UPS行业工频与高频区别
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UPS及工频UPS对比
方案
优点
缺点
高频UPS
(1)占地面积小;
(2)重量轻;
(3)损耗低;
(4)价格低;
(5)各个功率段,各厂家均能生产,属于市场主流产品。
(1)采用IGBT整流技术,由于耐压低,可靠性相比工频机低(但新一代UPS采用三电平技术此问题已决绝);
(2)逆变器直接挂负载,抗负载冲击能力弱,降低了逆变器的可靠性。
工频UPS
(1)采用可控硅整流技术,可靠性高;
(2)输出配升压变压器,抗冲击能力强,降低了负载突变和短路对UPS的影响。
(1)占地面积大。
(2)重量重;
(3)效率低;
(4)大部分厂家仅生产小功率工频UPS,且部分厂家已经不再生产工频UPS。
UPS系统由于涉及学术性很强的专业技术问题,建议用户咨询UPS业界的主流源自备生产厂商,获取进一步的权威解释。
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
工频和高频机区别
高频机与工频机区别定义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能力强。
2、高频机VS工频机2-1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。
2-2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。
2-3工频机的抗负载冲击能力较强。
3、性能比较序号比较的指标、性能高频UPS 工频UPS1 过载能力一般较强2 抗输入浪涌能力一般较强3 输出抗冲击、短路能力一般较强4 输入PF值0.99 0.75 整机效率85~90% 75~85%6 功率密度高小7 零地电压相对较差,有高频分量相对较好8 输出级元器件多少9 功率器件容量小大10 故障时器件损坏程度高低11 可靠性一般好12 可维护性较复杂简易13 重量轻重14 体积小大15 与发电机适应力较差好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能力强。
二、主要区别1、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。
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。
工频UPS与高频UPS的区别和优势
工频UPS与高频UPS的区别和优势1、工频UPS工作原理存在的优越性1.1 工频UPS采用数字信号处理技术确保测量数据快速、灵活,从而产生快速的控制变量,确保对充电器及逆变的实时控制。
1.2 工频UPS比高频UPS具有更强大的短路保护能力及更强大的过载能力。
1.3 由于中国市电环境的极不稳定和易受到一些外部情况的干扰,所以对短路保护能力及过载能力的要求也更高。
采用工频UPS将极大地提高负载设备的安全性与稳定性。
2、工频UPS硬件配置存在的优越性2.1 从技术上考虑,工频UPS比高频UPS多增加输出变压器(1) 工频UPS独有标配的输出变压器,使电流隔离免受输入干扰。
在计算机机房环境中,有些外部设备存在大的干扰输入,这些干扰容易造成电流波动,影响负载的安全。
因此,电流隔离对于这些领域尤为重要。
(2) 高频UPS为了降低产品成本则不含这些组件,相应的电流稳定性就不如工频UPS。
2.2 工频UPS设备零部件设计的优越性(1) 工频UPS的零部件可根据客户的规格和需要设计,每个零部件都能承受较高的额定功率且具有较长的寿命,旨在确保用户设备操作过程的安全与持久。
(2) 高频UPS在设计上旨在降低成本,所以其零部件仅符合最低的额定功率要求。
2.3 工频UPS设备寿命的优越性中大功率工频UPS单机系统的平均无故障时间为20万小时,并机系统将超过50万小时,而高频UPS的平均无故障时间均不超过5万小时。
(1) 根据工频UPS销售经验,许多单机系统都能正常工作15年以上的时间。
(2) 工频UPS的设计方向就是延长系统持续工作的寿命,以符合需要长寿命保障的一些应用领域。
所以,即便是工频UPS早期的投入较高频UPS大,但在15年以上的时间内都无需要更换设备,而且备品备件在停产后的后备储存期也相对的比高频UPS长很多。
(3) 高频UPS设计寿命仅为3~5年,5年后大部分设备就需要更换。
而且备品备件的储备也极其有限。
2.4 方便的前端维护工频UPS系统自行维护时间很长,而高频UPS系统自行维护时间较短。
UPS行业工频与高频区别
单击此处编辑母版标题样式第二级第三级UPS工频与高频区别第四级第五级厦门科华恒盛股份有限公司多年的运行实践表明:“高频机”型UPS的故障率总是高于“工频机”型UPS的故障率。
