：在線式工頻UPS的結構中，可以分為以下幾大部分：輸入整流部分、逆變系統、輸出系統、整機的顯示控制系統、整機所需載體、直流部分和連接以上各系統的不同規格的線、纜、銅排等，其中，輸入整流部分有輸入開關、整流功率元件、功率元件散熱器、散熱冷卻排風元器件、整流控制電路系統電路板和整流系統的保護元件組成；其中逆變系統有逆變功率元件、功率元件散熱器、散熱冷卻排風元器件、逆變系統控制電路系統、逆變電路系統的保護元件等組成；其中輸出系統有輸出轉換開關功率元件、功率元件散熱器、散熱冷卻排風器件、轉換系統保護元件、輸出隔離變壓器、輸出隔離的濾波元件、輸出開關等組成；其中整機的顯示控制系統有顯示控制等需要的電路板組成，防雷系統。其中整機所需的載體有機箱和運輸時所用包裝箱組成，其中直流部分有開關、直流電容系統、直流保護元件組成。

根據以上對目前在線式工頻UPS主機的結構分析，可以得出以下結論：在這些各系統的元器件當中，有一部分是不會發生故障，有一部分是很少發生故障的，這兩類元器件在整臺機結構中所佔的材料比重應超過40%以上，可以達到50%左右，在不同容量的機型中，甚至可以達到60%左右，只有50%左右的元器件是可能發生故障，需要有備件隨時更換、維修。

針對本實用而言，在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS。主要包括兩臺UPS，其所述兩臺UPS共用一臺隔離輸出變壓器，有UPS主機輸入給共用隔離輸出變壓器，然後再由共用隔離輸出變壓器輸入給負載，再具體的是：平時有其中一臺UPS主機的電路工作，另一臺作為備機UPS的電路待機，當工作的這臺UPS主機故障時，內部會自動轉為另一臺UPS備機工作，他們共同用一套輸出單元的電路，可以節省一套輸出單元，一套箱體，避雷系統，散熱通風系統，輸出和輸入開關系統等。

本實用在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS的主要優點是：

1、結構創新，保留原來功能。減小空間體積，安裝維護簡便。大大提高了用電負載供電保護的可靠性。

2、節省30-50%的製造成本。

3、節省50%的運輸成本。

4、節省50%用戶的機房佔地面積。5；特別適用於；無人或少人值守的機房，通訊基站。遠郊安裝的負載保護，其它需重點保護的負載用電。

附圖說明

下圖1為本實用；在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，整體結構示意圖。

附圖標記說明：A、UPS主機,B、UPS備機,1、UPS市電,2、主機市電整流,3、主機逆變器,4、主機靜態開關,5、主機蓄電池,6、主機主控板,7、主機UPS監控系統,8、主機旁路,9、隔離輸出主變壓器,10、各類負載,21、備機市電整流,31、備機逆變器,41、備機靜態開關,51、備機蓄電池,61、備機主控板,71、備機UPS監控系統,81、備機旁路。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用作進一步的詳細說明。

為了更容易理解本實用，下面以具體實施例詳細說明本實用的實施方式。

如圖1所示，本實用:在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS。在線式工頻冷熱備份並機共用隔離輸出主變壓器的UPS，其特徵在於：主要包括UPS市電（1），所述UPS市電（1）輸入到UPS主機（A）和UPS備機（B），所述UPS主機（A）和UPS備機（B）輸入到隔離輸出主變壓器（9），所述隔離輸出主變壓器（9）輸入到各類負載（10），所述UPS主機（A）包括主機市電整流（2）、主機逆變器（3）、主機靜態開關（4）、主機蓄電池（5）、主機主控板（6）和主機旁路（8），所述UPS備機（B）包括備機市電整流（21）、備機逆變器（31）、備機靜態開關（41）、備機蓄電池（51）、備機主控板（61）和備機維修旁路（81），所述UPS主機（A）還包括主機UPS監控系統（7），所述UPS備機（B）還包括備機UPS監控系統（71），所述主機市電整流（2）、主機逆變器（3）、主機靜態開關（4）、主機蓄電池（5）、主機主控板（6）、主機旁路（8）和主機UPS監控系統（7）連接，所述備機市電整流（21）、備機逆變器（31）、備機靜態開關（41）、備機蓄電池（51）、備機主控板（61）、備機旁路（81）和備機UPS監控系統（71）連接，正常情況下，所述UPS市電（1）輸入到主機市電整流（2），再由主機市電整流（2）輸入到主機逆變器（3），所述主機市電整流（2）也可以輸入到主機蓄電池（5），再由主機蓄電池（5）輸入到主機逆變器（3），然後，主機逆變器（3）再輸入到主機靜態開關（4），然後主機靜態開關（4）輸入到隔離輸出主變壓器（9），最後由隔離輸出主變壓器（9）輸入到各類負載（10），當主機故障時，所述UPS市電（1）輸入到備機市電整流（21），再由備機市電整流（21）輸入到備機逆變器（31），所述備機市電整流（21）也可以輸入到備機蓄電池（51），再由備機蓄電池（51）輸入到備機逆變器（31），然後，備機逆變器（31）再輸入到備機靜態開關（41），然後，備機靜態開關（41），輸入到共用隔離輸出主變壓器（9），最後由共用隔離輸出主變壓器（9）輸入到各類負載（10）。

綜上所述，本實用所述的內容及其具體實施方式，僅是為了以舉例的方式清楚的說明本實用的實質和內涵，並非以局限的方式限定在本實用構思基礎之上的變化方式之外，本領域的技術人員能夠在本實用的構思基礎上，任意的改變，但是如其基於實用思路結合本領域的公知常識及慣用手段，仍然屬於本實用的保護範圍之內。