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《UPS行業(yè)工頻與高頻區(qū)別》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、廈門科華恒盛股份有限公司UPS工頻與高頻區(qū)別多年的運行實踐表明：“高頻機”型UPS的故障率總是高于“工頻機”型UPS的故障率。為此，我們有必要探討其真正的原因何在？對于工頻機型UPS而言，它采用的是可控硅整流器和IGBT逆變器+內(nèi)置隔離變壓器的設(shè)計方案，它通過可控硅型的整流濾波器將輸入的380Vac交流電源變換成400Vdc的直流高壓，并在此基礎(chǔ)上，再經(jīng)由IGBT逆變器+輸出隔離變壓器所組成的調(diào)控電路，向外輸出220Vac逆變器電源，在這里，輸入電源的N線是與UPS中的整流器和逆變器的控制電路處于完全的“電隔離”狀態(tài)。這就意味著：在這種工頻機型
2、UPS的運行中，產(chǎn)生于UPS內(nèi)部的任何脈寬調(diào)制型的干擾均不會串入到UPS供電系統(tǒng)的N線上。與此同時，可能來自于供電系統(tǒng)的N線上任何干擾也不會影響UPS的正常運行。一、工頻型UPS工作模式一、工頻型UPS和高頻型UPS工作模式圖一，工頻機與高頻機器工作原理圖1中顯示的是“工頻機”型UPS和“高頻機”型UPS的控制框圖。要特別說明的是UPS近幾十年的運行經(jīng)驗表明，不僅可控硅整流器本身的可靠性很高，而且?guī)?nèi)置隔離變壓器的工頻型UPS，還顯示出它具有抗高頻干擾能力強、抗過載能力強、能有效降低零地電壓、高可靠性的明顯優(yōu)勢。對于它的輸入電諧波含量的THDI
3、值偏大的弱點，我們可以通過采用如圖2a所示的12脈沖整流圖1高頻機與工頻機“領(lǐng)地電壓”的對比技術(shù)的方法予以克服，從而使UPS輸入電流的諧波含量THDI<4%。一、工頻型UPS工作特點對于高頻機型UPS而言，它采用的是升壓型(boost)的脈寬調(diào)制IGBT整流器和IGBT逆變器設(shè)計方案。在這里，通過IGBT整流器將輸入380Vac電源變換成±400Vdc的直流高壓(直流電壓的絕對值=800Vdc)，并在此基礎(chǔ)上，經(jīng)IGBT逆變器向外輸出220Vac的逆變器電源。采用IGBT整流器設(shè)計方案所帶來主要好處有：一、高頻型UPS工作特點(1)改善了UPS
4、的輸入諧波特性：使得UPS的輸入功率因數(shù)PF>0.99，輸入電流的諧波含量的THDI<3%;(2)有利于降低成本：由于它可以直接利用從“倍壓型”IGBT整流器所輸出的±400Vdc直流高壓電源來確保它的IGBT逆變器，能向外輸出幅值為220Vac的交流電源，因此，可“省掉”逆變器的輸出隔離變壓器。然而，對于這種高頻機型的UPS而言，它在獲得上述好處的同時，卻是以犧牲它的可靠性為代價的。這是因為，為了使得從這種UPS所輸出的正弦波形的交流電源的正半波和負(fù)半波的幅值相等，就必須要將它輸入電源的N線，同位于UPS整流器中±400Vdc的直流高壓的“參
5、考零電位”點相連，這樣一來，就會帶來如下種種“潛在”的故障隱患：一、高頻型UPS優(yōu)點1、IGBT整流器的可靠性偏低：(1)同工頻機型UPS中SCR整流元件的過載能力(其典型值為：10In、20ms)相比，高頻機型UPS中IGBT整流元件的過載能力(其典型值為：10In、20us)小1000倍左右;(2)由于至今仍未能為高頻機中IGBT整流器所用的高頻“升壓電感”找到具有大磁通量的磁性材料，導(dǎo)致該電感的溫升偏高(典型值：100℃—130℃)。在實際工作中，我們會發(fā)現(xiàn)：高頻機型UPS的輸出功率越高，其故障率也越高的現(xiàn)象。這是因為UPS的標(biāo)稱輸出功率
6、越大，其“升壓電感”溫升越高的緣故。正因為如此，導(dǎo)致UPS產(chǎn)業(yè)遲遲未能制造出可靠性足夠高的大功率高頻機型UPS。一、高頻型UPS潛在隱患一、高頻型UPS潛在隱患2、存在嚴(yán)重的”零偏故障”隱患：對于高頻機型的UPS而言，它會產(chǎn)生一種在其它UPS機型中不會出現(xiàn)的特殊的所謂“零偏故障”隱患。其故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：在UPS的輸入電源的上游側(cè)，一旦遇到：因故需要通過大功率的ATS開關(guān)來執(zhí)行優(yōu)先電源與備用電源之間的切換操作時，易于導(dǎo)致在UPS供電系統(tǒng)的輸出端上，出現(xiàn)輸出“閃斷”故障(>8ms以上的“供電中斷”)，從而導(dǎo)致在數(shù)據(jù)中心機房中出現(xiàn)長達(dá)幾十分鐘到幾小時
7、的”癱瘓”事故。一、高頻型UPS潛在隱患一、高頻型UPS潛在隱患1、如前所述，為了使這種UPS所輸出的正弦波形的交流電源的正半波和負(fù)半波的幅值相等，必須要將它輸入電源的N線同位于UPS整流器中的±400Vdc直流高壓的“參考零電位”點相連。這樣一來，在UPS的運行中，一旦遇到輸入電源N線上出現(xiàn)瞬態(tài)的、單極性的直流偏置電壓時，就會導(dǎo)致輸送到逆變器輸入端上，原本是正極性和負(fù)極性幅值相等的對稱的直流電源“瞬間”變成正極性和負(fù)極性幅值不相等的不對稱的直流電源。此時，如果在它的直流母線上所產(chǎn)生的這種“直流偏置量”過大的話，對逆變器來講意味著它就會進(jìn)入“瞬
8、間DC過壓”和“瞬間DC欠壓”的故障工作狀態(tài)。在此條件下，極易導(dǎo)致UPS產(chǎn)生輸出“閃斷”故障，并能導(dǎo)致在N線上產(chǎn)生這種“瞬態(tài)直流偏置”故障的原因之一：
