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UPS工频机与高频机的比较

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-10-13 3:18:15 * 浏览: 4
在技​​术选择和未来发展趋势方面,全球知名的UPS制造商将高频作为绝对的主要方向。 30kVA及以下的UPS主要是高频设备。这符合高频单元的高动态负载响应速度和能量密度。高,小尺寸,低噪声,低价格(尤其是小型机)有很多工作要做,特别是高频机可以实现输入有功功率因数校正,真正代表了绿色电源的未来发展趋势。在技​​术选择和未来发展趋势方面,全球知名的UPS制造商将高频作为绝对的主要方向。 30kVA及以下的UPS主要是高频设备。这符合高频单元的高动态负载响应速度和能量密度。高,小尺寸,低噪声,低价格(尤其是小型机)有很多工作要做,特别是高频机可以实现输入有功功率因数校正,真正代表了绿色电源的未来发展趋势。 1.工频机和高频机简介(1)工频机:它是基于传统的模拟电路原理设计的。机器的内部电气组件(例如变压器,电感器,电容器等)相对较大,并且通常在较大的负载下运行。有时噪声较小,但是该模型在恶劣的电网环境条件下具有更强的电阻性能,其可靠性和稳定性优于高频电机。 (2)高频机:采用高频开关技术,高频机的变频器频率一般在20kHz以上。然而,该高频机在恶劣的电网和环境条件下具有较差的耐受性,并且更适合于电网相对稳定,灰尘少且温度/湿度合适的环境。 UPS的发展方向是高频,小型化,智能化和绿色化。因为小型化可以节省投资,提高效率并节省空间。小型化的前提是高频,只有高频才能实现小型化。小型化的一个目标是消除输入/输出隔离变压器。过去,由于技术,组件和材料的原因,UPS中增加了输入/输出隔离变压器,这使得产品体积大,性能差,能耗高且价格昂贵。后来,由于新设备的出现,美国IPM公司于1980年首次推出的新解决方案成功取消了输入隔离变压器。近年来,由于技术的进一步发展和成熟,成功引入了半桥逆变器转换解决方案。消除输出隔离变压器极大地提高了UPS的性能。这就是人们所说的高频机。它进一步减小了UPS的尺寸,提高了性能,减轻了重量,提高了效率,并降低了成本和可靠性。因此,大多数国际知名公司都放弃了带输出隔离变压器的UPS的生产。 2.高频机和工业变频机的比较。在高频机和工业变频机的比较中:体积小,重量轻,运行效率高(运行成本低),噪音小,适用于办公场所,性价比高(在同等功率下)价格低),并且对空间和环境的影响很小。相对而言,高频UPS对复印机,激光打印机和电机的影响(SPIKE)和瞬态响应(TRANSIENT)容易受到影响。电力与负载隔离。在市电恶劣的环境中,工业用变频器可以提供比高频机更安全,更可靠的保护。在某些情况下,例如医疗,UPS需要具有隔离装置。因此,对于工业,医疗和运输来说很重要。对于应用而言,工频机是更好的选择。应根据不同的用户,安装环境,负载条件和其他条件来考虑两者的选择。高频机没有隔离槽变压器,并且输出中性线具有高频电流,主要来自主电网的谐波*,UPS整流器和高频逆变器的脉动电流,负载的谐波等,以及其*电压不仅价值高而且难以消除。工业变频器的输出电压低,并且没有高频分量,这对于计算机网络的通信安全而言更为重要。高频机的输出未通过变压器隔离。如果逆变器电源设备发生短路,则直流母线(DCBUS)上的高直流电压会直接施加到负载上,这是安全隐患,但工业变频器不会出现此问题。从比较中可以清楚地看到,工业变频器在许多方面都优于高频机。对于某些具有较高可靠性要求的重要关键部件,电源保护方案也应基于工业变频器。工业变频器的特性很简单。问题是:1)输入和输出变压器尺寸很大。 2)用于消除高次谐波的输出滤波器的尺寸很大。 3)变压器和电感器会产生音频噪声。 4)对负载和电源变化的动态响应性能较差。 5)效率低。 6)输入没有功率因数校正,对电网造成严重污染。 7)成本高,特别是对于小容量机型,无法与高频机相比。在技​​术选择和未来发展趋势方面,全球知名的UPS制造商将高频作为绝对的主要方向。 30kVA及以下的UPS主要是高频设备。这符合高频单元的高动态负载响应速度和能量密度。高,小尺寸,低噪声,低价格(尤其是小型机)有很多工作要做,特别是高频机可以实现输入有功功率因数校正,真正代表了绿色电源的未来发展趋势。 3.电路结构高频机和高频机的概念主要用于整流器部分。工频机是可控的整流器。传统技术可以实现12相整流,而高频机的整流器是二极管非控制整流的IGBT高频DC升压链路。对于逆变器,它是IGBT的SPWM高频逆变器工作模式(早期的SCR逆变器工作模式UPS已被淘汰)。另外,工频机的输出变压器是必不可少的。由于整流和逆变器链路均为降压链路,因此在输出侧必须有一个升压变压器以进行电压调整。由于高频电机具有DC / DC升压链接,因此无需在输出侧添加升压链接(升压变压器)。对于需要安装隔离变压器的现场,高频机还可以根据需要配备隔离变压器选件,其作用也从原来的必要配置变为可选配置。 UPS的电气结构已发生更新和变化,这主要是由于组件的开发所致。 IGBT作为UPS的主要功率组件技术,已经变得更加成熟。容量,结构和可靠性都得到了极大的提高,UPS的数字化程度不断提高。从原始的工频机到高频机,新一代大中型UPS主流结构的深入推广。 (就像过去将晶闸管逆变器由大功率晶体管GTR取代,然后由IGBT逆变器采用)。 UPS电气结构更新的最直接影响是UPS主机体积和质量的降低,更重要的是电气性能的提高。在早期的大中型UPS主电路结构中,晶闸管整流用于将输入的交流电转换为直流电。电池直接配置在直流总线上。当输入市电正常时,通过整流晶闸管的调节为电池充电,它也是GTR或ICBT结构。桥式逆变器供电,逆变器将直流电转换为交流电,最后通过输出变压器的升压和滤波提供纯净的交流电输出。从其结构可以看出,在从整流(从交流到直流)到逆变器(从直流到交流)的过程中,每个环节都是一个降压环节。在这种UPS结构中,必须在输出侧添加一个升压变压器,以将逆变器输出的较低恒定电压增加到合理的输出范围,并最终提供恒定的220V / 380V输出。当前更高级的UPS主回路结构使用不受控制的整流和升压链路。将交流输入通过整流桥全波整流为直流后,由IGBT组件组成的DC / DC电路将电压升压至更高的恒定DC电压。并将其用作直流母线,为电池充电电路和逆变器输出提供电能。由于直流母线电压足够高并且可以通过IGBT高频逆变器进行调整,因此可以直接获得恒定的逆变器输出电压,并且可以完全省去输出升压变压器。在以上两个UPS结构中,后者在所有电源链路中均采用IGBT技术,因此该结构的UPS是全IGBT UPS。由于数字技术的引入,IGBT组件的开关频率已大大提高。与前者相比,它在许多方面都具有明显的优势。