正弦波的当然最好，其波形和电网上或者发电机产生的波形是一样的，而且甚至比电网上获取的电源的波形还要完美，但调制出正弦波不是一件简单的事情，需要复杂的控制电路;因此成本必然上升。所以，正弦波UPS一般只在容量超过5KVA的机组，或者在线式以及部分在线互动式机组上才出现，后备机组除非容量很大，不然也是很少的。

　　正弦波拥有对工频变压器最高效的转换，可以负载一切能在市电上使用的设备。但因为成本问题，目前也有很多使用比如：修正正弦波和方波的修正正弦波，即不是一条正弦曲线，而是无数的小线段，使用人为的方法将他们弄成和正弦曲线差不多的样子，就是修正正弦波，修正正弦波也叫修正波，虽然相比方波好，但还是不如正弦波。

　　方波的话就更简单了，非常简单的推勉电路就能做出来，但因为方波波形中从最高点突然跌到最低又到最高，其间的能量损失也是巨大的，并且如果机组容量很大，这种损失可能会导致机器本身损坏，因此方波系统通常而言，不会在很大的机组上出现，而且通常是几百伏安的小容量且是后备机组的UPS不间断电源里出现。正弦波转换效率最高，损耗最小其次是修正正弦波再者是方波。

　　UPS电源中的正弦波和方波的区别

　　UPS电源的输出有两种情形：

　　A、市电经过简单稳压后的直接输出;

　　B、市电或电池(直流电压)经过逆变器后的输出。

　　1、后备式UPS电源

　　正常模式下(A)：市电经过稳压后输出的是纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出的是方波。

　　2、在线互动式UPS不间断电源

　　正常模式下(A)：市电经过稳压后输出的是纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出是非纯正弦波。

　　3、在线式UPS电源旁路时输出的是纯正弦波

　　正常模式下(A)：市电经过逆变器后输出是非纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出是非纯正弦波。

　　锅炉给水泵是锅炉安全稳定运行的基础，随着自动化技术在锅炉给水中的应用，现代锅炉液位自动调节系统已经成为安全稳定运行的关键。本文为解决现场电机停电问题，给电机增加了UPS备用电源，确保了现场安全生产。

　　型钢炼铁厂转底炉余热锅炉系统是利用主抽风机抽取转底炉中的高温废气，通过这部分余热给汽包升温产生蒸汽供热电厂发电使用，达到能源回收利用的目的。余热锅炉系统中高压给水泵的作用是往汽包中注水，是整个余热锅炉系统中正常水循环的基本保证，当高压给水泵因电源故障而导致停机，必将会影响到水循环的正常运行，一旦锅炉汽包内部水供应不足，会引起炉壁烧毁，甚至发生爆炸事故，造成重大财产损失或人身伤亡事故。

　　1 转底炉余热锅炉高压给水泵常见故障

　　(1)电机过热。对于采用电动机为动力的给水泵来讲，最为常见的故障就是电动机过热。转底炉余热锅炉系统中共有两台高压给水泵，分别由一台75KW电机带动，两台水泵来自不同的两路电源供电，正常生产时使用1#泵，2#泵作为备用。造成电动机过热的原因主要是由于电压偏高或偏低、传动不畅、通风系统故障或机组故障造成电动机过热。电动机过热严重时会造成绝缘烧坏、转子断条等情况发生。因此，在发现电动机过热时应采用气动其他动力方式，进行停机检修。电压原因造成的电动机过热应对电动机供电系统进行检查，通过恢复稳定供电解决锅炉给水泵电动机过热故障。另外传动不畅也会造成电动机过热，由于电动机与给水泵间的传动不畅造成电动机负载过大，出现小马拉大车的现象，电动机过载是温度升高电气系统采用传统的接触器控制方式，一旦出现电机过热故障必然导致电机跳电，从而影响到整个余热锅炉系统的正常水循环。

　　(2)外部电源故障，则主抽风机随之而停，不再抽取转底炉的热量，但在一定时间内汽包处仍然保持较高的温度，可将汽包内的水快速蒸发，这时如果持续为汽包注入一定量水即可缓解短时内高温蒸发引起的汽包水量不足。

　　(3)1#泵自身电源故障(如断路器故障等)，主抽风机不停而持续抽取热量，不断的给汽包加热，为保证余热锅炉系统的正常水循环，需要开启备用高压水泵。这期间利用UPS电池组持续供电，便有充足的时间来切换到2#泵进行工作。

　　2 改进方法

　　结合余热锅炉高压给水环节的重要性，合理利用现有的空置设备，经过现场验证、讨论后提出为1#泵增加UPS不间断电源的创新方案，根据负载情况，HIPULSEU系列120KVA的UPS完全符合生产要求，方案可行。

　　2.1 UPS设计与工作原理

　　HIPULSEUUPS采用AC-DC-AC变换器，市电正常时，整流器和逆变器同时工作，给负载供电的同时对电池进行充电。当市电异常时，整流器停止工作，转由电池经逆变器向负载供电;若电池电压下降到放电终止电压，而市电还未恢复正常，UPS将关机。

