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UPS常見3種機(jī)型比較分析
隨著自動化、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對電力需求越來越旺盛，對電力保護(hù)要求越來越高，UPS作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。UPS發(fā)展到現(xiàn)在，市場上有著各種各樣的機(jī)型，其中工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場上常見的三種機(jī)型，本文從基本原理及應(yīng)用特點介紹這3種機(jī)型，進(jìn)行各項指標(biāo)對比，以供用戶選型參考。
在說工頻機(jī)高頻機(jī)之前，我們先明確下高頻機(jī)、工頻機(jī)的定義。國外沒有高頻機(jī)工頻機(jī)的說法，他們定義有變壓器型和無變壓器型UPS，即Transformer UPS和Transformer-less UPS。國內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來區(qū)分，整流器的調(diào)制頻率為工頻(50Hz)調(diào)制的，定義為工頻機(jī)，整流器采用高頻(上千Hz)調(diào)制的，定義為高頻機(jī)。
另外UPS從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話，有機(jī)架式(Rack type UPS)、模塊化(Modular UPS)和塔式(Tower type UPS)機(jī)型。這個相對比較好理解，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的UPS稱為機(jī)架式UPS，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化UPS，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式UPS只是把小功率(小于20KVA)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝，本文不對機(jī)架式UPS進(jìn)行對比分析。
一、工頻機(jī)
工頻UPS即基于變壓器輸出的UPS,使用SCR晶閘管器件作為整流器元件，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50Hz)一致，這種機(jī)型稱為工頻機(jī)。工頻UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)旁路、維修旁路、輸出變壓器組成。輸出變壓器是UPS的必要組成部分,起升壓作用。因為UPS的整流、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(SCR的管壓降),所以在UPS輸出之前必須有一個環(huán)節(jié)用于升壓,這個輸出變壓器就是用來實現(xiàn)這一功能的。
二、高頻機(jī)
高頻機(jī)又有3種常見類型，在90年代后期，一種在SCR整流后端增加BOOST升壓斬波電路，將直流提升到UPS輸出所需的電壓，從而省掉了輸出變壓器?？梢院唵卫斫鉃橐灾绷魃龎喝〈酥肮ゎlUPS變壓器的交流升壓，這樣不但成本更低，把UPS體積和重量大大降低，可以說是UPS內(nèi)業(yè)重大技術(shù)革新。這種無變壓器的UPS,雖然整流器的前半部分仍然SCR器件，但其整流后半部分包含IGBT高頻升壓斬波電路，從國內(nèi)的定義上來看，這也屬于高頻機(jī)。目前這種BOOST升壓斬波高頻機(jī)型已越來越少，只有一些中小功率UPS會繼續(xù)采用。
隨著電力電子功率器件和UPS控制技術(shù)的不斷發(fā)展，先后出現(xiàn)全I(xiàn)GBT機(jī)型和全I(xiàn)GBT+輸出隔離變壓器機(jī)型，即IGBT整流+IGBT逆變無變壓器機(jī)型和IGBT整流+IGBT逆變有變壓器機(jī)型，其整流器采用高頻調(diào)整方式，調(diào)制頻率一般都是上千Hz。
三、模塊化機(jī)型
模塊化UPS是把高頻UPS的功率部分單獨做成一個個功率模塊，然后每個模塊并聯(lián)輸出，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺UPS就是一個個模塊疊加而成。模塊化UPS大的特點是，功率部分很容易實現(xiàn)冗余功能，只要UPS帶載功率富余量大于單個模塊功率，UPS功率部分即可實現(xiàn)“N+1”冗余，從而提高UPS供電的可靠性。模塊化UPS還有個好處就是可用性高，當(dāng)某個模塊故障時，直接更換模塊，維修時間非常短，維修非常方便。另外，模塊化UPS還經(jīng)常提到“邊成長邊投資”的模式，即用戶可以在初始建設(shè)時購買較少的功率模塊，在業(yè)務(wù)增長用戶設(shè)備增加后再購買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容。
隨著自動化、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對電力需求越來越旺盛，對電力保護(hù)要求越來越高，UPS作為保障供電穩(wěn)定性和連續(xù)性的重要設(shè)備，已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。UPS發(fā)展到現(xiàn)在，市場上有著各種各樣的機(jī)型，其中工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前UPS市場上常見的三種機(jī)型，本文從基本原理及應(yīng)用特點介紹這3種機(jī)型，進(jìn)行各項指標(biāo)對比，以供用戶選型參考。
在說工頻機(jī)高頻機(jī)之前，我們先明確下高頻機(jī)、工頻機(jī)的定義。國外沒有高頻機(jī)工頻機(jī)的說法，他們定義有變壓器型和無變壓器型UPS，即Transformer UPS和Transformer-less UPS。國內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來區(qū)分，整流器的調(diào)制頻率為工頻(50Hz)調(diào)制的，定義為工頻機(jī)，整流器采用高頻(上千Hz)調(diào)制的，定義為高頻機(jī)。
另外UPS從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話，有機(jī)架式(Rack type UPS)、模塊化(Modular UPS)和塔式(Tower type UPS)機(jī)型。這個相對比較好理解，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的UPS稱為機(jī)架式UPS，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化UPS，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式UPS只是把小功率(小于20KVA)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝，本文不對機(jī)架式UPS進(jìn)行對比分析。
一、工頻機(jī)
工頻UPS即基于變壓器輸出的UPS,使用SCR晶閘管器件作為整流器元件，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50Hz)一致，這種機(jī)型稱為工頻機(jī)。工頻UPS由整流器、逆變器、靜態(tài)旁路、維修旁路、輸出變壓器組成。輸出變壓器是UPS的必要組成部分,起升壓作用。因為UPS的整流、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(SCR的管壓降),所以在UPS輸出之前必須有一個環(huán)節(jié)用于升壓,這個輸出變壓器就是用來實現(xiàn)這一功能的。