作為負責確保關鍵負載的清潔電力和持續(xù)正常運行時間的復雜設備，不間斷電源系統(tǒng)（UPS）由各種在正常運行過程中磨損的關鍵組件組成。如果保持不變，這些部件可能會發(fā)生故障。

了解UPS的關鍵要素如何工作──以及對UPS不間斷備用電源系統(tǒng)進行日常預防性維護的重要性──將更輕松地識別潛在問題，同時最大限度地降低系統(tǒng)故障的風險。

UPS不間斷備用電源系統(tǒng)有各種形狀和尺寸；從保持數(shù)據(jù)中心和醫(yī)院正常運行的大型在線UPS型號到保護企業(yè)、學校和其他應用程序的單相UPS解決方案。

無論尺寸或拓撲如何，所有UPS不間斷備用電源系統(tǒng)都包括四個主要組件：系統(tǒng)電池、自動轉(zhuǎn)換開關（ATS）、整流器和逆變器。雖然這四重奏代表了核心組件，但還有其他UPS部件也需要注意和日常維護。安排定期服務訪問對于保持整個UPS不間斷備用電源系統(tǒng)的功能至關重要──了解這些組件如何工作的基礎知識是確保最佳持續(xù)性能的第一步。

一、UPS電池：

作為任何不間斷電源（UPS）系統(tǒng)的核心，電池在市電故障期間或電源異常導致輸入電源波動時為連接的負載提供應急電源。每個電池系統(tǒng)至少包含一個電池串，并且根據(jù)UPS配置，可以添加多個電池串以增加運行時間和/或冗余。由于電池串是串聯(lián)的，如果單個電池壞了，可能會導致整個電池串失效。

在較小的UPS設計中，電池通常安裝在設備內(nèi)部，而較大的UPS通常包括用于系統(tǒng)電池的獨立機柜。

二、ATS、整流器和逆變器概述：

除了UPS的電池之外，了解其他三個主要組件所發(fā)揮的作用也很重要：ATS、整流器和逆變器。

1．ATS：

ATS是一種在停電期間自動將電力從主電源傳輸?shù)絺溆秒娫吹脑O備。它通常用于為無法在并聯(lián)配置中運行的低于10kVA的小型不間斷電源裝置提供彈性。ATS包括兩個交流輸入電源（“A”和“B”），因此如果一個發(fā)生故障，負載會自動瞬時轉(zhuǎn)移到另一個。

2．整流器：

UPS整流器的主要作用是將電源從交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流器能夠接受各種輸入電壓波動，使系統(tǒng)能夠處理過載或浪涌，而無需接合電池。

UPS整流器還負責為系統(tǒng)電池充電，同時直流電源路由到逆變器。根據(jù)UPS的功率，整流器可能包含電池充電器。然而，對于較小的UPS不間斷備用電源系統(tǒng)（低于3kVA），整流器和電池充電器是單獨的組件的情況并不少見。

3．逆變器：

在在線UPS中，逆變器是雙轉(zhuǎn)換過程的一個關鍵方面，它在浪涌、尖峰和電噪聲等功率異常期間充當濾波器。整流器將輸入功率從交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并將直流電路由到逆變器后，逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換回交流輸出，這是為關鍵負載供電所必需的。

在線交互式UPS中，逆變器是輸出的一部分。雖然交流輸入是常見的，但逆變器反向工作以為電池充電，并在輸入出現(xiàn)故障時轉(zhuǎn)為電池供電。

三、其他UPS組件：

除了UPS的四個主要組件外，還有其他幾個部件對其運行至關重要。這些包括：

1．靜態(tài)旁路開關：

UPS的內(nèi)部靜態(tài)旁路開關在發(fā)生故障時提供了一道重要的防線，它會自動閉合電路并允許輸入的電源轉(zhuǎn)移到整流器、電池和逆變器周圍。盡管由此產(chǎn)生的電源沒有像在線雙轉(zhuǎn)換UPS通常那樣進行過濾或調(diào)節(jié)，但旁路開關允許關鍵系統(tǒng)繼續(xù)運行，即使UPS的組件發(fā)生故障。

2．外部維護旁路：

外部維護旁路開關使UPS不間斷備用電源系統(tǒng)能夠通過從關鍵電源電路中移除來進行電氣隔離。該開關用于安全地執(zhí)行UPS維護、維修或UPS更換，而不會中斷連接的負載。

3．風扇：

作為為數(shù)不多的機械UPS組件之一，風扇也會隨著時間的推移而磨損，最終需要更換，通常是在六七年后。然而，UPS風扇的使用壽命可能會因環(huán)境溫度、濕度、微粒、空氣過濾器堵塞以及UPS不間斷備用電源系統(tǒng)運行容量等因素而異。

4．UPS電容器：

UPS電容器是設計用于存儲和釋放電能的設備，負責平滑和過濾電壓波動。電容器的尺寸和類型各不相同，具體取決于UPS不間斷備用電源系統(tǒng)的kVA額定值。即使是小型備用UPS也有數(shù)十個電容器，而大型三相型號也可能有數(shù)百個。與電池系統(tǒng)一樣，電容器會隨著時間的推移而退化，并且由于類似的原因，例如電流過大、過度勞累和發(fā)熱。隨著材料老化和降解，電容器會失去有效運行的能力。平均而言，大多數(shù)電容器需要每五到八年更換一次。

總結：無論UPS拓撲結構如何，UPS設備內(nèi)部的組件在正常使用過程中都會磨損，使其容易出現(xiàn)故障。然而，由訓練有素且經(jīng)驗豐富的服務人員提供定期服務，可以在潛在問題成為昂貴的問題之前識別并解決它們，從而大大降低UPS故障的風險。