为此,我们有必要探讨其真正的原因何在?一、工频型UPS工作模式对于工频机型UPS而言,它采用的是可控硅整流器和IGBT逆变器+内置隔离变压器的设计方案,它通过可控硅型的整流滤波器将输入的380Vac交流电源变换成400Vdc的直流高压,并在此基础上,再经由IGBT逆变器+输出隔离变压器所组成的调控电路,向外输出220Vac逆变器电源,在这里,输入电源的N线是与UPS中的整流器和逆变器的控制电路处于完全的“电隔离”状态。
这就意味着:在这种工频机型UPS的运行中,产生于UPS内部的任何脉宽调制型的干扰均不会串入到UPS供电系统的N线上。
与此同时,可能来自于供电系统的N线上任何干扰也不会影响UPS的正常运行。
一、工频型UPS和高频型UPS工作模式图一,工频机与高频机器工作原理图1中显示的是“工频机”型UPS和“高频机”型UPS的控制框图。
要特别说明的是UPS近几十年的运行经验表明,不仅可控硅整流器本身的可靠性很高,而且带内置隔离变压器的工频型UPS,还显示出它具有抗高频干扰能力强、抗过载能力强、能有效降低零地电压、高可靠性的明显优势。
对于它的输入电谐波含量的THDI 值偏大的弱点,我们可以通过采用如图2a所示的12脉冲整流图1高频机与工频机“领地电压”的对比技术的方法予以克服,从而使UPS输入电流的谐波含量THDI<4%。
对于高频机型UPS而言,它采用的是升压型(boost)的脉宽调制IGBT整流器和IGBT逆变器设计方案。
在这里,通过IGBT整流器将输入380Vac电源变换成±400Vdc的直流高压(直流电压的绝对值=800Vdc),并在此基础上,经IGBT逆变器向外输出220Vac的逆变器电源。
采用IGBT整流器设计方案所带来主要好处有:一、高频型UPS优点(1)改善了UPS的输入谐波特性:使得UPS的输入功率因数PF>0.99,输入电流的谐波含量的THDI<3%;(2)有利于降低成本:由于它可以直接利用从“倍压型”IGBT整流器所输出的±400Vdc直流高压电源来确保它的IGBT逆变器,能向外输出幅值为220Vac的交流电源,因此,可“省掉”逆变器的输出隔离变压器。
UPS工频机和高频机的区别
一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UPSIGBT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.小结: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.二两者之间的比较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。
UPS工频和高频的区别
工频机和高频机的区别1、UPS工作原理存在的优越性①工频UPS,用数字信号处理技术确保测量数据快速、灵活,从而产生快速的控制变量,确保对充电器及逆变的实时控制。
②工频UPS比高频UPS具有更强大的短路保护能力及更强大的过载能力。
③由于中国市电环境的极不稳定和易受到一些外部情况的干扰,所以对短路能力及过载能力的要求也更高。
采用工频UPS,将极大地提高负载设备的安全性与稳定性。
2、工频UPS硬件配置存在的优越性⑴从技术上,工频UPS比高频UPS多增加了输入和输出变压器①工频UPS独有标配的输入/输出变压器,使电流隔离免受输入干扰。
在工业环境中,有些外部设备是大的干扰输入,如泵、发动机等等。
这些干扰容易造成电流波动,影响负载的安全,因此,电流隔离对于这领域尤为重要。
②高频UPS为了降低产品成本则不含这些组件,相应的电流稳定性就不如工频UPS。
⑵工频UPS设备零部件设计的优越性①工频UPS的零部件可根据客户的规格和需要设计,每个零部件都能承受较高的额定功率且具有较长的寿命,旨在确保用户设备操作过程的安全与持久。
②高频UPS在设计上旨在降低成本,所以其零部件仅符合最低的额定功率要求。
⑶对工业的苛刻环境有极强的适应性工频UPS主要设计在苛刻的工业环境下使用,防护等级达到了IP54,而高频UPS不具备这种适应能力。
①工频UPS设计的定位就是在工业环境中工作,如石化、电力、交通运输行业等等。
应用于各种苛刻的工业室外环境,防止外部输入干扰,如高温、高湿、粉尘、震动、腐蚀、爆炸危险型气体及一些无法预测的环境。
②工频UPS可适应环境0~55℃,相对湿度0~95%,防尘、防雨水。
诸如中国海洋石油公司,中国石化公司这样规模的大公司选择使用的工频UPS产品,就是因为它具备高可靠的苛刻工业室外环境适应能力。
③高频UPS不是专为工业环境设计,所以只能安装在清洁的、较安全的、可预测的环境中。
如安装于空调房、低温、无尘等环境。
⑷工频UPS设备寿命的优越性工频UPS设计寿命超过20年,而高频UPS设计寿命为3~5年。
工频机与高频机的区别
问题1:什么是工频UPS?
