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異常情況

使用不間斷電源是為了應對電網可能出現的以下情況：

停電（電網停止工作，無電壓輸出）

壓降（亦稱下陷，電壓10%以上，時間持續數秒）

持續欠壓

持續過壓

線噪（因線路屏蔽差而引入的射頻或電磁干擾）

頻率漂移（發電機不穩定造成的電網頻率偏差）

開關瞬態（亦稱暫態，由電氣設備開關或放電造成的電壓偏差，有時可高達20000伏，但是持續時間極短，僅數納秒）

諧波（電網中由非線性特性的電氣設備產生的對交流電正弦波形的干擾）

針對以上各種電力問題，有幾種不同解決方式，見下表

發展

飛輪式

在使用電池的時代之前，不間斷電源曾經使用飛輪和內燃機為負載提供電能供應，這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動機、飛輪、柴油機（或汽油機）及發電機等組成。在電網供電的情況下，由整流器提供的直流電驅動電動機帶動飛輪旋轉，并且帶發電機為負載供電。由于飛輪的慣性作用，發電機轉速可以保持均衡，此時不間斷電源起過濾電網干擾的作用。當電網斷電后，飛輪繼續帶動發電機的轉子旋轉，同時啟動柴油機帶動發電機發電，替代原有電網為負載供電。

由于飛輪式不間斷電源使用內燃機提供電力，會產生較大的噪音同時體積也較大，因此被用于應急情況和一些自然狀況惡劣的場合，通常情況下不間斷電源會使用蓄電池來提供電力。

蓄電池式

自二十世紀六十年代美國通用電氣公司研究生產不間斷電源以來，不間斷電源一直在被改進，但是其基本原理沒有重大變化。

現代的不間斷電源由電池組、逆變器和控制電路組成，一端連接電網另一端連接電器負載。在電網電壓正常的情況下，不間斷電源利用電網電源為自身充電，在電網出現異常的時候，不間斷電源將存儲于電池中的電能釋放，供負載使用。它按工作方式通常分為在線式和后備式（亦稱為離線式）兩種；按輸出波形可分為正弦型、近似正弦型（用階梯方波來擬合正弦波）等。