工频逆变器与高频逆变器的区别
工频逆变器与高频逆变器的区别
高频逆变器工作原理
输入直流电通过高频变压器升 压,再经过整流器整流,最后
输出交流电。
高频逆变器采用高频变压器, 体积较小,但效率较高,适 用于对效率要求较高的场合。
高频逆变器通常采用绝缘栅双 极晶体管(IGBT)或功率场效 应管(MOSFET)作为开关器件,控制精源自高。工作频率对逆变器性能的影响
成本效益
对于大型电力系统,工频逆变器的成 本相对较低,能够提供更好的性价比。
电网稳定性要求高
在需要高稳定性、低谐波干扰的场合, 工频逆变器是更好的选择,因为它能 够提供更加纯净的电力输出。
高频逆变器应用场景
小型电力系统
高频逆变器适用于小型电 力系统,如家庭、办公室 和移动设施等,能够满足 小型设备的需求。
合使用高频逆变器。
稳定性要求
对于需要高稳定性、低谐波干扰 的场合,工频逆变器是更好的选 择;而对于便携式应用和高能源 效率需求的场景,高频逆变器则
更具优势。
成本考虑
工频逆变器的成本相对较低,适 用于大型电力系统;而高频逆变 器则更适合于小型电力系统或便
携式应用场景。
04 优缺点比较
工频逆变器的优缺点
工作频率的升高可以减小逆变器 的体积和重量,提高效率,但会
增加开关损耗和散热难度。
工作频率的降低可以提高逆变器 的可靠性,但会增加体积和重量,
降低效率。
在实际应用中,需要根据具体需 求权衡工作频率和性能之间的取
舍。
02 电路拓扑结构
工频逆变器的电路拓扑结构
变压器隔离
01
工频逆变器通常采用变压器进行输入和输出隔离,以减小对电
网的干扰。
50Hz/60Hz工作频率
02
工频逆变器的工作频率为50Hz或60Hz,因此其电路拓扑结构
UPS工频机和高频机的区别
UPS工频机和高频机的区别1.在结构上工频机设有内置逆变器输出隔离变压器,UPS输出与负载是隔离的.高频机没有此变压器,逆变器模块直接与负载连接.1.1逆变器部分的区别:工频机的逆变器采用的是全桥式结构(四个逆变器),逆变器工作时,其中一组桥臂的驱动频率是50HZ(即工频),配有输出变压器.高频机的逆变器采用的是半桥式结构(两个逆变器),逆变器工作时,逆变器都是由PWM高频信号驱动,一般不配输出变压器,而是用电感线圈代替.相比较而言,工频机抗干扰能力强,过载容量大.1.2整流器部分的区别:工频机整流部分采用传统的晶闸管或二极管桥式整流,直流总线电压为310V左右,在整流部分前加入输入变压器或者大容量的电感线圈滤波.高频机整流部分采用含PFC电路的升压整流电路,直流总线电压为+410V和410V.高频机采用PFC电路提高了输入功率因数,降低了输入干扰,但控制电路比工频机复杂,可靠性低.相反工频机为了降低输入干扰,采用了增加硬件的办法,可靠性高,但是成本也高,体积大.1.3 DC/DC(即电池到直流总线电路)部分的区别:工频机DC/DC采用一个晶闸管或二极管来控制电池正极与直流总线的通断;高频机DC/DC采用BOOST开关电源电路来使电池电压转换为+410V和410V的直流总线电压工频机线路简单,只有一个晶闸管和二极管的压降(相当于电池直接连接到直流总线),电池能耗少;相反高频机线路复杂,需要在电池和直流总线之间增加高频开关电路,电池能量损耗大.2.在性能上:2.1工频机有隔离直流功能:此变压器能有效将逆变器输出的直流分量与负载隔离,很好保护负载的安全,特别对于开关类以及感性类负载时很有必要的.而高频机没有:由于没有此变压器,当UPS逆变器中点电压发生飘移时,逆变器输出的直流分量直接送给负载,对于开关类及感性类负载造成短路烧毁负载及UPS的逆变器模块.特别当UPS IGBT故障击穿时其直流母线电压直接加在负载上是非常危险的.2.2工频机有抗冲击的能力:由于变压器属于磁—电储能器件.当负载发生阶跃突变时,动态响应性能好,即抗冲击能力强.而高频机抗冲击能力弱:没有储能器件缓冲,其输出特性较软,无法抗拒负载冲击.2.3工频机纯净输出正弦波:变压器属于感性器件,与输出滤波电容组成LC低通道滤波电路,净化了UPS输出.高频机由于逆变调制频率较高,UPS输出的谐波分量较大,易造成电缆及设备发热老化.2.4工频机有效抑制零地电压:由于变压器的隔离作用,能有效抑制零地电压,保证网络数据的安全.