工频机定义: 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: 主功率部件稳定可靠,过负荷能力和抗冲击能力 强。
问题2:什么是高频UPS?
高频机定义: 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。
高频机实例(1/2)
山特 C1K~3KVA
山特 C6K~20KVA
山特3C3 20K~80kVA(S)
台达 N系列1~3KVA
台达 N系列5/7/11
台达 HIFT(海福)系列
20K~480KVA
高频机实例(2/2)
APC Smart-UPS
爱默生 NX 10K~200KVA
爱默生 iTrust UH11 1K~10KVA
APC Silcon 10K~450KVA
工频机实例(2/2)
台达NT系列 20K~500KVA
爱默生Hipulse 80K~800KVA
梅兰日兰银河系列
主要特点: 高频机体积小、效率高。
性能比较 (1/2)
序号 比较的指标、性能 1 过载能力 2 抗输入浪涌能力 3 输出抗冲击、短路能力 4 整机效率 5 功率密度 6 零地电压
7 输出级元器件
高频UPS 一般 一般 一般 85~90% 高 相对较差, 有高频分量 多
工频UPS 较强 较强 较强 75~85% 小 相对较好
少
性能比较 (2/2)
序号 比较的指标、性能 8 功率器件容量 9 故障时器件损坏程度 10 可靠性 11 重量 12 体积 13 与发电机适应力
高频UPS 小 高 一般 轻 小 好
工频UPS 大 低 好 重 大出工频机和高频 机各有优略势。
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。
高频机与工频机区别
高频机与工频机区别给商务做技术支持,被问到最多的问题就是工频机与高频机的区别,还有这两种机型的优缺点,最重要的一点还是工频机与高频机的概念问题,概念清楚了,问题就好解决了,下面是我查的一些资料和大家一起分享,有不同见解的请发表一下意见,大家一起来完善这个问题。
工频ups与高频ups概念的辨析一直以来,业界对工频ups和高频ups的概念有各种定义,给用户造成了不少混淆。
主要的定义方法有以下两种:一是逆变器调制频率论。
即逆变器调制频率高于20khz的ups称为高频ups,低于这个频率的ups称为工频ups。
这种定义方式经不起推敲的地方在于,如果以逆变器调制频率来定义,那么不仅应该有高频ups,还应该有中频ups。
而“工频ups”的说法就师出无名了,因为,目前ups的逆变器调制频率大多为4~8khz,根本没有以工频(50hz)来调制的。
二是整流器调制频率论。
这也是最为普遍被接受的一种定义方法。
即如果整流器是工频整流(如晶闸管整流),则称为工频机,否则称为高频机。
这种定义方法,在一段时间内确实为业内外普遍接受。
但随着ups技术的发展,这种定义方法也显现出了其不严谨的地方,无法对现有的ups机型进行准确分类。
那么什么才就是“高频机”和“工频机”的精确定义呢?1历史的沿革必须对“高频机”和“工频机”展开精确定义,首先必须介绍定义本身的历史沿革。
1.1传统工频经典ups静态ups发生于上世纪60年代,其经典的流形原理例如图1右图。
图1传统工频ups拓扑图可以看见传统的工频ups由整流器、逆变器、静态旁路、修理旁路、低电压输入变压器共同组成。
这里低电压输入变压器就是ups的必要组成部分,其促进作用就是降压。
这是因为ups存有一个关键的功能就是稳压,而整流、低电压两次转换均为升压环节(功率晶体管的管压降及各种损耗引发),另外还须要考量市电电压高时,也必须确保平衡维持不变的输入电压,所以ups内部必须存有一个环节用作降压,而低电压赢出变压器就是用来实现这一功能的。
UPS工频机和高频机对比
工频机与高频机的区别1、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,EAST易事特EA800/EA880/EA860/EA890系列UPS为工频机;3、性能比较序号比较的指标、性能高频UPS 工频UPS1 过载能力一般较强2 抗输入浪涌能力一般较强3 输出抗冲击、短路能力一般较强4 输入PF值5 整机效率90~98% 85~95%6 功率密度高小7 零地电压较差相对较好8 输出级元器件多少9 功率器件容量小大10 故障时器件损坏程度高低11 可靠性一般好12 可维护性较复杂简易13 重量轻重14 体积小大15 与发电机适应力较差好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;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;。
