新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計應(yīng)用 > 購買UPS電源時如何選擇工頻機與高頻機

購買UPS電源時如何選擇工頻機與高頻機

作者: 時間:2011-09-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  用戶在購買大功率UPS的時候,嘗嘗面臨在工頻機和高頻機之間不知道如何選擇,不清楚到底是買工頻機好還是選高頻機劃算的問題。今天,筆者從下面幾點來分析工頻機和高頻機之間的區(qū)別,希望能對大家今后在選擇UPS的時候有所助益。

  1 工頻機和高頻機的原理分析

  工頻機和高頻機是按UPS的設(shè)計電路工作頻率來區(qū)分的。工頻機是以傳統(tǒng)的模擬電路原理設(shè)計,由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。因其整流器和變壓器工作頻率均為工頻50Hz,顧名思義叫。

  高頻機通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成。IGBT可以通過控制加在門極的驅(qū)動來控制其開通與關(guān)斷,IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾千赫到幾十千赫,甚至高達上百千赫,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻機,因此稱為

  2 隔離變壓器的原理分析

  隔離變壓器是利用電磁感應(yīng)原理,對配電或信號進行電氣隔離的裝置。隔離變壓器在UPS中通常被設(shè)計在逆變器的輸出端,可以起到增加UPS性能改善負(fù)載端供電質(zhì)量的作用。

  通常,UPS的輸出隔離變壓器有以下四大優(yōu)點:

(1)降低零地電壓,優(yōu)化UPS末端供電網(wǎng)絡(luò)

  UPS的逆變輸出安裝隔離變壓器可以隔離輸入和輸出之間的電氣連接,從而有效地降低輸出的零地電壓。由于隔離變壓器的副邊繞組采用Y型接法,中性點接地后產(chǎn)生新的零線,從而達到降低零地電壓的目的。事實上,HP、IBM、SUN的小型機因為要保證精密的計算能力與高可靠的數(shù)據(jù)處理傳輸能力,都會對零地電壓有極高的要求,加裝隔離變壓器可以徹底解決因為零地電壓偏高所造成的一些問題。

(2)濾除負(fù)載端諧波,提高供電質(zhì)量

  隔離變壓器本身具有電感特性,輸出隔離變壓器可以濾除負(fù)載端的大量低次諧波,減少高頻干擾,并可以使高次諧波大幅度衰減。采用電源隔離變壓器,可以有效地抑制竄入交流電源中的噪聲干擾,提高設(shè)備的電磁兼容性。

(3)增強過載短路保護能力,保護負(fù)載與UPS主機

  由于其自身的特性,隔離變壓器是UPS中工作最為穩(wěn)定的器件。UPS在正常工作過程中,如果遇到大的短路電流,變壓器會產(chǎn)生反向電動勢,延緩短路電流對負(fù)載以及逆變器的沖擊破壞,具有保護負(fù)載與UPS主機的作用。

(4)UPS故障時保護負(fù)載

  高額UPS的AC/DC變換部分采用高頻化設(shè)計,提高了UPS的輸入功率因數(shù)(0.98以上)及輸入電壓范圍,DC/AC逆變部分高頻化減少了輸出濾波電感的體積,功率密度大。由于無輸出隔離變壓器,一旦逆變器橋臂的IGBT被擊穿短路,BUS母線直流高電壓將加到負(fù)載上,危及負(fù)載的安全。輸出隔離變壓器具有“通交流阻直流”的能力,可以解決此類問題,在UPS發(fā)生故障時能夠使負(fù)載安全運行。

3 從工頻機和高頻機的性能對比來分析

(1)在可靠性方面,工頻機要優(yōu)于高頻機

  工頻機采用晶閘管(SCR)整流器,該技術(shù)經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展和革新,已經(jīng)非常成熟,其抗電流沖擊能力非常強。由于SCR屬于半控器件,不會出現(xiàn)直通、誤觸發(fā)等故障。相比而言,高頻機采用的IGBT高頻整流器雖然開關(guān)頻率較高,但是IGBT工作時有嚴(yán)格的電壓、電流工作區(qū)域,抗沖擊能力較低。因此在總體可靠性方面,IGBT整流器比SCR整流器低。

(2)在環(huán)境適應(yīng)性方面,高頻機要優(yōu)于工頻機

  高頻機是以微處理器作為處理控制中心,將繁雜的硬件模擬電路燒錄于微處理器中,以軟件程序的方式來控制UPS的運行。因此,體積、重量等方面都有明顯的降低,噪音也較小,對空間、環(huán)境影響小,因此比較適合于對可靠性要求不太苛刻的辦公場所。正因為如此,許多廠家的中小功率UPS普遍推出了高頻機。

(3)在負(fù)載對零地電壓的要求方面,工頻機要優(yōu)于高頻機

  大功率三相高頻機零線會引入整流器并作為正負(fù)母線的中性點,這種結(jié)構(gòu)就不可避免地造成整流器和逆變器高頻諧波耦合在零線上,抬升零地電壓,造成負(fù)載端零地電壓抬高,很難滿足IBM、HP等服務(wù)器廠家對零地電壓小于1V的場地需求。另外,在市電和發(fā)電機切換時,高頻機往往因零線缺失而必須轉(zhuǎn)旁路工作,在特定工況下可能造成負(fù)載閃斷的重大故障。工頻機因整流器不需要零線參與工作,在零線斷開時,UPS可以保持正常供電。
  
  綜上所述,工頻機UPS和高頻機UPS的差異主要表現(xiàn)在隔離變壓器上,而工頻機對隔離變壓器的使用,在很大程度上提升了UPS的可靠性。從綜合性能方面來講,工頻機和高頻機則各有優(yōu)劣,至少在當(dāng)前,不存在誰取代誰的問題。用戶在選購設(shè)備的時候應(yīng)當(dāng)立足于自身的實際需要,而不是盲目跟從。比如,用戶要建設(shè)中大型的數(shù)據(jù)中心,那么對可靠性和穩(wěn)定性的要求就應(yīng)當(dāng)放在第一位,大功率的工頻機UPS就應(yīng)當(dāng)是首選;如果是一般的辦公場所應(yīng)用,或者主要考慮到設(shè)備對空間的占用,則可以采用高頻機UPS。



關(guān)鍵詞: UPS電源 工頻UPS 高頻UPS

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