高频机:无有效一直零地电压的能力.2.5工频机为工业机型:工频机在设计上属于工业类机型,能适应较恶劣电源环境和使用环境.高频机从设计上讲是最求低成本,其可靠性较差,应在较好的环境中使用.2.6工频机的缺点:较高频机重,由于变压器使用有色金属制造,成本比高频机高.高频机优点:重量较轻,体积小.省去了变压器,降低了制造成本.总结:工频机控制电路简洁高效,可靠性高,单体积大,重量大,噪音偏高,价格高.高频机电路稍显复杂,可靠性比工频机低,单输入功率因数高(省电),题极小,重量轻,噪音小,价格便宜.。
高频工频定义和区别
高频逆变器与工频逆变器比较: 高频逆变器:高频升压,然后高压逆变.不需要笨重的工频变压器.(如不需要输出隔离) 工频逆变器:低压逆变,然后工频升压. 工频逆变器工作一般是把直流电逆变成工频低压交流电,然后通过工频变压器升压成220V ,50HZ 的交流电供负载使用。
工频逆变器与高频逆变器相比,工频逆变器的特点是:1.在小功率时,造价高于高频机。
2.重量和体积都要比同功率的高频机大很多。
3.效率比高频机要低一点,在满负荷和轻负荷下运行时铁损基本不变,因而使其在轻负荷下运行的空载损耗比较大4.可靠性比高频机要高,不太容易坏。
5.带负载能力,特别是冲击性负载的能力,比高频机要好,并且能够抑制波形中的高次谐波成分6.结构相对简单,过载和短路保护比高频机容易制作。
7;高频输出电压稳定性相对工频来讲要好。
性能 比较高频机 工频机隔离 方面 高频机输入输出均无隔离,输入输出直通无变压器缓冲,因此负载的安全性较低 工频机带有全隔离工频变压器,输入输出可以做到全隔离,组成自己的小供电系统。
市电上的干扰、杂波、尖峰都可通过隔离变压器消除干净,因此对负载不会产生影响。
带载 方面 高频机只能带电脑等一些整流性负载,如:负载中有电动机类(感性负载),则高频机容易损坏,因此高频机带载能力较工频机脆弱的多,这就是高频机功率很难做大的原因之一。
由于有了隔离变压器,工频机带载能力特强,可带各种性质的负载。
抗冲 击及 抗短 路方 面 由于高频机采用了无输入、输出变压器的逆变器,使得高频机在获得体积小、重量轻的优点的同时,所付出的代价是:高频机在抗阶跃负载“冲击“的能力和抗短路能力都有相当的下降。
高抗冲击和高抗短路能力 市电输入频率范围方面 对于输入电压频率范围,高频机在接入小型发电机时会出现输入频率判别错误,且频率的不稳定极易造成Boost 升压电路的损坏 工频机采用传统的脉宽争流或桥式整流电路,整流技术相当成熟,并不会因为输入频率的漂移而影响到整流电路的损坏。
UPS的工频机与高频机的区别
UPS的工频机与高频机的区别一、概述UPS是计算机机房的主要组成部分之一,是整个数据系统的基础设施的基础。
多年来UPS和空调作为数据系统的左膀右臂起到了举足轻重的作用。
比如UPS 宕机可视整个系统瘫痪,而空调又何尝不是如此,某银行系统就是因为空调机故障,因机内温度上升而宕机达四小时之久,造成了巨大损失。
在现代数据中心的基础设施中又引进了机柜、布线和一些软性指标,不论哪一项出了纰漏都会导致系统故障。
当然,电源是最基本的,没有了电就一切“免谈”。
既然如此,作为系统运行基本保障的UPS就成了重中之重,而且这种电源设备的供电寿命比其他设备要长得多。
这就提出了一个问题,选择UPS要有前瞻的眼光,一定要注意它的先进性,否则设备刚装上不到两年就已从市场上销声匿迹了,由于存在着买不到备件的风险,这就为维修埋下了隐患,使UPS的高可用性失去了保障。
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,一律改为高频机。
目前市场上所谓的“工频机”UPS已到了考虑退路的时候了。
在国外已没有了所谓“工频机”这个概念,我国所以还保留了生产工频机的一片沃土,这完全依赖于某些用户对新事物的不敏感和对老产品的眷恋。
如何选择工频逆变器与高频逆变器
用户在购买大功率逆变器的时候,常常面临在工频机和高频机之间进行选择的困惑。
就逆变器厂商方面而言,当然都认为是自己的好,“公说公有理,婆说婆有理”。
