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工频UPS与高频UPS的区别

发布日期:2012-6-18

为什么工频UPS将被高频UPS所代替

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、科技领域也是这样。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,这中间有好多因素的影响,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。下边我给大家讲解一下工频机与高频机的区别及为什么工频机UPS将被高频UPS代替。

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。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它本身的可靠性。原来那种输入输出都在50Hz并且有输出变压器的老的电路结构就称作工频UPS;而这种输入输出电路都工作在20kHz以上且没有输出隔离变压器的电路就称为高频UPS。

二、高频UPS比工频UPS有哪些优点
1、输入功率因数高
工频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。如果再连接发电机,那么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。

任何容量的高频UPS的输入功率因数都可做到0.99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。

在同样指标下,比如要求输入功率因数为0.95以上时,工频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UPS多了两个环节。由于此二者的影响,使得工频UPS的效率比高频UPS低5%。在同样是100kW的容量时工频UPS每年要比高频UPS多消耗5万度电!这在中央号召节能减排的今天具有深远意义。

3、对外干扰小
干扰有两种,一种是听得到的机械噪声(工频中的变压器使用久了,硅钢结构松动后,一旦带载运行就会发出噪声,声音最大的可达到小型发电机的响声),一种是听不到的电噪声,这两种噪声工频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。

4、体积小、重量轻
工频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UPS电源200kVA工频UPS重1380kg,而同是他的250kVA高频UPS重量只有830kg。

5.数字技术的应用
工频UPS刚开始是模拟技术,现在最高级的才发展到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UPS技术一开始就是数字与模拟相结合的技术,目前先进的已发展到全数字化技术,不言而喻,可靠性是很高的。

6.对电网的适应能力强
工频UPS对于适应输入电压±15%的变化已很不易;而高频UPS甚至适应输入电压±30%左右的变化,这又大大延长了电池的寿命。

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很大的环流,高频机UPS由于没有输出变压器,它们的并联可以看出这里的环流路径上处处是障碍,小于2V的电压差根本性不成环流。总之,高频UPS在性能上不但完全具备工频UPS的一切特性,而且还具备很多后者没有的特点和功能。由此可见,高频UPS完全可以替代工频UPS而成为数字化时代的主流趋势。

三、高频UPS与工频UPS的现状
因为高频UPS对技术与工艺以及生产手段的要求非常严格,一般不容易仿制,所以20kHz以上的高频UPS容量都小于100kVA,但目前仍有少数制造厂的技术真正过关,而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,其中也有佼佼者,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。这说明高频结构UPS技术早已成熟。另外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。

因此工频结构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结构UPS没有过关,还得主推工频UPS,作为市场手段多说一些当前用工频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UPS的市场。不可否认,高频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UPS和工频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?难道节能减排还允许其反向产品发展?
·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UPS与工频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,而且是顺理成章。

 

 

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