UPS电源工频和高频的区别

       目前UPS不间断电源的发展方向是高频机型UPS不间断电源替代工频机型UPS不间断电源,因为首先高频机型UPS不间断电源相比工频机型UPS不间断电源来讲,不仅取消了笨重的变压器,在效率方面也是提高了近5%。可是国内的现状就是还有些户对高频机不太信任,这一方面也是因为宣传的缘故。造成了普遍用户对高频机的不信任。虽然工频机型UPS不间断电源使用的历史比较长,但由于它固有的缺点想真正提高机房节能是不太可能实现的。

       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不间断电源领域又何尝不是如此。


一、工频机和高频的一般概念:
        静止变换式工频机结构UPS不间断电源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。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不间断电源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不间断电源技术问世了。为了区别以前的UPS不间断电源,就起了一个高频机UPS不间断电源的名字。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不间断电源;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不间断电源。


二、高频机比工频机有哪些优点
1、输入功率因数高
        工频机UPS不间断电源一般在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不间断电源功率;如果是单相小功率UPS不间断电源,发电机的容量至少要5倍于UPS不间断电源功率。但是,任何容量的高频机UPS不间断电源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不间断电源功率相同,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不间断电源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不间断电源多了两个环节。由于此二者的影响,使得工频机UPS不间断电源的效率比高频机UPS不间断电源低5%。在同样是100kW的容量时工频机UPS不间断电源每年要比高频机UPS不间断电源多消耗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。

3、对外干扰小
        UPS不间断电源的干扰一般有两种,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不间断电源都有,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不间断电源由于工作在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不间断电源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、全数字技术
       工频机UPS不间断电源开始是模拟技术,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。
5、对电网的适应能力强

       工频机UPS不间断电源对于适应输入电压±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不间断电源的电池寿命。
6、能将并机环流衰减到几乎为零
       工频机UPS不间断电源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;高频机UPS由于没有输出变压器,它们的并联,总之,高频机UPS不间断电源在性能上不但能完全替代工频机UPS不间断电源,而且还具有很多后者没有的特点。
       工频机UPS不间断电源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不间断电源抗敌,就把希望寄托在输出变压器上,因为高频机 UPS不间断电源没有这个变压器,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。在这里,不要忽略电源的基本功能,UPS不间断电源是电压源,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”。
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。

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