　　2.2 电池组

　　UPS电池组由数个电池串联而成，为UPS逆变器提供额定直流输入电压。在本系统中选用的是12V，40A/h的电池，共32块串联。

　　同时选配与UPS相对应的标准电池开关盒，以便在维修和UPS出现故障时能够断开和电池的连接。电池开关盒内含电池开关控制板，可以检测电池运行工况，并具有受UPS控制电路控制的电子跳闸装置，如遇电池欠压导致逆变器锁定，则开关自动断开，避免电池过放电损坏，同时具有短路保护功能。

　　2.3 启动负载时对UPS的保护

　　UPS内部的功率元件都有一定的额定工作电流，冲击电流过大，会使功率元件寿命缩短甚至烧毁。本系统中高压给水泵额定电流为147A，通过钳形电流表实测电机启动电流可高达1100A，为了保护UPS，在该系统的设计中增加一台变频器，在启动时逐步提升负载电机的频率和电压，通过设定的时间达到额定的工作频率和工作电压的状态，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去不可控的过载冲击电流变成为可控的，减少对UPS的冲击。

　　2.4 UPS过载运行时的保护

　　如果UPS过载运行，在蓄电池供电过程中由于逆变器的过载保护功能，UPS会因过载而中断输出，从而造成不必要的损失。因投入大负荷非线性负载而形成瞬态浪涌过载输出局面时，不但保证了UPS逆变器的完好无损，而且还不会出现因逆变器输出过载能力差而转交流旁路供电的局面。这是因为当UPS在执行逆变器供电交流旁路供电切换操作的期间，有可能因不稳压的市电电源与具有稳压输出特性的逆变器电源之间的瞬态电压差过大而损坏UPS电源。

　　3 结语

　　在对电池组进行不间断浮充完全充电一星期后，经过现场测试电池后备时间长达20分钟，同时经试车在电源故障时UPS可自动转为电池供电，输出电压稳定，满足生产要求。锅炉给水泵是锅炉安全稳定运行的基础，随着自动化技术在锅炉给水中的应用，现代锅炉液位自动调节系统已经成为安全稳定运行的关键。给锅炉给水泵增加UPS备用电源，避免一旦锅炉汽包内部水供应不足，会引起炉壁烧毁，甚至发生爆炸事故，造成重大财产损失或人身伤亡事故，经济效益无法估计

　　正弦波的当然最好，其波形和电网上或者发电机产生的波形是一样的，而且甚至比电网上获取的电源的波形还要完美，但调制出正弦波不是一件简单的事情，需要复杂的控制电路;因此成本必然上升。所以，正弦波UPS一般只在容量超过5KVA的机组，或者在线式以及部分在线互动式机组上才出现，后备机组除非容量很大，不然也是很少的。

　　正弦波拥有对工频变压器最高效的转换，可以负载一切能在市电上使用的设备。但因为成本问题，目前也有很多使用比如：修正正弦波和方波的修正正弦波，即不是一条正弦曲线，而是无数的小线段，使用人为的方法将他们弄成和正弦曲线差不多的样子，就是修正正弦波，修正正弦波也叫修正波，虽然相比方波好，但还是不如正弦波。

　　方波的话就更简单了，非常简单的推勉电路就能做出来，但因为方波波形中从最高点突然跌到最低又到最高，其间的能量损失也是巨大的，并且如果机组容量很大，这种损失可能会导致机器本身损坏，因此方波系统通常而言，不会在很大的机组上出现，而且通常是几百伏安的小容量且是后备机组的UPS不间断电源里出现。正弦波转换效率最高，损耗最小其次是修正正弦波再者是方波。

　　UPS电源中的正弦波和方波的区别

　　UPS电源的输出有两种情形：

　　A、市电经过简单稳压后的直接输出;

　　B、市电或电池(直流电压)经过逆变器后的输出。

　　1、后备式UPS电源

　　正常模式下(A)：市电经过稳压后输出的是纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出的是方波。

　　2、在线互动式UPS不间断电源

　　正常模式下(A)：市电经过稳压后输出的是纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出是非纯正弦波。

　　3、在线式UPS电源旁路时输出的是纯正弦波

　　正常模式下(A)：市电经过逆变器后输出是非纯正弦波;

　　电池模式下(B)：直流电压经过逆变器后输出是非纯正弦波。

　　现代的整流充电器分降压型和升压型两种，降压型主要用于UPS电池组电压低于输入交流峰值电压一定值的情况，而升压型主要用于UPS电池组电压高于输入交流峰值电压的情况。

　　一、输入配电系统

　　在数据中心的UPS供电系统中，输入电路一个最重要的指标就是输入功率因数。输入功率因数低会造成成下面的不利影响：

　　(1)导致输入供电线路上各环节的早期老化

　　输入功率因数低的原因是输入谐波电流成分含量大，谐波电流经过输入电缆时，使电缆产生附加发热量，导致电缆外皮材料长期发热、变软、变脆、变酥、变碎;谐波电流经过输入断路器(开关)时，开关出点由于长期发热而导致接触不良，一个正反馈的效应是开关过早时效;谐波电流经过输入保险丝时，由于长期的附加发热而导致熔丝变软、下垂(使整个保险丝粗细变得不均与)、自然断裂而引起断电。

