工頻UPS和高頻UPS電源的區(qū)別

一、工頻機(jī)UPS和高頻UPS的一般概念

  靜止變換式工頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS技術(shù)出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)70年代，毫無(wú)疑問(wèn)在當(dāng)時(shí)屬頂端技術(shù)，幾十年間也為電子電器技術(shù)領(lǐng)域作出了不朽的貢獻(xiàn)。一般說(shuō)任何技術(shù)的先進(jìn)性是相對(duì)而言，任何好的產(chǎn)品也有其一定的適用期。隨著IT技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，工頻機(jī)UPS組件暴露出它的缺點(diǎn)，比如體積大、重量大、功耗大和輸入功率因數(shù)低等不利因素影響了數(shù)據(jù)中心的可靠性。

  在歷史發(fā)展中總是遵循這樣一個(gè)規(guī)律：每當(dāng)一種技術(shù)阻礙生產(chǎn)力發(fā)展時(shí)，就會(huì)有一種新的技術(shù)產(chǎn)生出來(lái)代替。毫不例外，高頻機(jī)UPS技術(shù)問(wèn)世了。為了區(qū)別以前的UPS，就起了一個(gè)高頻機(jī)UPS的名字。原來(lái)那種輸入輸出都工作在50Hz并且有輸出變壓器的老的電路結(jié)構(gòu)就稱作工頻機(jī)UPS；而這種輸入輸出電路都工作在20kHz以上且沒(méi)有的輸出變壓器的電路就稱為高頻機(jī)UPS。

二、高頻UPS比工頻機(jī)UPS有哪些優(yōu)點(diǎn)

  1、  輸入功率因數(shù)高

  工頻機(jī)UPS一般在200kVA以下的輸入電路都采用了可控硅6脈沖整流，輸入功率因數(shù)不超過(guò)0.8，諧波電流有30%之大。如果前面接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的容量至少要3倍于UPS功率；如果是單相小功率UPS，發(fā)電機(jī)的容量至少要5倍于UPS功率。

  但是，任何容量的高頻機(jī)UPS的輸入功率因數(shù)都可做到0.99或甚至以上，諧波電流小于5%，前置發(fā)電機(jī)的容量理論上和UPS功率相同，縮減了投資和占地面積等。尤其是對(duì)市電的充分利用具有良好的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

  2、  本身功耗小

  在同樣指標(biāo)下，比如要求輸入功率因數(shù)為0.95以上時(shí)，工頻機(jī)UPS就必須外加諧波濾波器或改為12脈沖整流，就是說(shuō)前面要增加一個(gè)設(shè)備，再加上輸出變壓器，就比高頻機(jī)UPS多了兩個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。由于此二者的影響，使得工頻機(jī)UPS的效率比高頻機(jī)UPS低5%。在同樣是100kW的容量時(shí)工頻機(jī)UPS每年要比高頻機(jī)UPS多消耗5萬(wàn)度電！這在號(hào)召節(jié)能減排的時(shí)代，能源的節(jié)約具有深遠(yuǎn)意義。

  3、  對(duì)外干擾小

  UPS的干擾一般有兩種，一種是聽(tīng)得到的機(jī)械噪聲，一種是聽(tīng)不到的電噪聲，這兩種噪聲工頻機(jī)UPS都有，形成了對(duì)設(shè)備和對(duì)人的傷害。電噪聲影響機(jī)器的穩(wěn)定度，機(jī)械噪聲影響人的身心健康，降低工作效率。

  而高頻機(jī)UPS由于工作在20kHz以上，20kHz是人的耳朵聽(tīng)不到的頻率，使工作環(huán)境安靜下來(lái)。又由于一般的高頻機(jī)UPS的輸入功率因數(shù)高達(dá)0.99以上，幾乎是線性，所以對(duì)外干擾幾乎為零。

  4、  體積小、重量輕

  工頻機(jī)UPS由于有了輸出變壓器和適應(yīng)50Hz的電感電容等低頻器件使得體積重量都很大。比如某品牌200kVA工頻機(jī)UPS重1380kg，而同是這一廠家的250kVA高頻機(jī) UPS 重量只有830kg。

  5、全數(shù)字技術(shù)

  工頻機(jī)UPS開(kāi)始是模擬技術(shù)，現(xiàn)在一般發(fā)展為數(shù)字與模擬相結(jié)合的技術(shù)。模擬技術(shù)的可靠性要比數(shù)字技術(shù)低。而高頻機(jī)UPS技術(shù)是一種全數(shù)字化技術(shù)，不言而喻，可靠性是很高的。

  6、對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力強(qiáng)

  工頻機(jī)UPS對(duì)于適應(yīng)輸入電壓±15%的變化已很不易；而高頻機(jī)UPS甚至適應(yīng)輸入電壓±30%以上的變化，這又延長(zhǎng)了UPS的電池壽命。

  7、能將并機(jī)環(huán)流衰減到幾乎為零

  工頻機(jī)UPS的并聯(lián)就是變壓器的直接并聯(lián)，而變壓器的直接并聯(lián)容易產(chǎn)生環(huán)流，而且這個(gè)環(huán)流的路徑暢通無(wú)阻；高頻機(jī)UPS由于沒(méi)有輸出變壓器，它們的并聯(lián)可以看出這里的環(huán)流路徑上處處是障礙，小于2V的電壓差根本形不成環(huán)流，而工頻機(jī)UPS在此情況下就會(huì)形成很大的環(huán)流。