高频电源、三相电源、工频电源对比
高频电源与工频电源
高频电源与工频电源
一、高频电源的有点：
1.显著提高除尘的效率
2.大大提高功率因素
3.有效的处理反电晕
4.提高高比电阻粉尘的收集能力
二、电路比较：
1工频电源与高频电源主电路形式
2工频电源与高频电源连续供电工作波形图
3工频电源与高频电源连续供电工作波形图三、高频电源与工频电源外形比较
四、电除尘高频电源的挑战
1.温度，由于电子元件中pn结耐温基本低于125摄氏度导致对温升要求苛刻
2.电源必须能承受多达每秒一次的频繁放电
3.要能够任意设置电压的波形,响应速度快,过冲小
4.如何确保其精确调控，使其保持工作于临界击穿状态。
高频机和工频机的对比
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。
电除尘器高压电源-各类高压电源的性能对比
电除尘器高压电源各类高压电源的性能对比概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的电除尘器设备进行不断的升级和改造。
在电除尘器改造的过程中，供电系统的选择直接影响着除尘器的性能。
本文通过对电除尘器各类高压电源工作原理的比对来分析什么样的电源更有利于提高除尘器的除尘效率。
一、电除尘器电源发展的三个阶段：第一阶段：工频电源1、恒流源：单相交流380V输入,变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率100Hz。
二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC）电压波形。
3、三相可控硅电源：三相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率300Hz。
二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC）电压波形。
第二阶段：高频电源1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为：调频高频电源、调幅高频电源。
三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC）电压波形。
第三阶段：工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz，脉冲频率100pps，脉冲宽度75μs；第四阶段：高频基波脉冲电源：由多组独立高频电源叠加组成。
基波频率10～50 kHz，双脉冲频率1～10000 pps，脉冲宽度8μs；脉冲电源输入电压: 三相交流380V。
二次电压输出波形：直流（DC）电压波形叠加脉冲（PULSE）电压波形。
即直流叠加脉冲（DC+PULSE）电压波形。
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。
工频UPS和高频UPS介绍
工频UPS
输出或输入、输出均配隔离变压器 较强 较强 较强 相对较好 可达0.92 85%~95% 较重
是否配隔离变压器 过载能力 抗输入浪涌能力 输出抗冲击、短路能力 零地电压差 输入功率因数 整机效率 重量
体积 功率器件容量
UPS AVR Inverter
较小 小
Surge Protection
– 只要你用电 就要PCM –
PCM 集团 不间断电源（UPS）系统基础知识
UPS
AVR
Inverter
Surge Protection
2
POWERCOM Group
Global Global Leader Leader in in Power Power Protection Protection
UPS AVR Inverter SurgeOM Group
Global Global Leader Leader in in Power Power Protection Protection
3.工频UPS和高频UPS的性能比较
指 标 高频UPS
否 一般 一般 一般 有高频分量 可达0.99 85%~97% 较轻
POWERCOM Group
Global Global Leader Leader in in Power Power Protection Protection
UPS
AVR
Inverter
Surge Protection
POWERCOM Group
Global Global Leader Leader in in Power Power Protection Protection
较大 大
6
POWERCOM Group
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。
电除尘器高频用电源介绍
14.4
2
0.4A/72kV
380
47
72
0.4
31
28.8
3
0.6A/72kV
380
71
72
0.6
46
43.2
4
0.8A/72kV
380
94
72
0.8
62
57.6
5
1.0A/72kV
380
118
72
1
77
72
6
1.2A/72kV
380
141
72
1.2
93
86.4
7
1.4A/72kV
380
165
▲三相平衡供电：高频电源为三相输入，三相供电平衡，功率因数大于0.95，无缺相损耗，无电网污染。
▲可提高电晕功率：高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小（高频电源约1％，而常规电源约30％），可大大提高电晕电压（约30%），从而增加电场内粉尘的荷电能力，也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间，从而可提高除尘效率。电晕电压的提高，同时也提高了电晕电流，增加了粉尘荷电的机率，进一步提高除尘效率，特别适用于高浓度粉尘场合。
JHGP系列型电除尘器高频高压电源输入/输出参数表（Io≤100mA）
序号
设备容量
交流输入电压
交流输入电流
直流输出电压
直流输出电流
交流入功率
直流输出功率
（V）
（A）
（KV）
(mA)
(kVA)
(kW)
1
10mA/60kV
380
1
60
10
0.64
0.6
2
20mA/60kV
工频UPS和高频UPS电源的区别
工频UPS和高频UPS电源的区别目前UPS的发展方向是高频机型UPS替代工频机型UPS,因为首先高频机型UPS相比工频机型UPS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，如图1所示。
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，比方各自的技术发展水平不同，人员对新技术的认识和承受能力不同等等。
具体到UPS领域又何尝不是如此。
一、工频机UPS和高频UPS的一般概念静止变换式工频机构造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奉献，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 组件暴露出它的缺点，比方体积大、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技术问世了。
为了区别以前的UPS,就起了一个高频机UPS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构造就称作工频机UPS；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。
二、高频UPS比工频机UPS有哪些优点1、输入功率因数高工频机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。
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高频电源、三相电源、工频电源对比
1、工频可控硅调压电源（常规电源），已应用了几十年，属成熟产品，闪络（火花）控制特性已很成熟，应用间歇供电方式克服高比电阻粉
尘引起的反电晕的节能提效技术也已很完善，是目前国际国内应用最广泛的电除尘用高压电源，技术先进的常规电源可以满足目前绝大部分电除尘器控制要求，很多用常规电源的除尘器的排放小于50mg/Nm3。
常规电源输入到电除尘器电场的电压纹波较大（通常为20%~30% ）所以其平均值和峰值有20%~30%的差别，对中比电阻粉尘需要提供较大电流的前级电场略有不足，此外，常规电源的功率因数和效率相对较低。
2、三相电源的实质就是常规电源，但具有难以克服的缺点，实际使用效果还不如常规电源。
三相电源功率因数和效率相对较高，输入到电
除尘器电场的电压纹波较小（5%左右）所以其平均值和峰值有5%的差别，平均值较高。
理论上可以提高输入到电除尘器电场的平均电压。
但是，①由于电除尘器电场总是希望提高运行电压，因此闪络（火花）难以避免，而由于三相电源电路特点所致（A、B、C相没有同时过零），闪络（火花）时冲击非常大（冲击电流通常为正常峰值的5倍以上），控制特性很差，为避免设备收到损坏，常常运行参数设置得较低，因此，本可以提高平均电压的想法无法实现。
②更重要的是，由于煤炭供应市场的不确定性，煤种往往是变化的，在燃用低硫煤、高比阻粉尘条件下，由于存在反电晕现象，过分增加电除尘器高压供电功率，反而会加重反电晕、引起除尘效率降低。
此时，采用间歇脉冲供电技术可以克服高比电阻粉尘引起的反电晕，采用间隙脉冲供电技术不但可以提高除尘效率而且可以大量节约电能。
而三相电源不具备间歇脉冲供电技术，不能适应工况变化，使除尘效率降低。
3、高频电源不但具有闪络（火花）控制特性好、功率因数和效率高、输入到电除尘器电场的电压纹波较小（≤3% ），平均值和峰值基本相
同等优点，而且具有脉冲供电功能（脉冲宽带比常规电源更窄，更有利于高比电阻粉尘的收集），因此能适应工况变化。
极大地拓展了电除尘器的适应范围，能有效提高除尘效率，减少粉尘排放30%以上。