　　(2)不能充分利用输入功率

　　由于输入功率中含有大量的无功分量，有功功率被吸收，无功功率在电缆中往复流动，使正常的有效电流通道变窄，由于线路的“拥挤”而使单位截面积伤的电流密度加大，功耗加大。根据欧姆定律。导线上的功耗P为

　　P=I2R

　　由上式可以看出，线路上的功耗和电流I的平方值成正比，与导线的电阻R成正比，而发热量又是功耗P和时间T的函数，即

　　Q=0.24Pt

　　这样一个长期效应造成了电力的浪费。

　　(3)对供电电网产生*

　　输入电路是可控硅(闸流管)整流器时，由于可控硅的开启往往伴随着高压电和大电流，不但破坏了输入电压波形，而且还形成很强的传到*和辐射*，应系那个了同一线路上其他用电设备的正常运行。

　　(4)使前置发电机的装机功率成几倍增大

　　输入功率因数低(一般未经补偿的值为功率用单相二极管整流器的0.6，较大功率用三相可控硅全波整流——6脉冲整流的0.8)，可导致前置发电机的装机功率至少3倍于UPS的额定功率。

　　二、工频整流器与高频整流器

　　由前面的讨论可以看出，UPS输入功率因数低的主要原因在于输入部分的电路结构和工作方式。现代的整流充电器分降压型和升压型两种，降压型主要用于UPS电池组电压低于输入交流峰值电压一定值的情况，而升压型主要用于UPS电池组电压高于输入交流峰值电压的情况。

　　1.工频降压整流器

　　降压整流器有工频和高频之分，而工频又有稳压和不稳压之分。下面以UPS中应用最广的稳压工频电路为例进行讨论。一般采用三相整流，是因为三相整流的脉动系数和纹波系数都低。一个三相可控硅全桥整流电路中用了6只可控硅整流器，需要6个脉冲进行分别控制，也俗称其为6脉冲整流。三相全桥整流电路是按线电压工作的，在市电为额定值380V/220V时的最高整数流出电压可达到

　　UDC=380V×√2=537V

　　一般电池组额定电压为12V×32只=384V的浮充电压(约438V)已足够了。由于这种电路是按照市电的频率(所谓工频)节奏而工作的，成为工频整流器。由于可控硅的电流容量和耐压都可以做的很高，因此它在中大功率传统双变换UPS中得到了广泛的应用。又由于这种电路整流器件的开启(相位)是可控的，因此它就具有了输出稳压的功能。但这个输出稳压的功能不能作为输入市电大范围变化的根据，原因是可控硅存在着在一定条件下失控的隐患。

　　例如，一个电池组额定电压为384V，在正常情况下的浮充电压低于440V，如果认为及时是电线电压额定值Un上升到135%Un时也可保证整流电压低于450V，就可把这时的输入电压(135%Un)作为改UPS的优点提供给用户，就会给用户的使用埋下隐患。当然，按照相控原理，即使输入市电电压上升到150%Un，在正常情况下也可使电池浮充电压稳定在440V以下，但万一在135%Un时可控硅失控，这时可控硅整流器就变成了普通二极管整流器，此时的输出整流电压UDC就变成了

　　UDC=380V×1.35×√2=725V

　　这时就出现了两个危险情况：一种情况是，整流器后面的滤波电容是否可耐此高压，否则必炸无疑;另一种情况是，原来12V一节的电池，现在变为每节电压UB=725/32=2.6V，这就意味着电池也因此而报废!甚至还会带来其他的危险，如因电池炸裂而喷出的硫酸伤人和伤物。

　　另一方面，由于6脉冲整流电路的工作是脉冲式的，对市电输入电压博兴的破坏作用非常显著，使输入电流谐波成分达到30%以上，输入功率因数仅为0.8左右，为了实现“绿色”电源的目标，还必须进行功率因数校正。

　　采用普通二极管的整流器就不具备稳压功能，它一般用于小功率UPS电路中，充电器另外设置。

　　2.高频降压整流器

　　在一般小功率UPS电源中，为了简化电路的复杂程度而采用了二极管整流器，但二极管整流器无稳压功能，为了滤波电容和逆变器的安全，有的采用了BUCK型高频降压整流器。

　　BUCK(降压)型高频降压整流器工作原理：

　　控制信号以高频脉冲(一般式20kHz的固定脉冲宽度)

　　加到开关功率管的控制极，当一个控制脉冲到来时，VT打开，电流由整流器二极管经VT流向负载和滤波电容，这是电感L储能;控制信号结束后，VT截至，电感L产生的反电势继续维持原来的电流流向将村能释放，其路径是：Lb→C、R→VD→La，使输入形成连续的电流。电感上的能量释放完或达到一定程度后，功率管又被下一个触发脉冲打开，再重复上面的过程。这个电路的有点是简单，送到负载的电流是连续的，但输入电流仍然是脉动的。