高频机和工频机的对比

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工频机和高频机区别

工频机和高频机区别

工频机与高频机的区别UPS按设计电路工作频率来分,可分为工频机和高频机。

工频机是以传统的模拟电路原理来设计,机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运行时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强,可靠性及稳定性均比高频机强。

而高频机是以微处理器(CPU蕊片)作为处理控制中心,是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制UPS的运行。

因此,体积大大缩小,重量大大降低,制造成本低,售价相对低。

高频机逆变频率一般在20KHZ以上。

但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。

高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运行效率高(运行成本低)、噪音低,适合于办公场所,性价比高(同等功率下,价格低),对空间、环境影响小,相对而言,高频UPS 对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响,由于工频机的变压器把市电与负载隔离,对市电恶劣的环境下,工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护,在某些场合如医疗等,要求UPS有隔离装置,因此,对工业、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择。

两者的选择要根据客户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。

工频机的特点是简单,存在的问题是:1)输入输出变压器尺寸大;2)用于消除高次谐波的输出滤波器尺寸大;3)变压器和电感产生音频噪声;4)对负载和市电变化的动态响应性能较差。

5)效率低;6)输入无功率因数矫正,对电网污染较严重;7)成本高,特别对于小容量机型,无法与高频机相比。

工频机与高频机的可靠性比较:1,高频机不可靠是站不住脚的,世界知名UPS厂商在技术选型和将来发展趋势上都是以高频为绝对主力方向,30KVA及以下的机器都以高频机为主,这与高频机负载动态响应速度快,能量密度高,体积小,噪声小,价格低(特别是小机)有很大关系,特别是高频机可以作到输入有源功率因数矫正,真正代表将来绿色电源的发展趋势。

高频机与工频机对比

高频机与工频机对比

高频机和工频机的概念解析现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

而UPS行业的发展也是从工频机向高频机的转变。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的功率MOSFET和IGBT,其集高频、高压和耐大电流于一身,使UPS的数字化不断深化,体积小,容量大,高频化将成为UPS的发展方向,大中型的UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机。

工频机的结构如下图:其基本的架构为:可控硅整流(Rectifier)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)→升压变压器(Transformer)这种UPS采用可控硅整流将输入的交流电整流为直流电,再通过桥式IGBT逆变器将直流逆变为交流,最后经过输出变压器将交流升压及滤波,提供纯正的交流输出。

其缺点为,从整流和逆变的过程中,都是降压环节。

可控硅整流通过可控整流的导通角调整来适应输入电压变化,确保输入交流电压变化时整流输出直流电压的恒定,因此可控硅整流以斩掉一部分输入交流电为代价,输出电压只能恒定在低于全波整流输出电压的某个数值上。

而逆变环节同样是一个降压环节,因同样用的是斩波的做法,其结果是输出电压等级的再次降低。

正是由于上述的原因,在此种结构的UPS中,必须在输出侧加入升压变压器,将逆变输出的较低交流电压升致合理的输出范围,最终提供了恒定的220/380V输出。

新型的高频机的结构则如下图:其基本的架构为:二极管整流(Rectifier)→升压电路(Booster)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)此种的结构为双转换技术,有升压(Booster)和逆变(Inverter)两个高频环节。

因整流部分使用了二极管整流,不需要调整整流的导通角,整流后的DC电压不必控制,所以高频机的输入功率因数将提高,输入的市电范围可变宽。

而升压(Booster)的环节使用了PFC 的调控技术,用IGBT工作在高频下调控,可以使BUS的电压稳定在较高的电位,而且BUS 电压稳定,纹波小。

高频机与工频机对比

高频机与工频机对比

高频机和工频机的概念解析现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

而UPS行业的发展也是从工频机向高频机的转变。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的功率MOSFET和IGBT,其集高频、高压和耐大电流于一身,使UPS的数字化不断深化,体积小,容量大,高频化将成为UPS的发展方向,大中型的UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机。

工频机的结构如下图:其基本的架构为:可控硅整流(Rectifier)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)→升压变压器(Transformer)这种UPS采用可控硅整流将输入的交流电整流为直流电,再通过桥式IGBT逆变器将直流逆变为交流,最后经过输出变压器将交流升压及滤波,提供纯正的交流输出。

