工頻機(jī)型UPS的輸出變壓器真的那么神

（1）變壓器可緩沖負(fù)載電流的突然變化剖析

眾所周知，IT負(fù)載電流是隨機(jī)變化的，這種變化是根據(jù)其工作量的大小來(lái)決定的。往往有這樣的情況，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備在正常工作時(shí)，比如從UPS的LCD上顯示負(fù)載量是70%，這是很讓人放心的良好情況。但即使這樣，也有轉(zhuǎn)旁路的情況。什么原因呢？UPS轉(zhuǎn)旁路有幾種原因：過(guò)載、短路和逆變器故障。顯然既不是逆變器故障也不是短路，就只有一種可能：短時(shí)間過(guò)載。為什么會(huì)過(guò)載呢？不是才有70%的負(fù)載量嗎？這就是當(dāng)代負(fù)載的特點(diǎn)，那70%的負(fù)載量是平時(shí)的平均功率，就是說(shuō)機(jī)房中眾多機(jī)器工作量不均衡，有的大有的小，所以平均下來(lái)70%，如圖3所示。但有時(shí)候幾乎所有的機(jī)器在同一時(shí)間都工作在最大負(fù)載狀態(tài)，這時(shí)即出現(xiàn)了電流峰值。這個(gè)峰值有時(shí)甚至很大，持續(xù)時(shí)間也許數(shù)毫秒、也許幾秒，其值之大不是UPS承擔(dān)得了的，就只好切換到旁路。

圖3表示的是UPS輸出電壓和電流關(guān)系原理圖，上面的電壓不論任何時(shí)間都應(yīng)該是基本穩(wěn)定的，這就是有好的動(dòng)態(tài)性能。有人說(shuō)變壓器可以緩沖負(fù)載的電流突變（包括短路故障），現(xiàn)在就用圖3來(lái)分析。在正常情況下，電流的變化都不太大，根據(jù)上述的討論，一旦機(jī)房?jī)?nèi)幾乎所有設(shè)備都同時(shí)工作在最大負(fù)荷，比如在t1需要一個(gè)很大的脈沖電流I1，按照有些人的說(shuō)法，變壓器要緩沖。所謂緩沖：在時(shí)間上緩就是不馬上提供，到t2才給出，在幅度上緩就是不給那么大的電流I1，只提供較小的I2。舉例說(shuō)，IT在t1需要5kW的峰值功率，變壓器給緩沖成在t2才給出3kW的峰值功率，請(qǐng)問(wèn)，在這種情況下IT是什么反應(yīng)？罷工！這是其一。

圖3UPS輸出電壓和電流關(guān)系原理圖

其二，在電源上限制電流的辦法就是降低電壓，如圖3所示。為了減小電流就使變壓器上的壓降變大，如圖中對(duì)應(yīng)電流的電壓下沖。這個(gè)下沖就是反電勢(shì)，這就犯了電源的大忌：要想有這么大的反電勢(shì)，就必須有這么大的電感量。變壓器成了電感，線性環(huán)節(jié)變成了非線性環(huán)節(jié)，這已經(jīng)不是變壓器了！這樣的所謂變壓器在電路中是會(huì)使波形失真的，而在實(shí)際機(jī)器中波形沒(méi)有失真，就說(shuō)明漏感很小，甚至幾乎為零。所以這些人的分析是沒(méi)有根據(jù)的，是強(qiáng)加給變壓器的，設(shè)計(jì)者本來(lái)就不是這個(gè)意思。

有對(duì)變壓器防浪涌電流者作了這樣的比喻：變壓器就好比海邊上的防波堤，一個(gè)浪打來(lái)，它就能抵擋一下。可惜變壓器不是防波堤，而是平滑的沙灘。