工频与高频UPS

工频UPS与高频UPS
事实上没有任何的国际或国家标准对于所谓“工频UPS”与“高频UPS”有定义或有分类标准,但市场上确实有所谓“工频UPS”与“高频UPS”的说法。
所谓的“工频UPS”传统上泛指整流器采用可控硅的工频(50/60HZ)整流器、有逆变输出隔离变压器拓扑结构的UPS产品;
目前,所谓的“工频UPS”泛指有逆变输出隔离变压器拓扑结构的UPS产品,但为了提升UPS的输入技术性能,整流器既可以采用可控硅的工频(50/60HZ)整流器也经常采用技术性能更好的IGBT整流器.
“工频UPS”的逆变器将直流工作电压经过半桥或全桥正弦调制PWM变换电路生成正弦调制电压脉冲序列,通过升压输出变压器在变压器的二次侧完成对正弦电压调制脉冲序列的平滑处理之后,完成重组交流正弦电压的输出,即通过变压器向负荷供电。
由于正弦电压调制脉冲序列需要通过变压器传递能量,而传统变压器工作频率超过5KC后,变压器的铁损将急剧上升,受到这个原因的限制,为了保持UPS设备具有高的变换效率,“工
频UPS”的PWM变换电路的工作(载波)频率必须控制在比较低的范围,通常这种UPS的PWM变换电路的工作频率在5KC以下。
所谓的“高频UPS”泛指工作频率比较高、没有输出变压器拓扑结构的UPS产品。
“高频UPS” 的逆变器将直流工作电压经过半桥正弦调制PWM变换电路生成正弦调制电压脉冲序列,通过输出电抗器,在输出电抗器与平滑电容器共同组成的积分电路完成对正弦电压调制脉冲序列的平滑处理之后,完成重组交流正弦电压的输出,直接向负荷供电。
由于没有变压器的环节,“高频UPS” 的正弦调制PWM变换电路的工作(载波)频率可以非常高,通常这种UPS的PWM变换电路的工作频率在15KC甚至更高。
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上述二种不同电路拓扑结构的UPS,在结构方面最大的差异为:
是否有输出变压器。
有否有输出变压器,决定了UPS逆变器工作(载波)频率的高与低。中央经线
有否有输出变压器,决定了UPS逆变器的工作电压的高与低
上述二种不同电路拓扑结构的UPS有一点是相同的。即逆变器正弦调制PWM变换电路的调制频率是相同的,在我们国家,都是50Hz。
UPS有否有输出隔离变压器,既有它的历史原因,也有不同实际技术要求的需要。
一,隔离变压器在电气系统中的作用
改变输入/输出的电压
形成独立于上游的中线系统;
有效抑制共模干扰;
设备检修人员的人身安全;
抑制下游谐波对上游的影响;
实现二次侧电气上的悬浮。
UPS设备(系统)中,隔离变压器主要作用是:
1,改变输入/输出的电压红阳药业
2,形成独立于上游的UPS输出中线系统;
3,有效抑制来自上游公共电网对敏感负荷的共模干扰。
二,包含有隔离变压器的UPS设备的优势
1,包含有隔离变压器UPS设备其内部(整流器/逆变器)的工作电压比较低,内部直流工作电压由于有升压变压器的原因只需在450V左右。而无变压器的UPS设备其内部工作电压必须》220Vx1.414x2 x110% 即必须高达700-800V。
由于更高的工作电压造成UPS的整流器/逆变器的功率元件和其他元件的工作压力增加大,功率元件和其他元件可靠性下降,对环境的要求也更高。
事实上包含有隔离变压器的可靠性和可维护性远高于无变压器类型的UPS产品
2,包含有隔离变压器UPS没有异常时输出含有直流成分的可能性,由于隔离变压器的配置,逆变器故障或控制不佳时可能输出的直流成分甚至脉动直流不会对系统造成影响。
  无变压器配置的UPS只能依赖快速发现快速关闭的滞后手段减少对系统的影响。这个问题对于工业应用的应用的影响程度远大于针对IT设备的应用,这是由于工业应用中UPS输出并非仅仅向类似IT设备内部的开关电源(对输入包含有直流成分不敏感)供电,而通常包含有许多对直流成分敏感的变压器、电动机类型的负荷。
3,有变压器配置的UPS对来自上游电网的共模干扰有非常好的抑制能力。而无变压器配置的UPS对来自上游电网的共模干扰几乎完全没有抑制的能力。
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4,兼容UPS系统上游与下游分属二个不同的中线系统,如果要求UPS系统上游与下游分属二个不同的中线系统,这在一些工业领域是经常被要求的。
5,包含有隔离变压器UPS在可维护性方面也表现比较好,一旦发生内部故障,故障的影响面比较小,容易修复。
三,无隔离变压器的UPS设备的优势
1,无隔离变压器类型的UPS(所谓高频机)在产品的小型化与轻量化方面有绝对的优势。
2,无隔离变压器类型的UPS(所谓高频机)在运行效率方面会高1%左右(600KVA变压器的效率在98.5%-99%的水平。
四,吉林工业大学UPS设备的合理选择
    事实上不同类型的UPS产品能够更好满足市场不同的需求。
在IT应用领域,IT负载对直流成分完全不敏感,甚至一些IDC直接采用240V直流电压供电。
在IT应用领域,通常比较追求系统的小型化,高功率密度。
    因此,在IT应用领域采用无变压器的所谓高频UPS是比较合理的选择。专家解读中央一号文件亮点
在工业领域,通常比较追求系统的可靠性和可维护性。并不将小型化,高功率密度作为主要的考虑目标。
在工业领域必须考虑不同类型的负载,一些负载对直流成分非常敏感。
    因此,在工业领域采用有变压器的所谓工频UPS是比较合理的选择。

本文发布于:2024-09-22 12:35:10,感谢您对本站的认可!

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