UPS名词解释
UPS名词解释高频机与工频机区别定义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能力强。
高频机VS工频机2-1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。
2-2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。
2-3工频机的抗负载冲击能力较强。
3、性能比较序号比较的指标、性能高频UPS 工频UPS1 过载能力一般较强2 抗输入浪涌能力一般较强3 输出抗冲击、短路能力一般较强4 输入功率因数0.99 0.75 整机效率85~90% 75~85%6 功率密度高小7 零地电压相对较差,有高频分量相对较好8 输出级元器件多少9 功率器件容量小大10 故障时器件损坏程度高低11 可靠性一般好12 可维护性较复杂简易13 重量轻重14 体积小大15 与发电机适应力较差好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。
输入功率因数:是一个重要指标。
提高此项指标不仅可以降低线路损耗、节约电能、消除火灾隐患,还可以减少对市电的谐波污染,提高市电的供电质量,获得较大的经济效益及社会效益。
提高输入功率因数的方法由无源功率因数校正技术发展到有源功率因数校正技术。
没有采用校正技术的输入功率因数很低,最理想的输入功率因数是1。
电源效率:是指UPS的整机电能利用率,也就是UPS从外部吸收功率与向负载输出功率两者之的比值。
高频ups与工频ups的区别
目前,UPS通常分为工频机结构UPS和和高频机结构UPS两种。
以下就这两种UPS 的定义和区别做一简单介绍。
1.工频机结构UPS与高频机结构UPS的定义工频机结构UPS和高频机结构UPS是按其设计电路工作频率来区分的。
工频机结构UPS是以传统的模拟电路原理设计,由可控硅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UPS。
而高频机结构UPS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k到几十kHz,甚至高达上百kHz,远远高于工频机,因此称为高频UPS。
2.工频机结构UPS与高频机结构UPS的区别(1)电路结构的区别在工频机结构UPS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。
由于SCR整流器属于降压整流,因此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隔离变压器。
相比而言,高频机结构UPS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达到67节,这样给实际应用带来极大的限制。
因此一般高频机结构UPS会单独配置一个电池变换器,市电正常的时候电池变换器把800V的母线电压降压到电池组电压;市电故障或超限时,电池变换器把电池组电压升压到800V的母线电压。
由于高频机母线电压为800V左右,所以逆变器输出相电压可以直接达到220V,逆变器之后就不再需要升压变压器。
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。
- 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)。
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS工作特点 对于高频机型UPS而言 而言,它采用的是升压型 (boost)的脉宽调制IGBT IGBT整流器和IGBT逆变 器设计方案。在这里, ,通过IGBT整流器将输入 380Vac电源变换成±400Vdc 400Vdc的直流高压(直 流电压的绝对值=800Vdc) =800Vdc),并在此基础上, 经IGBT逆变器向外输出 逆变器向外输出220Vac的逆变器电源。 采用IGBT整流器设计方案所带来主要好处有 整流器设计方案所带来主要好处有:
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、工频型UPS工作模式 工作模式