提供工频机的厂商说工频机稳定性和可靠性高;提供高频机的厂商会说高频机节省空间,成本相对较低等诸如此类的说法。
其实,工频机和高频机到底孰优孰劣,很难一概而论,可以说各有利弊。
用户应当在全面认识这两种逆变器机型的基础上,客观审视自身的应用和需求,选择适合自己需要的产品。
1 工频机和高频机的原理分析工频机和高频机是按逆变器的设计电路工作频率来区分的。
工频机是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。
因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频逆变器。
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 可以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,远远高于工频机,因此称为高频逆变器。
在工频逆变器电路中,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。
由于SCR整流器属于降压整流,所以直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入交流电压低,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隔离变压器。
相比而言,高频逆变器整流属于升压整流,其输出直流母线的电压比输入线电压的峰值高,一般典型值为800V左右,如果电池直接挂接母线,所需要的标配电池节数需要67节,这样给实际应用带来极大的限制。
因此一般高频逆变器会单独配置一个电池电压变换器,市电正常的时候电池变换器把800V的母线电压降到电池组电压;市电故障或超限时,电池变换器把电池组电压升高到800V的母线电压。
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。
工频机与高频机的区别
工频机与高频机的区别1.高频机由于逆变频率为50KHz不适合重要性负载,因为它有一定的射频干扰,计算机类负载对射频干扰较敏感。
而工频机不存在这个问题,特别是采用了PFC(功率因素校正)技术的工频机。
2.高频机带非线性负载能力较差,其原因也是因为其逆变频率高输入/输出不隔离,对负载要求较为严格。
工频机因采用低频逆变,且变压器隔离耦合输出,对负载要求不严格,能适应于一切非阻性负载(计算机就是非阻性负载)。
3.高频机体积小、重量轻,价格低适合单个工作点的小功率设备保护,对干扰不敏感的设备和可靠性要求不很高的场合。
而工频机适合所有设备保护,无论是网点设备还是IDC(数据中心),可靠性较高,但工频机有体积大、重量重、价格高等缺点。
4.其智能化、网络化没有区别,都具有相同的软件监控功能。
5.对电力品质和可靠性要求较高的地方,应使用工频机。
反之,则可使用高频机。
常见的典型非线性负载有:1、软启动器(可控硅电机启动器);2、开关电源、UPS、逆变元件、电池充电器;3、变频控制的电机、起重机、电梯、泵等制造过程控制;4、电子数据图像设备--如电视等无线电发射设备,可控灯光设备;5、整流器、荧光灯等等。
(线性的意思就是当电压变大的时候电流也变大,电压除以电流就是阻值是不变的,常用的电阻就是线性负载非线性的意思是当电压变大的时候电流不会成比例变大,电容和电感是非线性负载)一:EPS适用范围◆消防用电:电梯、喷淋泵、卷帘门等◆高层建筑用电:电梯、水泵、风机等◆金融系统设备用电(证券交易大屏、监控装置、金融机具、金库)◆公共场所用电:广场、车站、会展中心、隧道等重要场所应急照明◆医院及手术室、政府机关、大型超市、商场◆军用雷达、车载移动电话、人防通道、地下设施。
工频逆变器与高频逆变器的区别-课件
超 级 狂 兵 /books/3/3524/index.ht ml
从图中可以看出,工频机与高频机的概念主要是对整流部分
