6up工频和高频机区别

6up工频和高频机区别

2021-01-10 10:14

  工频和高频机区别_电力/水利_工程科技_专业资料。高频机与工频机区别 定义 1、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中的 工频变压器的 UPS,俗称高频机,高频机体积小、效率高。 2、工频机:采用工频变压器作为整流器与逆变器部件

  高频机与工频机区别 定义 1、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中的 工频变压器的 UPS,俗称高频机,高频机体积小、效率高。 2、工频机:采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的 UPS 俗称工频机, 主要特点是主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。 2、高频机 VS 工频机 2-1 高频机不带隔离变压器,其输出零线存在高频电流,主要来自市电电网 的谐波干扰、UPS 整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等,其干扰电 压不仅数值高而且难以消除。而工频机的输出零地电压更低,而且不存在高频分 量,对于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。 2-2 高频机输出没有变压器隔离,如果逆变功率器件发生短路,则直流母线 (DC BUS)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。 2-3 工频机的抗负载冲击能力较强。 3、性能比较 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 比较的指标、性能 过载能力 抗输入浪涌能力 输出抗冲击、短路能力 输入 PF 值 整机效率 功率密度 零地电压 输出级元器件 功率器件容量 故障时器件损坏程度 高频 UPS 一般 一般 一般 0.99 85~90% 高 相对较差,有高频分量 多 小 高 工频 UPS 较强 较强 较强 0.7 75~85% 小 相对较好 少 大 低 11 12 13 14 15 可靠性 可维护性 重量 体积 与发电机适应力 一般 较复杂 轻 小 较差 好 简易 重 大 好 从以上的比对中可以清晰的看出工频机在很多的方面优于高频机。 对于可靠 性要求较高的一些重要、关键部位的电源保护方案还应以工频机为首选 一、定义 1、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中的工 频变压器的 UPS,俗称高频机,高频机体积小、效率高。 2、工频机:采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的 UPS 俗称工频机, 主要特点是主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。 二、主要区别 1、高频机不带隔离变压器,其输出零线存在高频电流,主要来自市电电网的 谐波干扰、UPS 整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等,其干扰电压 不仅数值高而且难以消除。 而工频机的输出零地电压更低, 而且不存在高频分量, 对于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。 2、高频机输出没有变压器隔离,如果逆变功率器件发生短路,则直流母线 (DC BUS)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。 3、工频机的抗负载冲击能力较强。 