对于工频机型UPS而言, ,它采用的是可控硅整流器和 IGBT逆变器+内置隔离变压器的设计方案 内置隔离变压器的设计方案,它通过可 控硅型的整流滤波器将输入的380Vac交流电源变换成 控硅型的整流滤波器将输入的 400Vdc的直流高压,并在此基础上 并在此基础上,再经由IGBT逆变 器+输出隔离变压器所组成的调控电路 输出隔离变压器所组成的调控电路,向外输出 220Vac逆变器电源,在这里 在这里,输入电源的N线是与UPS 中的整流器和逆变器的控制电路处于完全的“电隔离” 中的整流器和逆变器的控制电路处于完全的 状态。这就意味着:在这种工频机型 在这种工频机型UPS的运行中, 产生于UPS内部的任何脉宽调制型的干扰均不会串入 内部的任何脉宽调制型的干扰均不会串入 到UPS供电系统的N线上。 。与此同时,可能来自于供电 系统的N线上任何干扰也不会影响 线上任何干扰也不会影响UPS的正常运行。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS优点
(1)改善了UPS的输入谐波特性 的输入谐波特性:使得UPS的输入功率因数 PF>0.99,输入电流的谐波含量的 输入电流的谐波含量的THDI<3%; (2)有利于降低成本:由于它可以直接利用从 由于它可以直接利用从“倍压 型”IGBT整流器所输出的±400Vdc 400Vdc直流高压电源来确保它的 IGBT逆变器,能向外输出幅值为 能向外输出幅值为220Vac的交流电源,因此, 可“省掉”逆变器的输出隔离变压器 逆变器的输出隔离变压器。然而,对于这种高频机 型的UPS而言,它在获得上述好处的同时 它在获得上述好处的同时,却是以牺牲它的可 靠性为代价的。这是因为,为了使得从这种 为了使得从这种UPS所输出的正弦 波形的交流电源的正半波和负半波的幅值相等,就必须要将它 波形的交流电源的正半波和负半波的幅值相等 输入电源的N线,同位于UPS整流器中 整流器中±400Vdc的直流高压的 “参考零电位”点相连,这样一来 这样一来,就会带来如下种种“潜在” 的故障隐患:
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• • 5、采用”外置隔离变压器” ”设计方案的故障隐患: 为了解决高频机型UPS的“ “零地电压”偏高的问题,可供选 择的技术途径之一是:在UPS供电系统的输出端配置 供电系统的输出端配置“外置隔离 变压器”。如图3所示,我们的确可以利用该 我们的确可以利用该“外置隔离变压器” 来向位于机房中的IT设备提供完全满足 设备提供完全满足IT设备技术需求的高品 质电源。然而,对于这样的供电系统而言 对于这样的供电系统而言,它仍然存在如下的 两种故障隐患: • (1)UPS输入电源供电系统的“零地电压 零地电压”仍然偏高,如图3所示, 来自高频机型UPS“零地电压”型的共模干扰 型的共模干扰,仍然被馈送到位 于UPS输入侧的其它用电设备的输入端上 输入侧的其它用电设备的输入端上,继续危害这些用电设 备的安全运行。这是因为,这种 这种“零地电压”型的共模干扰, 已经“污染”了UPS输入上游侧的全部输入电源的缘故 输入上游侧的全部输入电源的缘故。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• 3、“零地电压”偏高: • 来自脉宽调制IGBT整流器和脉宽调制 整流器和脉宽调制IGBT逆变器的高频PWM 型的干扰电压将会以幅值较高的“零地电压”的形式,通过N线 型的干扰电压将会以幅值较高的 被直接和同时地“反馈”到UPS输入供电系统和输出供电系统中 输入供电系统和输出供电系统中 的N线上,从而危害数据中心机房以及其它用电设备的安全运行 从而危害数据中心机房以及其它用电设备的安全运行。 这种“零地电压”型干扰源的典型运行参数值为 型干扰源的典型运行参数值为,幅值为 1.8V—5V左右的10KHz—16KHz的高频电压 的高频电压。通过数据中心机房 的运行表明:为确保IT设备的安全运行 设备的安全运行,供电系统的“零地电 压”应该小于1.5V。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
Hale Waihona Puke 一、高频型UPS潜在隐患• “高频机”型UPS冗余并机系统+ +外置输出隔离变压器的UPS供电 系统的运行特性
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• •