而言,工频机是可控整流,传统技术最好可做到12拍整流;而高 频机的整流是二极管不控整流+IGBT的高频直流升压环节。对逆 变器而言都是IGBT的SPWM高频逆变工作方式(除早期的可控硅逆 变工作模式UPS,目前已经淘汰)。另外,工频机的输出变压器必
字化控制,逆变输出的开关频率非常高,因此输出波形平滑,无须较大的 电感元件,更可省掉变压器。
在充电环节上,全IGBT UPS具有更明显的优势。早期UPS采用电池直接
挂直流母线的做法,电池的充电电压只能通过可控硅整流控制,只能作到 恒压限流的传统充电方式,而且充电参数几乎不可改变。而实际上,UPS电
池的配置是灵活多样的,对不同容量的电池采取同样的充电参数显然会对 电池延寿不利。而采用全IGBT技术的UPS,在直流母线上引出的直流电经过 IGBT斩波控制,可实现对电池的精确充电,并可通过数字化控制细化参数
设置,作到为每种配置的电池指定最适合的充电方案,达到延长 寿命的目的。四通的ABM电池管理技术就是在全IGBT结构的硬件 基础上通过合理的程序控制实现的。
变压器在全IGBT技术UPS中,作为可选配置为一些有特殊要求
目前较为先进的UPS主回路结构采用不控整流加升压环节, 将交流输入通过整流桥全波整流为直流后,采用IGBT元件组成 的DC/DC电路直流升压到一个较高的恒定直流电压(与可控硅 整流的效果相反,通过这种IGBT整流可以得到一个高于全波整 流输出电压的恒定直流电。并将其作为直流母线,为电池充电
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
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。
高频和工频逆变器区别)_Studer_1107
80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100
- Bat
+ Bat
[%] Pnom.
High frequency transformer高频变压 器
HF inverter : max. Efficiency at nominal power out 高频逆变器在达到额定功率输出时,效率才是最高。 高频逆变器在达到额定功率输出时,效率才是最高。 工频逆变器在功率输出比较小时效率就很高。 工频逆变器在功率输出比较小时效率就很高。
90%
80%
70%
60%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
案例计算: 案例计算: Small system with 2 to 3 m2 of solar panel, 250Wh/m2 production inverter power 350W 小太阳能系统: 到 平米太阳能板 发电250瓦时 平米,350W逆变器 平米太阳能板, 瓦时/平米 小太阳能系统:2到3平米太阳能板,发电 瓦时 平米, 逆变器 Case 1: MIC350(Conergy 高频逆变器) 高频逆变器) ( Self consumption of the inverter: 9.5W 自身损耗是 瓦 自身损耗是9.5瓦 During 24h: 228Wh (≈0.91m2 of panel!)24小时耗电 小时耗电228瓦时(约0.91平米 瓦时( 小时耗电 瓦时 平米 太阳能板) 太阳能板) Case2: AJ350 (Studer逆变器) 逆变器) 逆变器 Self consumption of the inverter: 4W and 0.5W standby mode 自身耗电 :4W(工作)和0.5W待机状态 (工作) 待机状态 16h ON and 8hours standby: 68Wh (≈0.27m2 of panel) 16 小时工作和 小时待机:耗电 瓦时(约0.27平米太阳能板) 小时工作和8小时待机 耗电68瓦时 小时待机: 瓦时( 平米太阳能板) 平米太阳能板 No standby: 96Wh (≈0.38m2 of panel)无待机耗电:96瓦时(约0.38平米) 无待机耗电: 瓦时 瓦时( 平米) 无待机耗电 平米 First conclusion: 第一个结论: 第一个结论: Self consumption can be dominant in a system 逆变器自身耗电在系统里是很突出的