其缺点为,从整流和逆变的过程中,都是降压环节。

可控硅整流通过可控整流的导通角调整来适应输入电压变化,确保输入交流电压变化时整流输出直流电压的恒定,因此可控硅整流以斩掉一部分输入交流电为代价,输出电压只能恒定在低于全波整流输出电压的某个数值上。

而逆变环节同样是一个降压环节,因同样用的是斩波的做法,其结果是输出电压等级的再次降低。

正是由于上述的原因,在此种结构的UPS中,必须在输出侧加入升压变压器,将逆变输出的较低交流电压升致合理的输出范围,最终提供了恒定的220/380V输出。

新型的高频机的结构则如下图:其基本的架构为:二极管整流(Rectifier)→升压电路(Booster)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)此种的结构为双转换技术,有升压(Booster)和逆变(Inverter)两个高频环节。

因整流部分使用了二极管整流,不需要调整整流的导通角,整流后的DC电压不必控制,所以高频机的输入功率因数将提高,输入的市电范围可变宽。

而升压(Booster)的环节使用了PFC 的调控技术,用IGBT工作在高频下调控,可以使BUS的电压稳定在较高的电位,而且BUS 电压稳定,纹波小。

UPS工频机与高频机的比较

UPS工频机与高频机的比较

UPS工频机与高频机的比较1、高频机与工频机的特点UPS按设计电路工作频率分为工频机和高频机,工频机和高频机的结构特点如下。

(1)工频机:以传统的模拟电路原理来设计,机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运行时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强,可靠性及稳定性均比高频机强。

(2)高频机:利用高频开关技术,高频机逆变频率一般在20kHz 以上。

但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。

UPS发展的方向是高频化、小型化、智能化和绿色化。

因为小型化可以节省投资、提高效率、节约空间等。

小型化的前提是高频化,只有高频化才可实现小型化。

小型化的第一个目标就是取消输入/输出隔离变压器。

以前由于技术、器件和材料的原因,给UPS加入了输入/输出隔离变压器,使得产品笨重、性能差、耗能大而且价格贵。

后来由于新器件的问世,1980年由美国IPM公司首先推出的新方案成功地取消了输入隔离变压器,近几年由于技术的进一步发展和成熟,推出了半桥逆变器变换方案,又成功地取消了输出隔离变压器,使UPS的性能又有了很大程度的提高,这就是人们所说的高频机,它进一步使UPS缩小了体积、改善了性能、减轻了重量、提高了效率、降低了成本和提高了可靠性。

所以国际上的知名公司大都放弃了带有输出隔离变压器UPS的生产。

2、高频机与工频机比较高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运行效率高(运行成本低)、噪声低,适合于办公场所,性价比高(同等功率下价格低),对空间、环境影响小,相对而言,高频UPS对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响,由于工频机的变压器把市电与负载隔离,在市电恶劣的环境下,工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护,在某些场合如医疗等,要求UPS有隔离装置,因此,对工业、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择。

工频机和高频机对比

工频机和高频机对比

工频机和高频机对比文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-工频UPS和高频UPS对比1 工频机和高频机的基本原理工频机由可控硅(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和隔离变压器等组成。

因其整流器和逆变器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频机,又称为工业机。

高频机通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。

IGBT 通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断,IGBT整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫,甚至高达上百千赫,因此称为高频机,又称为商业机。

2 工频机和高频机的性能对比(1)在可靠性方面,工频机要优于高频机工频机采用可控硅(SCR)整流器,该技术经过半个多世纪的发展和革新,已经非常成熟,其抗电流冲击能力非常强。

由于SCR属于半控器件,不会出现直通、误触发等故障。

相比而言,高频机采用的IGBT高频整流器开关频率较高,但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力较低。

因此在可靠性方面,高频机比工频机低。

(2)在负载对零地电压差的要求方面,工频机要优于高频机高频机零线会引入整流器并作为正负母线的中性点,这种结构就不可避免地造成整流器和逆变器高频谐波耦合在零线上,抬升零线电压,造成负载端零地电压差升高,很难满足大多数服务器对零地电压差小于1V的需求。

另外,在市电和发电机切换时,高频机往往因零线缺失而无法工作,在这种工况下可能造成负载闪断的重大故障。

工频机因整流器不需要零线参与工作,在零线断开时,UPS继续保持正常供电。

(3)工频机标配逆变器输出隔离变压器,高频机无输出隔离变压器隔离变压器是利用电磁感应原理,进行电气隔离的装置。

隔离变压器在逆变器的输出端,可以大大改善逆变器供电质量。

隔离变压器有以下四大优点:(3.1)降低零地电压差,优化逆变器末端供电质量工频机隔离变压器可以实现UPS输入和输出之间的电气隔离,从而有效地降低输出端零地电压差。

