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“优化”于感性负载的UPS的分析举例
所谓“优化”,只能在特定条件下,对特定参数进行“优化”;对其他条件及参数不但不能一起“优化”,通常还要作出让步或牺牲。
UPS的负载为线性感性负载时,电流为正弦波(或近似),电流的相位滞后于电压,可分解为与电压同相位的有功电流和滞后于电压90°的无功电流(感性电流),其等效电路是,等效电阻负载与等效电感负载相并联。
(1)某种UPS所适应的负载功率因数的优化选择:UPS输出端并联有功率因数补偿电容,电容的电流为超前于电压90°的无功电流(容性电流)。
①优化(优秀)条件为,电容电流完全补偿负载电流中的感性电流分量,也就是等效的L与C处在并联谐振状态,这时UPS的逆变器仅供出负载电流的有功分量,功率因数为1。
②UPS中的逆变器输出的允许电流,也利用这个优化条件,取为负载电流的有功分量,小于负载的总电流,使逆变器的成本降低。
例如:针对功率因数为0.8的线性的感性负载做以上优化设计时,则逆变器输出的允许电流仅为负载电流的80%,减小了20%。降低了成本、减小了功率损耗,是有利的。
(2)功率因数补偿的优化设计,有好的针对性,但适应性下降。以上举例优化的UPS,在阻性负载时能供出的有功功率就小多了,例如:只能输出额定容量53%的有功功率。远远达不到通信用UPS额定有功功率为额定容量70%的低要求,原因是:
①优化在感性负载的逆变器的输出电流允许值已设计得小多了。
②而优化的能补偿感性负载时电感电流分量的电容电流相当大,该电容的电流在纯阻负载时不但用不到它来提高功率因数,反而还成了累赘,也就是电容电流占用了逆变器电流容量中相当大的份额,降低了功率因数,可供给阻性负载的电流就小多了。
可见,相当大的电容电流,优点和缺点有明显的对比。为发挥其优点,这种UPS应该是功率因数范围较窄的专用UPS。若取用更大容量余量的UPS,则可以扩大其应用范围。
此外,在非线性负载时,由于大容量电容能吸收谐波电流,输出电压的波形畸变得到抑制,这是有利的因素。
3.3 感性和阻性负载折中设计的UPS举例
考虑到UPS的负载可能是线性的感性负载,又可能是线性的阻性负载时,可采取两者兼顾的设计方案,就是以上两种举例的折中(协调)。
例如:功率因数补偿电容相应减小,使电容电流只补偿功率因数为0.8的负载电流感性电流分量的1/2(或较小),为UPS额定电流容量的30%(或更小)。此条件下,逆变器输出的允许电流为UPS额定电流容量的85%(或更大)。
当阻性负载时,根据矢量分析(从略),纯理论计算,可输出有功电流80%(或更大),所对应的有功功率也是额定容量的80%(或更大),不会再小。
这种UPS对负载功率因数的适应性比功率因数补偿电容量大的UPS加宽了。可见,参数的选择,可以满足相应的设计要求。
但要注意,在非线性负载时,由于电容量的减小,电容能吸收谐波电流的能力减小,抑制输出电压波形畸变的能力减小,输出电压波形畸变,(失真度)增大,这是不利的因素
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滨力蓄电池在使用UPS供电系统的过程中，人们往往片面地认为蓄电池是免维护的而
不加重视。然而有资料表明，因蓄电池故障而引起UPS主机故障或工作不正常的比例大约为1/3。由此可见，加强对UPS电池的正确使用与维护，对延长蓄电池的使用寿命，降低UPS电源系统故障率，有着越来越重要的意义。除了选配正规品牌蓄电池以外，应从以下几个方面入手正确地使用与维护蓄电池：
(1) 滨力蓄电池保持适当的环境温度。影响蓄电池寿命的重要因素是环境温度，一般电池生产厂家要求的最佳环境温度是在20℃～25℃之间。虽然温度的升高对电池放电能力有所提高，但付出的代价却是电池的寿命大大缩短。据试验测定，环境温度一旦超过25℃，每升高10℃，电池的寿命就要缩短一半。目前UPS所用的蓄电池一般都是阀控式密封铅酸蓄电池，设计寿命普遍是5年，这在电池生产厂家要求的环境下才能达到。达不到规定的环境要求，其寿命的长短就有很大的差异。另外，环境温度的提高，会导致电池内部化学活性增强，从而产生大量的热能，又会反过来促使周围环境温度升高，这种恶性循环，会加速缩短电池的寿命。
(2) 滨力蓄电池定期充电放电。UPS电源系统中的浮充电压和放电电压，在出厂时均已调试到额定值，而放电电流的大小是随着负载的增大而增加的，使用中应合理调节负载，比如控制计算机等电子设备的使用台数。一般情况下，负载不宜超过UPS额定负载的60％。在这个范围内，蓄电池就不会出现过度放电。
滨力蓄电池UPS因长期与市电相连，在供电质量高、很少发生停电的使用环境中，蓄电池会长期处于浮充电状态，时间长了就会造成电池化学能与电能相互转化的活性降低，加速老化而缩短使用寿命。因此，一般每隔2～3个月应完全放电一次，放电时间可根据蓄电池的容量和负载大小确定。一次全负荷放电完毕后，按规定再充电8小时以上。
滨力蓄电池公司设有3个研发机构，4个生产厂区，32个分公司办事处，有员工1000余名，其中各类专业人才500多名。技术上以国内多所著名高校为依托，致力从事于电子信息、光机电一体化、能源与高效节能、软件四大高新技术领域的自主创新，研发、生产、销售不间断电源（UPS）、逆变电源（INV）、应急电源（EPS）、高压直流电源、电动汽车充电站及管理系统、太阳能光伏并网发电系统、新型阀控密封式免维护铅酸蓄电池、嵌入式多媒体软件、网络安防监控系统等，广泛应用于上层建筑和经济基础的各个领域，覆盖国内和40多个国家与地区市场，滨力 蓄电池是广东省20家装备制造业重点企业之一。
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