UPS高频机和工频机的区别
UPS电源工频机和高频机的区别
目前的国家和国际标准中没有对此进行定义,在国外也不使用这种叫法,这只是在国内使用的一个非标准的名称。
通俗的讲,就是含有逆变器输出变压器的UPS称为工频机,没有逆变器输出变压器的UPS就是高频机。
高频机通常采用IGBT进行高频开关整流,同时完成功率因数校正的功能。
而工频机都是采用晶闸管进行全控桥整流,对电网具有较大的谐波污染。
高频机因为没有了输出变压器,节省了资源、减轻了重量、提高了效率,是节能环保的机型,也是发展的趋势。
世界上主要的UPS厂家都推出大功率的高频机。
高频机不带隔离变压器,其输出零线存在高频电流,主要来自市电电网的谐波干扰、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等,其干扰电压不仅数值高而且难以消除。
而工频机的输出零地电压更低,而且不存在高频分量,对于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。
工频机就是带工频大变压器的,虽然驱动用的也是高频,但输出经过变压器己经是工频的,适合车间生产上用,价格高高频机是由高频的小变压器模拟工频的,输出实际上是高频信号,适合电脑上用,因为没大变压器铜用量少所以便宜一小半的样子。
高频机和工频机的区别
高频机和工频机的区别一、结构区别1)工频UPS,整流器采用可控硅整流(SCR)技术,属于降压整流。
逆变后的电压达不到工作电压的要求,因此需要在输出增加一个变压器,用于输出升压。
2)高频UPS采用IGBT整流,整流电路具有电子升压功能,不需要配变压器。
由于比工频机少了一个组件,整体结构更加简单,可靠性更高。
二、控制技术的不同早期的工频机采用模拟技术,目前工频机大多数采用模拟和数字结合的技术。
模拟技术的可靠性要比数字技术低。
而高频机UPS技术是一种全数字化技术,不言而喻,可靠性是很高的。
三、高频机效率更高工频机由于存在输出变压器,同时为了减少输入谐波电流,往往还需要增加滤波器,这些增加了额外的损耗。
高频机无需变压器和滤波器,因此效率更高。
四、高频机输入功率因数高工频机采用SCR整流技术,输入功率因数一般在0.8左右,对电网存在较较大的污染,而高频机采用IGBT整流技术,输入功率因数大于0.99,对电网基本无干扰。
五、高频机对外干扰小干扰有两种,一种是听得到的机械噪声,一种是听不到的电噪声,这两种噪声工频机UPS都有,形成了对设备和对人的伤害。
电噪声影响机器的稳定度,机械噪声影响人的圣心健康,降低工作效率。
而高频机UPS由于工作在20kHz以上,20kHz是人的耳朵听不到的频率,使工作环境安静下来。
又由于而高频机UPS 的输入功率因数高达0.99以上,几乎是线性,所以对外干扰几乎为零。
六、高频机尺寸更小、重量更轻工频机UPS由于有了输出变压器和适应50Hz的电感电容等低频器件使得体积重量都很大。
比如某品牌100kVA工频机UPS 重1239kg,而同是这一家的100kVA高频机 UPS 重量只有145kg。
七、高频机的电池调节范围更宽以100kVA容量的UPS为例,工频机的电池调节范围一般在29-32节,而高频UPS可以做到30-50节。
UPS工频机与高频机的区别与性能比较
UPS工频机与高频机的区别与性能比较目前的国家和国际标准中没有对此进行定义,在国外也不使用这种叫法,这只是在国内使用的一个非标准的名称。
通俗的讲,就是含有逆变器输出变压器的UPS称为工频机,没有逆变器输出变压器的UPS就是高频机。
高频机通常采用IGBT进行高频开关整流,同时完成功率因数校正的功能。
而工频机都是采用晶闸管进行全控桥整流,对电网具有较大的谐波污染。
高频机因为没有了输出变压器,节省了资源、减轻了重量、提高了效率,是节能环保的机型,也是发展的趋势。
世界上主要的UPS厂家都推出大功率的高频机。
一、定义1、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中的工频变压器的UPS,俗称高频机,高频机体积小、效率高。