高频与工频对比

高频与工频对比

工频机与高频机的对比1、工频机与高频机的最大区别就是有工频输出变压器和输入变压器,而高频机则用体积很小的高频电感或高频变压器2、•3、工频机优势:1.输入输出带工频变压器:输入工频变压器可以很好的抗市电冲击和波动,市电适应范围宽,发电机的适应性大大优于高频机,输出工频变压器可以抗负载冲击,当逆变器击穿时,可以保护负载安全2.简单可靠,线路经典成熟:几十年的传统电路,已经非常成熟可靠,电池不在此升压,电路简单,元器件数目较少,故障点少,维护速度快3.功率器件一般采用IGBT大功率模块,功率富余量很大,输出功率因数一般在0.8以上,工作可靠性加强4.逆变器采用桥式逆变电路加输出功率变压器,输出无直流成份,可以在允许的安全范围内带感性负载运行•4、工频机缺点:1.成本较高:采用工频变压器(铜、硅钢),大功率IGBT模块,价格高2.体积大,重量重:工频变压器的体积的重量相对高频机要大很多3.市电输入无PFC校正电路,输入PFC小于0.8 •5、工频机缺点:1.成本较高:采用工频变压器(铜、硅钢),大功率IGBT模块,价格高2.体积大,重量重:工频变压器的体积的重量相对高频机要大很多3.市电输入无PFC校正电路,输入PFC小于0.8 •6、高频机缺点:1.可靠性差:•电路复杂:整机有市电输入PFC校正、电池DC-DC升压、逆变器三大电路,器件多,故障点也多•整机的电压高达800VDC(±400VDC),功率器件的工作应力很大,容易击穿•为减小成本,逆变器一般采用IGBT单管,功率富余量很小,容易损坏•无输出隔离变压器,抗负载冲击能力差,当逆变器击穿时,800VDC直流高压威胁负载安全2.带载能力差:输出无隔离变压器,功率器件富余量小,输出功率因数一般只有0.65~0.73.发电机适应性差:输入采用PFC,导致市电的适应性较差,当市电波形较差时(接发电机),往往出现市电不能接入的情况,UPS的故障率也响应提高4.输出零地电压干扰大,零地电压高,不易滤除不适合带精密设备5.逆变器采用半桥电路,输出含有直流成份,不适合带感性负载•7、工频机适用于:1.电网不稳定2.需要接发电机3.负载冲击较大,有感性负载4.安全性要求较高的工业场合。

高频机与工频机对比

高频机与工频机对比

高频机和工频机的概念解析现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

而UPS行业的发展也是从工频机向高频机的转变。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的功率MOSFET和IGBT,其集高频、高压和耐大电流于一身,使UPS的数字化不断深化,体积小,容量大,高频化将成为UPS的发展方向,大中型的UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机。

工频机的结构如下图:其基本的架构为:可控硅整流(Rectifier)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)→升压变压器(Transformer)这种UPS采用可控硅整流将输入的交流电整流为直流电,再通过桥式IGBT逆变器将直流逆变为交流,最后经过输出变压器将交流升压及滤波,提供纯正的交流输出。

其缺点为,从整流和逆变的过程中,都是降压环节。

可控硅整流通过可控整流的导通角调整来适应输入电压变化,确保输入交流电压变化时整流输出直流电压的恒定,因此可控硅整流以斩掉一部分输入交流电为代价,输出电压只能恒定在低于全波整流输出电压的某个数值上。

而逆变环节同样是一个降压环节,因同样用的是斩波的做法,其结果是输出电压等级的再次降低。

中,必须在输出侧加入升压变压器,将逆变UPS正是由于上述的原因,在此种结构的.输出的较低交流电压升致合理的输出范围,最终提供了恒定的220/380V输出。

新型的高频机的结构则如下图:其基本的架构为:二极管整流(Rectifier)→升压电路(Booster)→直流母线(DC BUS)→逆变器(Inverter)此种的结构为双转换技术,有升压(Booster)和逆变(Inverter)两个高频环节。