三、性能比较 序号 比较的指标、性能 高频 UPS 工频 UPS 1 过载能力 一般 较强 2 抗输入浪涌能力 一般 较强 3 输出抗冲击、短路能力 一般 较强 4 输入 PF 值 0.99 0.7 5 整机效率 85~90% 75~85% 6 功率密度 高 小 7 零地电压 相对较差,有高频分量 相对 较好 8 输出级元器件 多 少 9 功率器件容量 小 大 10 故障时器件损坏程度 高 低 11 可靠性 一般 好 12 可维护性 较复杂 简易 13 重量 轻 重 14 体积 小 大 15 与发电机适应力 较差 好 高频机是使用 44KHz 高频技术,一般适合商业级使用... ? 工频机配有隔离变压器,更安全稳定,适合工业级大型机器或电高频机是使 用高频载波的 PWM 模拟输出 50Hz 的正弦波,工频机是直接使用工频变压器输出 50Hz 正弦波。区别是高频机成本低重量轻效率高,但过载能力差,输出波形不是很 理想,工频机稳定过载能力强,但是笨重。网使用.. 工频机是比高频机贵,那是 因为工频机比高频机多了一个输出隔离变压器,但这个变压器并不是像工频机所宣 传的那样抗干扰和缓冲负载,这个变压器是工频机必不可少的,也是工频机不如高 频机的地方,因为这个变压器实际上是工频机必不可少的,他只是起到一个升压的 作用,也是工艺上不如高频机的地方,而高频机则是通过桥块升压,性能上比工频 机稳定,成本低,体积小,同时输出功率因数、安全性都有很大的提高,所以工频 机在国外已经被淘汰,但国内还有很多在用,高频的推荐山特,梅兰日兰,apc 等, 工频的有科华科士达等 高频机 UPS 与工频机 UPS 的区别 电源专业 2009-07-07 13:41:11 阅读 308 评论 1 字号:大中小 技术总是在发展的,新技术代替旧技术是历史的发展规律。 然而,新旧之间的替代与转换一般并不是那么顺利,人类社会是 这样,自然、科技领域也是如此。现在的电子技术已进入数字化 时代,这是不可逆转的技术发展规律,各行各业迟早都要集中到 这一条路上来,但就某一个时期来说发展是不平衡的,这中间有 很多因素的影响,比如各自的技术发展水平不同,人员对新技术 的认识和接受能力不同等等。 具体到 UPS 领域又何尝不是如此。 一、工频机 UPS 和高频 UPS 的一般概念 静止变换式工频机结构 UPS 技术出现在上个世纪 70 年 代,毫无疑问在当时属尖端技术,几十年间也为电子电器技术领 域作出了不朽的贡献,有口皆碑。6up一般说任何技术的先进性是相 对而言,任何先进的产品也有其一定的适用期。随着 IT 技术的 出现与发展,工频机 UPS 组件暴露出它的缺点,比如体积大、 重量大、 功耗大和输入功率因数低等不利因素大大影响了数据中 心的可靠性。 在历史发展中总是遵循这样一个规律:每当一种技术阻 碍生产力发展时, 就会有一种新的技术产生出来代替。 毫不例外, 高频机 UPS 技术问世了。为了区别以前的 UPS,就起了一个高 频机 UPS 的名字。原来那种输入输出都工作在 50Hz 并且有输 出变压器的老的电路结构就称作工频机 UPS;而这种输入输出 电路都工作在 20kHz 以上且没有的输出变压器的电路就称为高 频机 UPS。 二、高频 UPS 比工频机 UPS 有哪些优点 1、 输入功率因数高 工频机 UPS 一般在 200kVA 以下的输入电路都采用了可 控硅 6 脉冲整流,输入功率因数不超过 0.8,谐波电流有 30%之 大。 如果前面接发电机, 发电机的容量至少要 3 倍于 UPS 功率; 如果是单相小功率 UPS, 发电机的容量至少要 5 倍于 UPS 功率。 但是, 任何容量的高频机 UPS 的输入功率因数都可做到 0.99 或甚至以上,谐波电流小于 5%,前置发电机的容量理论上 和 UPS 功率相同,大大缩减了投资和占地面积等。尤其是对市 电的充分利用具有良好的经济意义和社会意义。 2、 本身功耗小 在同样指标下,比如要求输入功率因数为 0.95 以上时, 工频机 UPS 就必须外加谐波滤波器或改为 12 脉冲整流, 就是说 前面要增加一个设备,再加上输出变压器,就比高频机 UPS 多 了两个环节, 如图 1 所示。 由于此二者的影响, 使得工频机 UPS 的效率比高频机 UPS 低 5%。