2、工频机:采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的UPS俗称工频机,主要特点是主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击抗干扰能力强、带负载能力强。
2、高频机与工频机的比较高频机不带隔离变压器,其输出零线存在高频电流,主要来自市电电网的谐波干扰、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等,其干扰电压不仅数值高而且难以消除。
而工频机的输出零地电压更低,而且不存在高频分量,对于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。
高频机输出没有变压器隔离,如果逆变功率器件发生短路,则直流母线(DC BUS)上的高直流电压直接加到负载上,这是安全隐患,而工频机则不存在此问题。
工频机的抗冲击抗干扰能力较强。
二、性能比较1. 从以上的比对中可以清晰的看出工频机在很多的方面优于高频机。
对于可靠性要求较高的一些重要、关键部位的电源保护方案还应以工频机为首选。
也正因为此,现在工频机呈现需求上升的趋势。
高频机由于逆变频率为50KHz不适合重要性负载,因为它有一定的射频干扰,计算机类负载对射频干扰较敏感。
而工频机不存在这个问题,特别是采用了PFC(功率因素校正)技术的工频机。
2. 高频机带非线性负载能力较差,其原因也是因为其逆变频率高输入/输出不隔离,对负载要求较为严格。
高频逆变器和工频逆变器的区别
高频逆变器和工频逆变器的区别逆变器是将直流电(DC)转换为交流电(AC)的设备,从而满足交流负载的用电需求。
按拓扑结构,逆变器可分为高频逆变器和工频逆变器。
高频逆变器高频逆变器首先通过高频DC/DC变换技术,将低压直流电逆变为高频低压交流电;然后经过高频变压器升压后,再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300V以上的高压直流电,最后通过工频逆变电路得到220V工频交流电供负载使用。
由于高频逆变器采用的是体积小,重量轻的高频磁芯材料,因而大大提高了电路的功率密度,从而使逆变电源的空载损耗很小,逆变效率得到提高。
通常,用于中小型PVS中的高频逆变器,其峰值转换效率能达90%以上。
工频逆变器工频逆变器首先把直流电逆变成工频低压交流电,再通过工频变压器升压成220V,50Hz的交流电供负载使用。
它的优点是结构简单,各种保护功能均可在较低电压下实现。
因其逆变电源与负载之间存有工频变压器,故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强,且能够抑制波形中的高次谐波成分。
然而,工频变压器也存在笨重和价格高的问题,而且其效率也比较低。
按目前水平制作的小型工频逆变器,其额定负荷效率一般不超过90%,同时因工频变压器在满负荷和轻负荷下运行时铁损基本不变,因而使其在轻负荷下运行的空载损耗较大,效率也较低。
高频逆变器和工频逆变器重量对比同功率的逆变器工频逆变器远重于高频逆变器,高频逆变器的体积小,重量轻,效率高,空载负荷低,但不能接满负荷的感性负载,且过载能力差。
高频逆变器和工频逆变器的工作原理对比高频逆变器电路较复杂,高频逆变器通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。
IGBT可以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,远远高于工频逆变器,因此称为高频逆变器。
工频逆变器是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。
高频和工频逆变器区别Studer1107-文档资料
根据电路设计不同,正弦波逆变器可以分为工 频变压器隔离型,和高频变压器隔离型。
HF or LF inverter高频还是工频 ?