(2)存在烧毁IT设备的故障隐患 设备的故障隐患: 对于采用高频机型UPS+外置隔离变压器设计方案的用户来 外置隔离变压器设计方案的用户来 说,在他们UPS供电系统的运行中 供电系统的运行中,一旦因故出现输出停电或闪 断故障(供电中断时间>8ms以上 以上)时,就会导致出现如下的事故 现象: • (a)当在“外置隔离变压器 外置隔离变压器”的输入端上出现断电故障时, 必然会在它的输出端产生幅值很高的“反激型的瞬态尖峰高 必然会在它的输出端产生幅值很高的 压”。这种瞬态高压的幅值足以烧毁 这种瞬态高压的幅值足以烧毁IT设备。这样惨痛的事故 和案例,已在多处数据中心机房中出现过 已在多处数据中心机房中出现过。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
1、IGBT整流器的可靠性偏低 整流器的可靠性偏低: (1)同工频机型UPS中SCR SCR整流元件的过载能力(其 典型值为:10In、20ms)相比 相比,高频机型UPS中IGBT 整流元件的过载能力(其典型值为 10In 20us) (其典型值为:10In、20us)小 1000倍左右; (2)由于至今仍未能为高频机中 由于至今仍未能为高频机中IGBT整流器所用的 高频“升压电感”找到具有大磁通量的磁性材料 找到具有大磁通量的磁性材料,导致 该电感的温升偏高(典型值: :100℃—130℃)。在实际工 作中,我们会发现:高频机型 高频机型UPS的输出功率越高,其 故障率也越高的现象。这是因为 这是因为UPS的标称输出功率越 大,其“升压电感”温升越高的缘故 温升越高的缘故。正因为如此,导 致UPS产业迟迟未能制造出可靠性足够高的大功率高频 产业迟迟未能制造出可靠性足够高的大功率高频 机型UPS。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• 1、如前所述,为了使这种UPS所输出的正弦波形的交流电源的正半波 所输出的正弦波形的交流电源的正半波
和负半波的幅值相等,必须要将它输入电源的 必须要将它输入电源的N线同位于UPS整流器中 的±400Vdc直流高压的“参考零电位 参考零电位”点相连。这样一来,在UPS的 运行中,一旦遇到输入电源N线上出现瞬态的 线上出现瞬态的、单极性的直流偏置电压 时,就会导致输送到逆变器输入端上 就会导致输送到逆变器输入端上,原本是正极性和负极性幅值相等 的对称的直流电源“瞬间”变成正极性和负极性幅值不相等的不对称的 变成正极性和负极性幅值不相等的不对称的 直流电源。此时,如果在它的直流母线上所产生的这种 如果在它的直流母线上所产生的这种“直流偏置量” 过大的话,对逆变器来讲意味着它就会进入 对逆变器来讲意味着它就会进入“瞬间DC过压”和“瞬间 DC欠压”的故障工作状态。在此条件下 在此条件下,极易导致UPS产生输出“闪 断”故障,并能导致在N线上产生这种 线上产生这种“瞬态直流偏置”故障的原因之 一:当因故对大功率的变压器执行“ “合闸”操作时,就会产生幅值高达 5—6倍的单极性的励磁浪涌流(见图 见图2)。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• 4、电池供电时,高频机型UPS的效率偏低 的效率偏低: • 图2各种UPS的输出电源的零线对地线电压的对比 的输出电源的零线对地线电压的对比 • 如图2b所示,当高频型的IGBT IGBT整流器因故进入自动关机状 态(例如:输入电源停电、整流器出故障 整流器出故障),工作电压较低的电 池组需经DC变换器进行升压处理后 变换器进行升压处理后,变换成逆变器所需的 ±400Vdc直流高压,为此会导致 为此会导致UPS的运行效率下降2%左右。
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、高频型UPS潜在隐患
• 2、存在严重的”零偏故障”隐患 隐患: •
对于高频机型的UPS而言,它会产生一种在其它 它会产生一种在其它UPS机型中不会 出现的特殊的所谓“零偏故障”隐患 隐患。其故障现象表现为:在UPS的输 入电源的上游侧,一旦遇到:因故需要通过大功率的 因故需要通过大功率的ATS开关来执行优 先电源与备用电源之间的切换操作时,易于导致在UPS供电系统的输出 先电源与备用电源之间的切换操作时 端上,出现输出“闪断”故障(>8ms (>8ms以上的“供电中断”),从而导致 在数据中心机房中出现长达几十分钟到几小时的”瘫痪”事故。 在数据中心机房中出现长达几十分钟到几小时的
工业电源专家
科华恒盛,中国领先高端电源解决方案提供商
一、工频型UPS和高频型UPS UPS工作模式
图一, 图一,工频机与高频机器工作原理
工业电源专家