因?yàn)殡娫促|(zhì)量引發(fā)的問(wèn)題，在工業(yè)領(lǐng)域極為常見(jiàn)。尤其對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)，可以說(shuō)電源質(zhì)量是生產(chǎn)的關(guān)鍵。瞬斷、諧波等問(wèn)題會(huì)使整批材料辦成廢料，代價(jià)高昂。對(duì)這些企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)用電質(zhì)量越來(lái)越接近信息領(lǐng)域水平。考慮到用于工業(yè)行業(yè)中的負(fù)載具有關(guān)鍵性和多樣性的特點(diǎn)，ActivePower公司的集成飛輪CleanSourceUPS，為這些負(fù)載提供電力支持的同時(shí)，能夠保證在各種復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行且性能強(qiáng)健。

工業(yè)電源質(zhì)量和可靠性問(wèn)題

美國(guó)電力研究所（EPRI）有關(guān)美國(guó)再發(fā)性電力問(wèn)題的研究表明，有超過(guò)90%的工業(yè)品生產(chǎn)設(shè)備受到過(guò)市電電壓超過(guò)20%驟降情況的影響。研究中也統(tǒng)計(jì)了電壓驟降幅度超過(guò)10%的發(fā)生次數(shù)，大約每年會(huì)發(fā)生30次。發(fā)生在電網(wǎng)的任何地方的自然現(xiàn)象和隨機(jī)事件都會(huì)引起電力干擾，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致用電點(diǎn)輸入端發(fā)生電力干擾。在那些對(duì)電源有高可靠性要求的設(shè)備，其平穩(wěn)運(yùn)行需要電力設(shè)施支持。如今的公共市電電網(wǎng)提供不了這種高可靠性的電源，而且，在將來(lái)，隨著例如對(duì)電力管制放松等因素的影響，市電的可靠性肯定會(huì)下降，人們已經(jīng)普遍認(rèn)識(shí)到市電電源的可靠性問(wèn)題。

集成飛輪UPS

集成飛輪UPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)一直都很明確，即為惡劣的工廠環(huán)境而設(shè)計(jì)的不間斷電源，可提供從瞬變過(guò)壓、電壓驟降到整個(gè)電源中斷（沒(méi)有時(shí)間限制）情況下的全部電力保護(hù)。

電壓瞬變

因?yàn)镃leanSourceUPS是提供全面電源保護(hù)最優(yōu)解決方案的典范，所以CleanSourceUPS選擇了精準(zhǔn)的線性交換式轉(zhuǎn)換器。在這套系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)換器可以持續(xù)運(yùn)行，不斷地監(jiān)測(cè)輸入電源質(zhì)量。下面兩種方法可減緩發(fā)生的任何過(guò)壓瞬變現(xiàn)象。

電壓下降

EPRI關(guān)于電力干擾的報(bào)告指出，大部分電力系統(tǒng)的問(wèn)題是電壓比正常值下降10%到30%.在整個(gè)電力干擾期間，其持續(xù)時(shí)間從3個(gè)周波到30個(gè)周波不等。這些種類的干擾可引起調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制程序暫時(shí)被切斷或永久離線運(yùn)行。只要有電壓下降情況發(fā)生，集成飛輪UPS系統(tǒng)便能感知，然后立即開始從集成飛輪處釋放能量補(bǔ)償能量損失。如果檢測(cè)到30個(gè)周波的電力干擾這種最糟糕的情況，即電壓下降30%，系統(tǒng)隨即會(huì)執(zhí)行可控制的干預(yù)行為使其恢復(fù)到正常運(yùn)行模式，這種情況下飛輪釋放的能量不會(huì)超過(guò)總儲(chǔ)存能量的10%.回填電壓下降30%情況下?lián)p失的能量的速度是相當(dāng)快的，20秒內(nèi)飛輪可以再次應(yīng)付電力完全中斷情況。有別于傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換UPS系統(tǒng)中的鉛酸蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)，飛輪系統(tǒng)在能量釋放次數(shù)上沒(méi)有嚴(yán)格限制，也不會(huì)發(fā)生基于放電次數(shù)的機(jī)械部件磨損。飛輪也有比鉛酸蓄電池更廣泛的運(yùn)行溫度（0-40℃）。蓄電池需要在空調(diào)條件下運(yùn)行，只有這樣才能達(dá)到其預(yù)期使用壽命和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，飛輪不需要嚴(yán)格的空調(diào)環(huán)境，可以被安裝在工廠廠房地面。