Different Topology不同的拓扑电路
+ Bat
Efficiency curve HF vs LF 逆变效率比较曲线 红色:Studer逆变器 蓝色:国产高频逆变器
100
- Bat
Eff. [%]
Low frequency transformer (STUDER)工频变压器
80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100
- Bat
+ Bat
[%] Pnom.
High frequency transformer高频变压 器
HF inverter : max. Efficiency at nominal power out 高频逆变器在达到额定功率输出时,效率才是最高。 工频逆变器在功率输出比较小时效率就很高。
Inverter-BF Inverter-HF User load Energy losses Inverter BF Energy losses Inverter HF
250 200 150 100 50 0 24 time [h]
Energy [Wh]
100 50
100%
90%
80%
70%
60%
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
HF or lf inverter 高频还是工频?
案例计算: Small system with 2 to 3 m2 of solar panel, 250Wh/m2 production inverter power 350W 小太阳能系统:2到3平米太阳能板,发电250瓦时/平米,350W逆变器 Case 1: MIC350(Conergy 高频逆变器) Self consumption of the inverter: 9.5W 自身损耗是9.5瓦 During 24h: 228Wh (≈0.91m2 of panel!)24小时耗电228瓦时(约0.91平米 太阳能板)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
பைடு நூலகம்
或是可靠性都大大地提高了,加之UPS数字化程度地不断深入 促成了新一代大中型UPS的主流结构由原来的工频机转向高频 机(正如当年可控硅逆变器被大功率晶体管GTR取代,之后又被 IGBT逆变器取代一样)。UPS电气结构的更新最直接的效果就是 UPS主机体积的缩小,重量的下降,而更重要的是电气性能的 提高。下面具体分析两种结构UPS的电气原理及电气性能:
可控硅整流的最大缺点就是对电网的干扰问题,由于输
入斩波产生的回溃污染,通常只能采用附加的输入功率因数
补偿环节,如有源滤波器等。不但增加了购买UPS的费用,同时效果也不理 想,无形中又增加了一个故障点。而新型的全IGBT整流可轻易地将功率因 数提高到接近1。从根本上解决了对电网回溃干扰的问题。
由于从前的UPS采用GTR作为逆变输出功率元件,因此其开关特性较差, 即使采用了IGBT元件,由于控制上没有相应的改善,其开关频率也较低, 因此输出波形不很平滑,或需要变压器等大电感元件平波。而目前的UPS数
UPS 高频机与工频机的技术区别 随着UPS技术的不断发展,很多计算机、电力电子领域的新技 术、新理念引入到UPS行业。与IT行业的其他产品类似,现在的 UPS与从前的产品相比较,无论在主要性能上、外观尺寸上、 对现场环境的适应性及可靠性方面,都有了显著的进步,有些 指标甚至是质的飞跃,对于大中型UPS来说更是如此。
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,不适合带重型及感性负载,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。
提供供电形式转换,满足用电要求。还有一些用电场合要求输入 电与输出电的全隔离,可在UPS输出一测配置隔离变压器,可有 效抑制共模躁声。但需要注意的是,采用可控整流的UPS虽然
超 级狂兵