在同样是 100kW 的容量时工频机 UPS 每年要比高频机 UPS 多消耗 5 万度电! 这在中央号召节能 减排的今天,能源的节约具有深远意义。 图 1 高输入功率因数下的工频机 UPS 和高频机 UPS 结构 方框 3、 对外干扰小 UPS 的干扰一般有两种,一种是听得到的机械噪声,一 种是听不到的电噪声,这两种噪声工频机 UPS 都有,形成了对 设备和对人的伤害。电噪声影响机器的稳定度,机械噪声影响人 的身心健康,降低工作效率。 而高频机 UPS 由于工作在 20kHz 以上,20kHz 是人的 耳朵听不到的频率,使工作环境安静下来。又由于一般的高频机 UPS 的输入功率因数高达 0.99 以上,几乎是线性,所以对外干 扰几乎为零。 4、 体积小、重量轻 工频机 UPS 由于有了输出变压器和适应 50Hz 的电感电 容等低频器件使得体积重量都很大。 比如某品牌 200kVA 工频机 UPS 重 1380kg,而同是这一厂家的 250kVA 高频机 UPS 重量 只有 830kg。 5、全数字技术 工频机 UPS 开始是模拟技术, 现在一般发展为数字与模 拟相结合的技术。模拟技术的可靠性要比数字技术低。而高频机 UPS 技术是一种全数字化技术,不言而喻,可靠性是很高的。 6、对电网的适应能力强 工频机 UPS 对于适应输入电压±15%的变化已很不易; 而高频机 UPS 甚至适应输入电压±30%以上的变化, 这又大大延 长了 UPS 的电池寿命。 7、能将并机环流衰减到几乎为零 工频机 UPS 的并联就是变压器的直接并联, 而变压器的 直接并联最容易产生环流,而且这个环流的路径畅通无阻,如图 2(a)所示;高频机 UPS 由于没有输出变压器,它们的并联如 图2 (b) 所示, 可以看出这里的环流路径上处处是障碍, 小于 2V 的电压差根本形不成环流,而工频机 UPS 在此情况下就会形成 很大的环流。 图 2 两种 UPS 并联方框图 总之,高频机 UPS 在性能上不但能完全替代工频机 UPS,而且还具有很多后者没有的特点。 工频机 UPS 的生产厂商和推销者为了延长产品的销售 寿命,在其他性能指标上无法与高频机 UPS 抗敌,就把希望寄 托在输出变压器上,因为高频机 UPS 没有这个变压器,再加之 一些用户缺乏技术概念, 于是就赋予了变压器很多具有神秘色彩 的功能。比如这个变压器可以抗干扰、可以缓冲负载浪涌电流、 可以隔直流、可以适应电网电压的冲击和变化,等等。 性能比较 序号 比较的指标、性能 1 2 3 4 5 过载能力 抗输入浪涌能力 输出抗冲击、短路能力 输入 PF 值 整机效率 6 7 功率密度 高频 UPS 一般 一般 一般 0.99 85~90% 高 相对较差,有高频分量 多 小 高 一般 较复杂 轻 好 简易 重 工频 UPS 较强 较强 较强 0.8 75~85% 小 相对较好 少 大 低 零地电压 8 9 10 11 12 13 输出级元器件 功率器件容量 故障时器件损坏程度 可靠性 可维护性 重量 14 15 体积 小 较差 大 好 与发电机适应力 在这里,不要忽略电源的基本功能,UPS 是电压源,电压源 的基本功能是输出电压动态性能要好, 即无论负载在允许范围内 如何变化,电压总是稳定的。根本不允许变压器对负载进行什么 “抵抗”或“缓冲”。 图 3 全桥逆变器 UPS 输出变压器原理图 有的人就表示,这个变压器是为了在逆变器功率管损坏 时隔断直流电流到负载的通路而加入的, 对此说法不妨做一个探 讨,看一看变压器是否有阻隔直流的功能。图 3 示出了一般变压 器的工作情况。首先承认这种变压器是变换交流电的,如图中正 弦波。假如不用来变换交流电而是施加直流,如图 2 中将电池组 开关 S 闭合,由于变压器绕组内阻相当小(近似于短路)就会在 电池组和变压器初级绕组之间形成相当大的电流, 一直到将电池 组或导线或绕组烧断为止。 换言之, 这种电源变压器不能加直流。 下面就来讨论逆变器功率管损坏情况。逆变器功率管的 损坏有两种情况:断开或穿通(短路)。图 4 示出了 UPS 全桥 逆变器一个功率管(比如 VT2)开路(断开)的情况。