科華UPS不間斷電源是由哪幾個部分組成 UPS電源主要可以由整流器、逆變器、旁路開關、蓄電池等幾個主要的部分組成。
鉛酸蓄電池細分市場競爭激烈,規模優勢是關鍵。國內鉛酸蓄電池市場較為集中,化學動力的鉛酸電池生產行業競爭較為激烈,產品價格的比拼及成本的增加使行業內主要廠商的凈利潤率均大大降低。隨著居民對電池性能要求不斷上升、國家對于環保的日益重視以及行業進入門檻的不斷抬高,行業內具有規模優勢的企業將獲得更多的發展機會,并可通過擴產以及并購方式進一步擴大規模,行業集中度將得到提高。
1、整流充電器
整流充電器可以把市電或油機的交流電能變為直流電能,為逆變器和蓄電池提供能量,其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸入指標。它主要有兩個作用,一是將交流電轉化為直流電經過濾波處理后提供給負載設備或是逆變器,還有一個作用就是為蓄電池起到一個充電電壓的作用,好比是一臺充電器。
1)晶閘管整流器。晶閘管整流器輸出容量大,可靠性高,工作頻率低,濾波器體積大,噪聲大,適用于輸入電壓低、功率大的UPS電源。
2)二極管與絕緣柵雙極晶體管(IGBT)組合型整流器。二極管+IGBT組合型整流器的工作頻率高,具有功率因數校正功能,濾波器體積小,噪聲低,可靠性高,適用于中小功率UPS電源。
2、逆變器
逆變器主要由濾波電路、控制邏輯和逆變橋三部分組成。
逆變器用以把市電經整流后的直流電能或蓄電池的直流電能轉換為電壓和頻率都比較穩定的交流電能,其性能的優劣直接影響UPS不間斷電源的輸出性能指標。IGBT逆變器工作頻率高(20kHz),濾波器體積小,噪聲低,可靠性高。
3、旁路開關
旁路開關是為提高UPS不間斷電源系統工作的可靠性而設置的,能承受負載的瞬時過載或短路。因UPS不間斷電源的逆變器采用電子器件,如IGBT管的過載能力僅為125%,當UPS電源供電系統出現過載或短路故障時,UPS電源將自動切換到旁路,以保護UPS電源的逆變器不會因過載而損壞。UPS電源供電系統轉入旁路供電后,是由市電直接供給負載,因市電的系統容量大可提供足夠的時間,使過載或短路回路的斷路器跳閘,待系統切除過載或短路回路后,旁路開關將自動轉換回由逆變器繼續向其他負載供電。
1)靜態旁路開關。靜態開關為無觸點開關,由晶閘管開關器件構成。所謂電子式靜態轉換開關,是將一對反向并聯的快速晶閘管連接起來作為UPS不間斷電源在執行由市電旁路供電至逆變器供電切換操作時的元件,由于快速晶閘管的接通時間為微秒級,同小型繼電器毫秒級的轉換時間相比,它只是小型繼電器的千分之一左右。因此,依靠這種先進技術,可以對負載實現轉換時間為零的不間斷供電。正常工作時,只有逆變器供電回路或交流旁路電源回路之中的一路電源向負載供電。只有當UPS電源需要執行由交流旁路電源供電至逆變器供電切換操作時,才會出現短暫的(約幾毫秒~幾十毫秒)兩路交流電源在時間上重疊向負載供電的情況。靜態開關可以將轉換時間縮短到毫秒以下,甚至100μs以內,但損耗較大。
2)動態旁路開關。動態開關為有觸點開關,由接觸器、斷路器構成,靠機械動作完成轉換,動態開關轉換過程會有幾十毫秒的供電中斷,故不能應用于重要的負載場合,現代的UPS不間斷電源已很少采用。
4、蓄電池
蓄電池主要是作為UPS不間斷電源電源儲存電能的裝置,它由若干個電池串聯而成,它容量的大小決定了可應急用電時間的長短。其在市電正常時,由充電器為其提供電能轉換為化學能,在市電中斷時,其將化學能轉換為電能為逆變器提供電能。
上游高端蓄電池生產商議價能力較強。鉛酸蓄電池行業的上游包括鉛、硫酸、塑料等,鉛酸蓄電池行業對原材料的需求量大,鉛和硫酸行業整體呈現產能過剩,且電池制造是鉛的重要下游應用領域,從而鉛酸蓄電池行業對鉛和硫酸具有較強的議價能力。而塑料處于供不應求狀態,電池行業對塑料的特性有較高的要求,從而對塑料行業議價能力較低。