标准配置具有变压器,但其隔离效果不一定完善,主要是隔离变压器的位 置应加在UPS旁路输出与逆变输出的公共输出测才可完全作到输入与输出的 电气隔离,而可控硅整流UPS的输出升压变压器只是提升逆变输出的电压, 而对旁路输出不起作用(除非具有双隔离变压器将逆变输出与旁路输入同 UPS输出隔离开来)。
字化控制,逆变输出的开关频率非常高,因此输出波形平滑,无须较大的 电感元件,更可省掉变压器。
在充电环节上,全IGBT UPS具有更明显的优势。早期UPS采用电池直接
挂直流母线的做法,电池的充电电压只能通过可控硅整流控制,只能作到 恒压限流的传统充电方式,而且充电参数几乎不可改变。而实际上,UPS电
池的配置是灵活多样的,对不同容量的电池采取同样的充电参数显然会对 电池延寿不利。而采用全IGBT技术的UPS,在直流母线上引出的直流电经过 IGBT斩波控制,可实现对电池的精确充电,并可通过数字化控制细化参数
IGBT逆变器+升压变压器 新型全IGBT UPS结构(高频机)如下,基本结构:不控整流 +DC/DC倍压环节+独立充电器+逆变器
超 级狂兵
从图中可以看出,工频机与高频机的概念主要是对整流部分
而言,工频机是可控整流,传统技术最好可做到12拍整流;而高 频机的整流是二极管不控整流+IGBT的高频直流升压环节。对逆 变器而言都是IGBT的SPWM高频逆变工作方式(除早期的可控硅逆 变工作模式UPS,目前已经淘汰)。另外,工频机的输出变压器必
电路(充电电路也采用IGBT充电技术,可实现电池直接挂母 线方式所无法作到的充电效果)及逆变输出部分提供电能。 由于直流母线电压足够高,经过IGBT高频逆变调整后,可直 接得到恒定的逆变输出电压。此时无须在加一个升压环节, 完全可以省掉输出升压变压器。
在上述的两种UPS结构中,后者在所有功率环节均采用了 IGBT技术,因此此种结构的UPS又为全IGBT UPS。由于数字技 术的引入,大大提高了IGBT元件的开关频率,与前者相比, 在很多方面具有显著的优势:
设置,作到为每种配置的电池指定最适合的充电方案,达到延长 寿命的目的。四通的ABM电池管理技术就是在全IGBT结构的硬件 基础上通过合理的程序控制实现的。
变压器在全IGBT技术UPS中,作为可选配置为一些有特殊要求
的用户配置。其功能也主要是适应现场特殊电力状况,例如现场 输入电为三相角形输入时,采用输入角/星变压器可使UPS在角型 输入的现场得以应用;再如现场要求UPS必须为单相输出,且功 率数较高时(一般容量大于20KVA时,UPS很少有单相输出的标准 形式,都采用三相输出形式),可采用输出的三相/单相变压器,
目前较为先进的UPS主回路结构采用不控整流加升压环节, 将交流输入通过整流桥全波整流为直流后,采用IGBT元件组成 的DC/DC电路直流升压到一个较高的恒定直流电压(与可控硅 整流的效果相反,通过这种IGBT整流可以得到一个高于全波整 流输出电压的恒定直流电。并将其作为直流母线,为电池充电
超 级狂兵
工频逆变器与高频逆变器的区别
• 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。
不可少,由于其整流逆变等环节均为降压环节,因此在输出侧必 须有升压变压器作为电压的调整。而高频机由于具有DC/DC升压
环节,其输出侧不必要加升压环节(升压变压器),对于需要加装隔离变压器
的现场,高频机也可按照要求加装隔离变压器选件,其作用也由原来的必要 配置转变为可选配置。UPS的电气结构所以发生了更新变化,主要是由于元 器件的发展,IGBT作为UPS的主要功率元件技术更加成熟,无论从容量、结构、 或是可靠性都大大地提高了,加之UPS数字化程度地不断深入促成了新一代 大中型UPS的主流结构由原来的工频机转向高频机(正如当年可控硅逆变器被 大功率晶体管GTR取代,之后又被IGBT逆变器取代一样)。UPS电气结构的更新 最直接的效果就是UPS主机体积的缩小,重量的下降,而更重要的是电气性 能的提高。下面具体分析两种结构UPS的电气原理及电气性能: 环节,其输出侧不必要加升压环节(升压变压器),对于需要加装隔离变压器