因整流部分使用了二极管整流,不需要调整整流的导通角,整流后的DC电压不必控制,所以高频机的输入功率因数将提高,输入的市电范围可变宽。

而升压(Booster)的环节使用了PFC的调控技术,用IGBT工作在高频下调控,可以使BUS的电压稳定在较高的电位,而且BUS电压稳定,纹波小。

(完整版)UPS工频机与高频机的比较

(完整版)UPS工频机与高频机的比较

UPS工频机与高频机的比较1、高频机与工频机的特点UPS按设计电路工作频率分为工频机和高频机,工频机和高频机的结构特点如下。

(1)工频机:以传统的模拟电路原理来设计,机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运行时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强,可靠性及稳定性均比高频机强。

(2)高频机:利用高频开关技术,高频机逆变频率一般在20kHz以上。

但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。

UPS发展的方向是高频化、小型化、智能化和绿色化.因为小型化可以节省投资、提高效率、节约空间等.小型化的前提是高频化,只有高频化才可实现小型化。

小型化的第一个目标就是取消输入/输出隔离变压器。

以前由于技术、器件和材料的原因,给UPS加入了输入/输出隔离变压器,使得产品笨重、性能差、耗能大而且价格贵.后来由于新器件的问世,1980年由美国IPM公司首先推出的新方案成功地取消了输入隔离变压器,近几年由于技术的进一步发展和成熟,推出了半桥逆变器变换方案,又成功地取消了输出隔离变压器,使UPS的性能又有了很大程度的提高,这就是人们所说的高频机,它进一步使UPS缩小了体积、改善了性能、减轻了重量、提高了效率、降低了成本和提高了可靠性。

所以国际上的知名公司大都放弃了带有输出隔离变压器UPS的生产。

2、高频机与工频机比较高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运行效率高(运行成本低)、噪声低,适合于办公场所,性价比高(同等功率下价格低),对空间、环境影响小,相对而言,高频UPS对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响,由于工频机的变压器把市电与负载隔离,在市电恶劣的环境下,工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护,在某些场合如医疗等,要求UPS有隔离装置,因此,对工业、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择.两者的选择要根据用户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。

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高频机和工频机的概述一、工频机UPS和高频机UPS的发展对于UPS的发展历史,最开始的UPS类型有旋转发电机式和静止变换式。

静止变换式工频机结构UPS技术出现在上个世纪70年代,比旋转发电机式晚一些,随着几十年间电力电子学的发展以及电力电子功率元器件的技术不断革新。

UPS 的无论从控制技术,成本控制,功率容量大小,拓扑技术等都有翻天覆地的变化。

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。

以UPS服务的IT服务器为例,随着IT新技术的涌现,包括目前主流IT厂商提到的服务器、存储虚拟化技术,云计算等,IT产品的新旧替换代表着技术发展的方向。

对于UPS行业,近年工频机UPS逐渐暴露出它的缺点,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建设和改造数据中心的灵活性,可用性。

目前UPS发展的方向朝高频化、小型化、智能化和环保化。

因为小型化有节省投资、提高效率、节约空间等优点。

小型化的前提是高频化,只有高频化才可以实现小型化。

小型化的第一个目标就是取消输入/输出隔离变压器。

以前由于技术、器件和材料的原因,UPS配有输入/输出隔离变压器,如此导致产品笨重、性能差、耗能大和价格贵。

后来由于新器件的问世,在1980年由美国IPM公司首先推出的新方案成功地取消了输入隔离变压器,近几年又由于技术的进一步发展和成熟,推出了新的逆变器变换方案,又成功地取消了输出隔离变压器,使UPS的性能有了很大程度的提高,这就是人们所说的高频型UPS。

这种UPS的整流器工作采用IGBT整流,开关频率不再是市电工频50Hz,而是高频5kHz-20kHz,并且功率因数高达0.99以上,输入不需要增加滤波器。

高频机进一步使UPS缩小了体积、改善了性能、减轻了重量、提高了效率、降低了成本和提高了可靠性。

所以国际上的多数UPS厂商放弃了带有输出隔离变压器UPS的生产,改为生产高频型UPS。

目前市场上所谓的工频整流型UPS已逐渐减少。

二、工频机的结构传统的工频机UPS,整流器采用可控硅整流技术,主路三相交流输入经过换相电感接到三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。

通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。

由于SCR属于半控器件,控制系统只能够控制开通点,一旦SCR导通之后,即使门极驱动撤消,也无法关断,只有等到其电流为零之后才能自然关断,所以其开通和关断均是基于一个工频周期,不存在高频的开通和关断控制。