電壓浪涌

轉(zhuǎn)換器有檢測(cè)輸出電壓值域功能，通過(guò)軟件設(shè)置，可容易地適應(yīng)用戶特殊需求。UPS輸出端的可接受電壓值域（由用戶選擇）將確定系統(tǒng)何時(shí)從飛輪處獲取能量或何時(shí)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。電壓下降時(shí)為了能夠快速采取行動(dòng)會(huì)有快速反應(yīng)值域；電壓時(shí)高時(shí)低時(shí)會(huì)實(shí)施交替動(dòng)作，這時(shí)的反應(yīng)值域速度相對(duì)較慢。對(duì)于暫時(shí)超出程序設(shè)定的可接受范圍的電源，在短暫時(shí)間里，飛輪能夠"無(wú)縫"提供電能。在長(zhǎng)時(shí)間斷電情況下，由發(fā)電機(jī)提供電能。對(duì)于從副周波到持續(xù)周波之間發(fā)生的任何干擾，負(fù)載電壓將一直保持在選定電壓值域內(nèi)。

電力損失

飛輪可提供從一個(gè)周波到14.5秒鐘（100%負(fù)載）的短時(shí)間電力供給或更長(zhǎng)時(shí)間的電力供給。當(dāng)電力完全中斷時(shí)間超過(guò)飛輪儲(chǔ)能時(shí)間，柴油發(fā)電機(jī)將作為首選電源被啟動(dòng)。為了達(dá)到發(fā)電機(jī)的高可靠性，飛輪UPS系統(tǒng)增加了專門的冗余啟動(dòng)電源功能，這個(gè)功能使用來(lái)自于飛輪的24V啟動(dòng)電能。因?yàn)榭梢猿掷m(xù)監(jiān)測(cè)和控制飛輪系統(tǒng)，所以終端用戶可以獲取飛輪有效性的即時(shí)信息，即使在最糟糕的時(shí)候也不會(huì)遭到突然斷電的"襲擊".研究表明集成飛輪UPS同傳統(tǒng)鉛酸靜態(tài)雙轉(zhuǎn)換蓄電池系統(tǒng)相比幾乎有同樣的平均故障間隔時(shí)間（MTBF），但是卻省去了維修問(wèn)題、磨損問(wèn)題和蓄電池故障問(wèn)題，所帶來(lái)的麻煩。對(duì)比傳統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)，它新穎之處是：電力保護(hù)時(shí)間不僅限于15分鐘，而是取決于柴油燃料的供給。這個(gè)系統(tǒng)可為某些經(jīng)常發(fā)生的自然災(zāi)害情況提供長(zhǎng)時(shí)間的電力保護(hù)。

頻率限制因素及有效性

雙轉(zhuǎn)換UPS的有效率為92-94%，為了給用戶提供高于雙轉(zhuǎn)換UPS有效率的系統(tǒng)，集成飛輪UPS系統(tǒng)（有效率為98%）采用了線性交互式UPS技術(shù)，有效率高可以大大降低壽命周期的費(fèi)用。系統(tǒng)的輸入端到輸出端沒(méi)有頻率隔離裝置。為保持電網(wǎng)處于連接狀態(tài)，市電必須保持極度穩(wěn)定的頻率，所以在市電正常時(shí)，沒(méi)有頻率隔離裝置不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行。如果市電系統(tǒng)對(duì)小幅頻率偏移（>0.1）不加處理，則可以引起整個(gè)電網(wǎng)癱瘓。更大幅度的頻率偏移通常是由自由運(yùn)行的發(fā)電機(jī)或小廢熱發(fā)電工廠所導(dǎo)致的。盡管發(fā)電機(jī)和發(fā)電廠基本頻率具有良好的穩(wěn)定性，但是大的循環(huán)負(fù)載可引起頻率擺動(dòng)，特別是在發(fā)電機(jī)大小不適宜的情況下更加明顯。集成飛輪UPS通過(guò)兩種方法對(duì)此進(jìn)行了處理：

第一，使集成飛輪UPS的靜態(tài)轉(zhuǎn)換器和發(fā)電機(jī)大小相互兼容。

第二，UPS將對(duì)任何瞬變或浪涌電流負(fù)載的改變進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)使用飛輪能量可以防止瞬變對(duì)負(fù)載頻率的影響。輸出電壓總諧波失真（THD）

經(jīng)驗(yàn)表明，工業(yè)環(huán)境中分支斷路操作多于商業(yè)或IT環(huán)境，這是導(dǎo)致工人錯(cuò)誤操作幾率和動(dòng)態(tài)機(jī)器故障幾率的主要原因。為使整個(gè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)最高有效率，不降低其他關(guān)鍵負(fù)載點(diǎn)的輸出電源質(zhì)量，UPS系統(tǒng)必須具有