| 摘要：本文通过对不同类型UPS工作原理分析、拓扑对比、数据分析和性能对比，全面搜集、整理、总结了各类UPS的特点，以期大家在UPS供电系统建设、选型、优化和运行维护管理时作为参考。 本文作者：中国工商银行数据中心（北京） 李崇辉 赫通 |
2.高频机特点
IGBT在UPS中的应用最早只限于逆变器。这主要是因为虽然IGBT的电流做得比较大，但耐压等级尚不足对付变化很大的电压范围。经过这十多年的发展，IGBT制造技术也有了长足进步，几经改进，已经达到了用于UPS整流器的条件。目前已有一些厂家将IGBT整流的高频机结构UPS容量做到了覆盖工频机结构UPS当前达到的全部容量水平。到此就完成了UPS全部IGBT化、高频化的进程。
随着电力电子技术的发展和高频功率器件不断问世，中小功率段的UPS产品正逐步高频化。高频UPS有功率密度大、体积小、重量轻的特点。采用IGBT整流器设计方案所带来的主要优点如下：
（1）改善了UPS的输入谐波特性。它结束了可控硅多脉冲整流无法达到的高输入功率因数水平的问题，例如，它可在半周中有上万个整流电流脉冲，使得UPS的输入功率因数PF>0.99，输入电流谐波含量的THDI<3%；实现节约能源，提高电源转换效率，能够有效的利用电网资源；同时对电网没有任何反馈污染，降低噪声，实现了节能减排的目标。
（2）有利于降低成本。由于它可以直接利用从“倍压型”IGBT整流器所输出的直流高压电源来确保它的IGBT逆变器能向外输出幅值为220VDC的交流电源。因此，可“省掉”逆变器的输出隔离变压器，同容量机型体积更小，占用空间减少，成本降低。
四、飞轮UPS或动态UPS
随着IT技术的发展，特别是云计算的兴起，作为基础物理设施的供电系统，其设计理念和配置方法也在发生着明显的变化。国外一系列的数据中心建设案例呈现出这样的特点，即提高系统的可靠性、更高的供电效率以及日益缩短的后备时间。
目前普遍使用的工频或高频UPS都使用蓄电池储能的静态UPS，而飞轮UPS与普遍使用的静态UPS的最根本区别在于储能形式。静态UPS采用电池储能，而飞轮UPS采用质量巨大的旋转飞轮的动能来储存能量，在市电出现故障时将飞轮的能量转化为电能为计算机设备供电，确保负载连续供电。
飞轮储能电源系统主要由飞轮、电机、轴承三部分组成，整个系统置于真空器内，并采用超导磁悬浮技术降低飞轮在转动时的能耗。飞轮储能电源系统中的电机，既是电动机也是发电机。“充电”时，作为电动机给飞轮加速，将电能转换成机械能；“放电”时，作为发电机将机械能转换成电能，给外部供电。
飞轮UPS从内部的拓扑结构上来说，仍属于在线互动式UPS。
1.飞轮UPS工作原理
飞轮UPS原理框图如图4所示。
其工作原理为：
（1）在市电输入正常的情况下，磁悬浮飞轮储能UPS通过其内部的有源动态滤波器对市电进行稳压和滤波，保证向负载设备提供高品质的电力保障，同时对飞轮储能装置进行充电，飞轮UPS利用内部的飞轮储能装置储存能量。
（2）在市电输入的质量不能满足磁悬浮飞轮储能UPS正常运行时，由UPS内部的飞轮储能装置将机械能转化为电能，继续向负载提供高品质并且不间断的电力保障。
（3）在磁悬浮飞轮储能UPS内部出现故障时，磁悬浮飞轮储能UPS通过其内部的静态开关切换到旁路模式，由市电直接向负载供电。
（4）当市电输入恢复正常时，则立即转到通过磁悬浮飞轮储能UPS向负载提供高品质并且不间断供电的模式，同时继续对飞轮储能装置进行充电。
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