1)为什么工频机前端要配置滤波器正是由于可控硅是半控型器件,对导通角的大小控制,会造成输入功率因数降低,并且输入的谐波很大。

这也是为什么对于可控硅整流的UPS,都需要配置滤波器的缘故。

2)为什么工频机要配置变压器对于工频UPS,由于SCR整流器属于降压整流,这样才能满足对电网电压变化范围的要求,因此造成直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低,要使输出相电压能够得到恒定的220V电压,就必须在逆变输出增加升压变压器。

3)6脉冲和12脉冲整流目前厂商生产的工频机主要有两种,分别是6脉冲整流和12脉冲整流。

早期的IT设备供电电源多为单相220V,如果用电设备是电阻负载,其上面的电流和电压波形是连续的,如图2中的左边波形。

但一般IT设备又有内部自备电源,这些电源的输入都是一个整流滤波器,使得电流呈脉冲状,使得对应脉冲电流的电压波形部分出现了失真,如图2的中间波形就是单相整流时的破坏情况,这时的输入功率因数只有 0.6~0.7。

但如果能够将中间图形中的一个大电流脉冲变成布满整个半周的小电流脉冲,也就相当于与电压同相的连续电流了,此时的电压波形就几乎没有失真了,如图中的右图所示,此时的输入功率因数九可以接近于1。

一般单相小功率UPS即使对电网有破坏,也不会造成大的损失,原因是功率不大。

最严重的是三项大功率UPS,比如100~400kVA,目前一般标配都是所谓6脉冲结构输入整流器,如图3(a)所示。

图(b)是这种电路破坏输入电压波形的一种情况。

尽管如此,但它比单相时好多了输入功率因数可达 0.8,原因是它将单相时的每半周一个脉冲增到3个,如图3(e)的“6脉冲整流电流输入波形”所示。

但此时如果前面配置发电机还是需要3比1的容量,即发电机的容量至少要3倍于UPS。

而且谐波电流也达到30%,对外干扰严重,所以很多用户提出了输入功率因数大于0.9的要求。

为了这个目的不得不再增加半周内整流脉冲的数量,最简单的方法是将6脉冲增加到12脉冲,这就需要再增加和原UPS上一模一样的一个6脉冲整流器、一个移相变压器和相应的无源滤波网络。

可以看出,造价也增加了不少。

有的也尝试增加到18脉冲和24脉冲…但这样做既不经济也带来好多麻烦,比如效率降低很多、功耗大幅度增加、体积越来越庞大和价格越来越高,而效果并不是想象的那样好。

于是就陷入了困境。

在UPS领域,梅兰日兰可谓是12脉冲整流器应用的先驱。

早在1976年,梅兰日兰推出的第二代大功率全可控硅UPS(可控硅整流器-可控硅逆变器-可控硅静态开关)――Alpase 3000系列中,就已经开始使用了12脉冲整流器。

在1981年11月,梅兰日兰在法国、欧共体和美国还同时注册了专利(FR2517489 - EP0080925 - US449812),专利标题为“由两个Graetz整流桥组成的、可抑制电【原文为:Static converter with 网中5、7次谐波电流的12相可控硅静态变换器”electric valves comprising a twelve-phase connection with two Graetzbridges for the suppression of harmonics 5 and 7 of network current 】。

随后,梅兰日兰便积极地将这一专利技术应用于自己的多项产品中,包括:⏹ 1983年的Alpase 4000系列,30-600KVA ; ⏹ 1989年的EPS 5000系列,60-800KVA ;⏹ 1993年的Galaxy (达林顿晶体管)系列,40-300KVA 。

从1997年推出Galaxy PW 机型以后,梅兰日兰取消了12脉冲整流器作为选件在新机型中的应用。

主要原因是:应用微处理器控制器和数字信号处理器DSP 以及大功率IGBT 等新技术开发的新产品——有源谐波调节器SineWave TM 和有源滤波器THM 诞生了,它们具有比以往任何一种谐波解决方案都更加完美的特性;另外的一个原因就是:国际上新的谐波标准IEC 61000-3-4的诞生,使得12脉冲整流器已经不能满足该标准的基本要求,包括无源LC 滤波器,也就是说12脉冲整流器已经落伍了。

