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UPS工频机与高频机的比较
作者:admin 发表时间:2019/7/9 7:51:24 阅读:

         UPS工频机与高频机的比较

 

摘要:世界闻名UPS厂商在技能选型和将来开展趋势上都是以高频为肯定主力方向的,30kVA及以下的UPS都以高频机为主

(1)工频机:以传统的模仿电路原理来设计,机器内部电力器材(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运转时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗功能较强,牢靠性及稳定性均比高频机强。

 

(2)高频机:使用高频开关技能,高频机逆变频率一般在20kHz以上。但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及尘埃较少、 温/湿度合适的环境。UPS开展的方向是高频化、小型化、智能化和绿色化。因为小型化能够节省投资、提高功率、节约空间等。小型化的前提是高频化,只有高 频化才可实现小型化。小型化的第一个方针就是撤销输入/输出阻隔变压器。曾经因为技能、器材和材料的原因,给UPS参加了输入/输出阻隔变压器,使得产品 笨重、功能差、耗能大而且价格贵。后来因为新器材的面世,1980年由美国IPM公司首要推出的新计划成功地撤销了输入阻隔变压器,近几年因为技能的进一 步开展和老练,推出了半桥逆变器改换计划,又成功地撤销了输出阻隔变压器,使UPS的功能又有了很大程度的提高,这就是人们所说的高频机,它进一步使 UPS缩小了体积、改进了功能、减轻了重量、提高了功率、降低了本钱和提高了牢靠性。所以国际上的闻名公司大都放弃了带有输出阻隔变压器UPS的生产。

 

2、高频机与工频机比较

 

高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运转功率高(运转本钱低)、噪声低,适合于工作场所,性价比高(同等功率下价格低),对空间、环境影响小,相对 而言,高频UPS对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态呼应(TRANSIENT)易受影响,因为工频机的变压器把市电与负载隔 离,在市电恶劣的环境下,工频机比高频机能供给更安全和牢靠的保护,在某些场合如医疗等,要求UPS有阻隔设备,因而,对工业、医疗、交通等应用,工频机 是较好的挑选。两者的挑选要根据用户的不同、安装环境、负载状况等条件权衡考虑。

 

高频机不带阻隔变压器,其输出中性线存在高频电流,首要来自市电电网的谐波*、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波*等,其*电压不只数值高而且难以消除。而工频机的输出地电压低,而且不存在高频分量,关于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。

 

高频机输出没有变压器阻隔,假如逆变功率器材发作短路,则直流母线(DCBUS)上的高直流电压直接加到负载上,这是安全隐患,而工频机则不存在此问题。

 

看出工频机在许多方面优于高频机。关于牢靠性要求较高的一些重要、关键部位的电源保护计划还应以工频机为首选。工频机的特点是简略,存在的问题是:

 

1)输入输出变压器尺寸大。

 

2)用于消除高次谐波的输出滤波器尺寸大。

 

3)变压器和电感产生音频噪声。

 

4)对负载和市电改变的动态呼应功能较差。

 

5)功率低。

 

6)输入无功率因数校对,对电网污染较严重。

 

7)本钱高,特别关于小容量机型,无法与高频机相比。

 

世界闻名UPS厂商在技能选型和将来开展趋势上都是以高频为肯定主力方向的,30kVA及以下的UPS都以高频机为主,这与高频机负载动态呼应速度快,能 量密度高,体积小,噪声小,价格低(特别是小机)有很大关系,特别是高频机能够做到输入有源功率因数校对,真实代表将来绿色电源的开展趋势。

 

3、电路结构

 

工频机与高频机的概念首要是对整流部分而言,工频机是可控整流,传统技能最好可做到12相整流;而高频机的整流是二极管不控整流十IGBT的高频直流升压 环节。对逆变器而言都是IGBT的SPWM高频逆变工作方式(除前期的可控硅逆变工作模式UPS,目前现已淘汰)。别的,工频机的输出变压器必不可少,由 于其整流逆变等环节均为降压环节,因而在输出侧必须有升压变压器作为电压的调整。而高频机因为具有DC/DC升压环节,其输出侧不必要加升压环节(升压变 压器),关于需要加装阻隔变压器的现场,高频机也可依照要求加装阻隔变压器选件,其作用也由本来的必要装备转变为可选装备。UPS的电气结构所以发作了更 新改变,首要是因为元器材的开展,IGBT作为UPS的首要功率元件技能更加老练,无论从容量、结构,仍是牢靠性上都大大地提高了,加之UPS数字化程度 不断深入促成了新一代大中型UPS的主流结构由本来的工频机转向高频机(正如当年晶闸管逆变器被大功率晶体管GTR取代,之后又被IGBT逆变器取一 样)。UPS电气结构的更新最直接的效果就是UPS主机体积的缩小,质量的减小,而更重要的是电气功能的提高。

 

前期大中型UPS主回路结构选用晶闸管整流将输人的沟通电整为直流,蓄电池直接装备在直流母线上,当输入市电正常时,靠整流晶闸管的调理对蓄电池充电,同 时为GTR或ICBT结构的桥式逆变器供电,逆变器将直流逆变为沟通,最后通过输出变压器的升压及滤没供给纯正的沟通输出。从其结构中能够看出,从整流 (从沟通变为直流)到逆变(在从直流变为沟通)的过程中,每个环节都是降压环节,在此种结构的UPS中,必须在输出侧参加升压变压器,将逆变输出的较低恒 定电压升至合理的输出范围,最终供给了稳定的220V/380V输出。

 

目前较为先进的UPS主回路结构选用不控整流加升压环节,将沟通输入通过整流桥全波整流为直流后,选用IGBT元件组成的DC/DC电路升压到一个较高的 稳定直流电压,并将其作为直流母线,为蓄电池充电电路及逆变输出部分供给电能。因为直流母线电压足够高通过IGBT高频逆变调整后,可直接得到稳定的逆变 输出电压,完全能够省掉输出升压变压器。

 

在上述的两种UPS结构中,后者在所有功率环节均选用了IGBT技能,因而此种结构的UPS又为全IGBTUPS。因为数字技能的引进,大大提高了IGBT元件的开关频率,与前者相比,在许多方面具有显著的优势。

 

        

 

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