鉛酸蓄電池的上游主要是原材料等行業,受環保政策影響,價格波動較大,對電池行業成本影響明顯。貿易商的上游為鉛冶煉行業,由于鉛及鉛鈣合金占鉛酸蓄電池成本的大部分,鉛冶煉行業對企業影響較大。目前,國內鉛冶煉企業數量較多,競爭較為激烈。隨著國內環保壓力增大和對產品質量要求提升,技術落后的中小冶煉企業生存空間將進一步縮小,兼并重組將會使鉛冶煉行業的集中程度進一步提高。為減少原材料價格波動對行業盈利能力的影響,企業一般會與客戶就產品銷售價格建立鉛價聯動的機制。
下游需求拉動產業升級,鉛酸蓄電池行業壁壘顯現,高端電池議價能力強。我國鉛酸蓄電池行業近年來隨著下游需求的拉動,盈利狀況良好,利潤率保持較高水平,這對潛在進入者具有較強的吸引力。與此同時,國家專門出臺一系列規范化行業的相關政策,提高了行業的進入門檻,行業壁壘顯現。下游行業主要是汽車、電動車、通信、新能源等,當前鉛酸蓄電池行業的議價能力整體較低,但高端鉛酸蓄電池產品的生產企業議價能力相對較高。
汽車啟停電池毛利率高,高技術壁壘。因啟停車更加頻繁的啟動及在怠速時為車載電器供電等要求,啟停電池比普通起動電池具有更高的要求。2018年啟停電池的滲透率將達到50%,約1350萬套;2020年滲透率將達到70%,出貨量約2100萬套,產值140億元;2015年至2018年是中國汽車啟停電池的黃金增長期,年復合增長率高達46%。
以下概述了三種主要類型的UPS:
后備UPS-這是最簡單、成本低的電源保護形式。負載始終由市電供電,如果停電,電源系統會切換到UPS及其充滿電的蓄電池作為備用電源。對于數據中心等關鍵任務環境,離線UPS并不是最合適的電源保護方法。
在線互動式UPS-這種類型與離線UPS類似,但增加了對自動穩壓器或AVS的保護。這最大限度地降低了任何電壓不可預測性的風險。在線互動式UPS單元通常用于電話交換機、服務器和小型電機應用。
在線UPS-也稱為在線雙變換UPS。在這種類型的電源保護系統中,負載不直接連接到電源。電源進入UPS并通過整流器,將整流器從交流電(AC)轉換為直流電(DC)。然后,UPS逆變器將其轉換回交流電,然后為實際負載供電。與前面提到的兩種方法不同,如果在線電源保護系統中存在電源故障或*,則電源不會中斷,即使只有幾毫秒,它會立即切換到備用電源。 ups不間斷電源使用的9大注意事項
(1)UPS不間斷電源在選配上要留一定余量,如4KVA的負載,UPS電源的應配置5KVA以上。
(2)UPS電源應避免頻繁開、停機,好在長時間開機狀態。
(3)新購的UPS電源應進行充放電,這樣有利于延長UPS電源電池的使用壽命。一般采用恒壓充電,充電初始電流不得大于0.5*C5安培(C5可以用電池的額定容量計算出),每個電池的電壓控制在2.30~2.35V,以免損壞電池。充電電流連續3小時不變,證明電池已充足,一般充電時間為12~24小時。
(4)如廠用電一直正常,UPS電源就沒有工作的機會,其電池在長期浮充狀態有可能損壞,應定期對UPS電源進行充放電,這樣不僅可以活化電池,也可檢驗UPS電源是否處于正常工作狀態。
(5)要定期檢查UPS電源,每月檢查一次浮充電壓,如浮充電壓低于2.2V,應對整組電池進行均衡充電。
(6)要經常用軟布擦試電池,以保持電池表面清潔。
(7)UPS不間斷電源運行過程中的溫度控制,因使UPS電源運行過程中溫度范圍控制在20℃~25℃內,以延長UPS電源蓄電池的使用壽命。在沒有空調的環境中,UPS電源的溫度控制尤為重要。
(8)UPS電源在使用后應立即進行充電,使電池恢復到正常狀態。
(9)外接電池組至UPS電源的距離盡量短,導線的截面積應盡量大,以增大導線的導電量,減少線路上的電能損耗,尤其是大電流工作時,線路上的損耗更不可忽視。
UPS電源現已廣泛應用于:礦山、航天、工業、通訊、國防、檢測設備、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備、UPS不間斷電源、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全 系統、無線通訊系統、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個人計算機等領域。