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UPS常見(jiàn)3種機(jī)型比較分析
隨著自動(dòng)化、信息化地不斷發(fā)展,，各行業(yè)對(duì)電力需求越來(lái)越旺盛,，對(duì)電力保護(hù)要求越來(lái)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(gè)領(lǐng)域,。UPS發(fā)展到現(xiàn)在,，市場(chǎng)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(chǎng)上常見(jiàn)的三種機(jī)型，本文從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型,，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比,，以供用戶選型參考。
在說(shuō)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(guó)外沒(méi)有高頻機(jī)工頻機(jī)的說(shuō)法,，他們定義有變壓器型和無(wú)變壓器型UPS,，即Transformer UPS和Transformer-less UPS。國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來(lái)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(lái)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(gè)相對(duì)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(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型,。通常所說(shuō)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(duì)機(jī)架式UPS進(jìn)行對(duì)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?yàn)閁PS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(gè)環(huán)節(jié)用于升壓,這個(gè)輸出變壓器就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能的。
二,、高頻機(jī)
高頻機(jī)又有3種常見(jiàn)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?jiǎn)單理解為以直流升壓取代了之前工頻UPS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(shuō)是UPS內(nèi)業(yè)重大技術(shù)革新,。這種無(wú)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(guó)內(nèi)的定義上來(lái)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(lái)越少,，只有一些中小功率UPS會(huì)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(wú)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(dú)做成一個(gè)個(gè)功率模塊，然后每個(gè)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(tái)UPS就是一個(gè)個(gè)模塊疊加而成。模塊化UPS大的特點(diǎn)是,，功率部分很容易實(shí)現(xiàn)冗余功能,，只要UPS帶載功率富余量大于單個(gè)模塊功率，UPS功率部分即可實(shí)現(xiàn)“N+1”冗余,，從而提高UPS供電的可靠性,。模塊化UPS還有個(gè)好處就是可用性高，當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí)，直接更換模塊,，維修時(shí)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(zhǎng)邊投資”的模式,，即用戶可以在初始建設(shè)時(shí)購(gòu)買較少的功率模塊，在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)用戶設(shè)備增加后再購(gòu)買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容,。
隨著自動(dòng)化,、信息化地不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力需求越來(lái)越旺盛,，對(duì)電力保護(hù)要求越來(lái)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(gè)領(lǐng)域,。UPS發(fā)展到現(xiàn)在,，市場(chǎng)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(chǎng)上常見(jiàn)的三種機(jī)型，本文從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型,，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比,，以供用戶選型參考。
在說(shuō)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(guó)外沒(méi)有高頻機(jī)工頻機(jī)的說(shuō)法,，他們定義有變壓器型和無(wú)變壓器型UPS,，即Transformer UPS和Transformer-less UPS。國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來(lái)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(lái)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(gè)相對(duì)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(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型,。通常所說(shuō)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(duì)機(jī)架式UPS進(jìn)行對(duì)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?yàn)閁PS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(gè)環(huán)節(jié)用于升壓,這個(gè)輸出變壓器就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能的。