从图中可 以看出,在此情况下的电流路径只能是一个方向的,就是说只能 输出一个极性的半波,如图中所示。一个极性就意味着含直流成 分, 直流电流分量在变压器初级绕组中的积累会使绕组达到饱和 状态,就类似于绕组短路,形成很大的电流,以致将变压器和电 池这个回路烧断时才结束。这个直流电流倒是没有进到负载端, 但 UPS 本身烧了。 图 4 全桥逆变器 UPS 一个功率管开路情况原理图 再看逆变器一支功率管(比如 VT2)穿通(短路)的情 况。 只要 VT4 一导通就形成对前面直流电压的短路状态, 如图 5 所示。强大的电流可将 VT4 瞬间炸毁,如果不是炸断就更危险, 它可能会将电池组烧毁。某电子公司就因为这原因,一举烧毁了 72 节 100AH 电池。在这种情况下也是隔断了直流,同样是把自 己给烧毁了。 以上两种情况都是用烧毁 UPS 本身的代价而保护了 IT 设备,这对 IT 设备用户是不是就算是一种福音呢?当然不是, 因为不论是烧毁 UPS 还是 IT 设备都会使系统崩溃而无法继续工 作。 图 5 全桥逆变器 UPS 一个功率管穿通情况原理图 如果 UPS 供电设备在逆变器功率管损坏的情况下不但 保护了 IT 设备,同时也保证了本身的安然无恙,这样的隔直流 功能才有实际意义,这才是用户真正需要的。 在大功率三相 UPS 中这个变压器具有隔断三次谐波的 能力,但必须是 D-Y 连接,如图 6 所示。可惜的是这种连接方 法消除的是线电压上的三次谐波,而相电压上的谐波不能消除, 图 6 UPS 输出三相变压器的连接 如图 6 右图所示。再说逆变器本身产生的三次谐波几乎 为零,根本不用到输出端去消除。而负载大都用相电压 220V, 并且还破坏相电压波形而产生三次谐波。 因此在这里谈什么消除 三次谐波好像没有实用价值。 工频机 UPS 输出变压器的基本功能就是变压和产生隔 离接地点,其他功能只是想像中的一种美好愿望。 三、高频机 UPS 与工频机 UPS 的现状 因为高频机 UPS 对技术与工艺以及生产手段的要求非常 严格,一般也不容易防制,20kHz 以上的高频机 UPS 容量都小 于 100kVA,只有少数制造厂的技术真正过关,并且已显示出强 大的生命力。在大功率范围虽然不能做到 20kHz,但可以采用高 频机结构,比如用 IGBT 高频整流(相对于 50Hz 而言),频率 一般在 15kHz 以下, 多数厂家已可做到 200kVA, 但也有佼佼者, 比如秀康 10 年前就可做到 8kHz/480kVA,伊顿 9395 也可做到 15kHz/1200kVA, 并已成为美国的军方指定产品。 这说明高频机 结构 UPS 技术早已成熟。在我国军方和金融等重要部门也纷纷 采用,并收到了良好的效果。 当然工频机结构 UPS 在这种情况下的日子会越来越艰 难,好在是还有那么一批厂家的高频机结构 UPS 没有过关,还 得主推工频机 UPS,作为市场手段多说一些当前用工频机 UPS 更合适之类的语言, 多说一些工频机的好处和多找一些高频机的 缺点均属正常现象,这可以理解,也可能是认识问题。但不要认 为工频机 UPS 技术永远不落后。从科学发展观来说,以后一段 时间内无疑是高频机 UPS 的市场。 不可否认, 高频机 UPS 同样 也有退出历史舞台的一天,当然那是后话。 四、所谓两个发展方向 现在有一种说法:高频机 UPS 和工频机 UPS 是两个发 展方向。这就使人糊涂了: ? 难道效率低的产品也是发展方向?难道部考虑节能减排了 吗? ? 难道耗费资源和笨重的产品也是发展方向? 总之,这种观点不外乎说:高频机 UPS 与工频机 UPS 并存;节能减排与浪费能量和资源并存;先进与落后并存…所谓 技术上的并存应该是不可替代的,比如自行车虽然比汽车跑得 慢,但它们在一定程度上是互相不可替代的;而这里的 UPS 技 术却是可以完全替代的。这就像汽车 2 型可以替代 1 型,3 型可 以替代 2 型一样的道理。

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