4) 12脉冲整流器的基本工作原理在一个基本6脉冲整流器(超前)的基础上利用利用单绕组输入/双绕组输出的变压器产生滞后30度的移相电压,再送入另一整流器(滞后整流器,参见以下左图),使得两个整流器产生的直流并联,从而在UPS 的电源输入端上的总输入电流:11121I I I =+彻底消除5次和7次谐波对电网的影响,其电流波形见以下右图。

5)12脉冲整流器的分析优点12脉冲整流器基本消除了5次谐波(衰减率10倍以上)、部分地消除了7次谐波(衰减率2倍)对电网的注入影响,使得UPS对上线电网的谐波污染(总电流失真度THDI)衰减了约2倍。

缺点谐波抑制效果较差:按照国际标准IEC 61000-3-4的谐波标准(参见下表),12脉冲整流器的总电流谐波失真度为10%,满足该标准,但单次谐波H11、H13均超过标准数值的两倍以上,甚至比原6脉冲整流器的H11、H13还要大;在一些特殊场合,只能采用12脉冲整流器+H11次无源滤波器的方法,但其结果甚至于还不如6脉冲整流器+无源滤波器的效果;低负载率时效果很差:UPS大多数情况下运行在60~70%的负载率,特别是当UPS为1+1冗余并联时,每台UPS的负载率仅在30~40%左右,12脉冲整流器的THDI约等于20%,即使采用12脉冲整流器+H11次滤波器,也仍然在15%左右,还不如6脉冲整流器+无源滤波器的结果(参见图);系统效率损失较大:假如以6脉冲整流器的效率为单位1,则12脉冲整流器的采用将降低系统效率的2~3%;而普通LC滤波器仅降低1%左右,这就是LC低通滤波器至今仍然在沿用的一个原因;价格较高:假如以6脉冲整流器的UPS标准价为单位1,则12脉冲整流器需增加20%(内置,但大容量时可能不能内置)到30%(独立机柜外置);而普通LC滤波器仅需增加10%(内置)到20%(外置),这也正是LC低通滤波器至今仍然在采用的主要原因;可靠性低:由于12脉冲整流器是由2个6脉冲整流器串连或并联组成的,因此部件增多,反而增加了UPS本身的故障点,降低了UPS系统的可靠性,对整个负载系统的供电不利;安全性差:12脉冲整流器是串连连接到UPS系统中的(与LC滤波器相同),而MGE推出的THM与UPS是并联连接到电网与负载之间的,因此安全性较高,不会由于THM的故障造成整个UPS系统的供电故障;与发电机匹配差:在一些配发电机的大型用户现场,采用12脉冲整流器后,UPS和发电机的匹配不是最佳的,即发电机的容量将需要配得较大,有时需要2.5~3倍。

6)厂商12脉冲整流器的分析三种不同形式的12脉冲整流器这是三种不同形式的12脉冲整流器,不同的生产厂家可提供不同的应用方式。

对于艾默生的Hipulse系列UPS,艾默生采用的12脉冲整流器是一种“偷工减料”的方式,即在主电路上,只对一半的6脉冲整流器起到了隔离和移相的作用,变压器的容量通常只有:PN x 1.25 / 2=0.625PN7)隔离变压器的误区7.1隔离功能市面上厂家宣传工频机隔离变压器优于高频机的好处有隔离变压器可以实现隔离功能使得零地电压降低。

目前几乎所有的UPS厂商无论是高频机或是工频机的主路输入都是三相三线制,而旁路采用三相四线制。

以艾默生的Hipulse工频机和梅兰日兰的Galaxy 5000高频机为例:UPS的输出需要跟踪旁路市电频率,相位,并且对旁路市电的电压范围进行检测。

这样做才能保证当输出由主路切旁路能够无间断进行。

同时,UPS开启的时候,必先要开启旁路一段时间后,才能启动逆变器。

这就意味着,UPS旁路的零线必须要和输出隔离变压器的零线相接,也就是说,UPS输出的隔离变压器并不能真正隔离零地电压。

根据最新的《国家建筑标准设计图集》,对隔离变压器在机房的应用,应在UPS后再加一个隔离变压器重新生成新的零线和前面隔离。

如下图所示:通过上图所示,即使工频UPS,其输入的零线和输出隔离变压器的零线相通,而真正的隔离变压器安装在UPS输出端的列头柜内,形成真正的前端零线和后端零线隔离。

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