高频UPS与工频UPS的区别.doc

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1、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

2、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

3、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。因此，隔离变压器是工频机与高频机在

4、组成上的主要区别。　　工频机结构UPS都有输出变压器，在多机并联时就会出现多个变压器的并联。变压器的并联是电力行业尽量避免的情况，因为变压器并联时的环流不可避免，环流的长期存在将导致设备寿命缩短。而高频机结构UPS因没有输出变压器，所以几乎没有环流。　　有的用户认为变压器可以起到具有抗干扰和缓冲负载突变的作用，其实并非如此。UPS负载的用电要求必须有零线，如果没有工频结构UPS没有输出隔离变压器，将一根火线硬性接零线，就会导致UPS的工作不正常。因此说，输出隔离变压器是工频机结构UPS必不可少的为了变压和隔离零线的目的而接入的一部分，而不具备为用户负载隔离干扰和缓冲负载突变的

5、功能。　　(2)性能指标的区别　　能耗是各行业数据中心和机房面临的难题，因此节能减排的负载和供电设备，而当前的工频机结构UPS和高频机结构UPS在节能减排上主要有以下区别：　　①输入功率因数　　中大功率的三相工频机结构UPS在6脉冲整流的情况下输入功率因数约为0.8，不但对外有干扰，而且要求前面的发电机功率要3倍于UPS容量，即使在12脉冲整流选配谐波滤波器的条件下输入功率因数也低于0.95，而且增加设备量，加大了用户的投资成本和占地面积。而高频机结构UPS在不加任何外来设备的情况下输入功率因数大于0.99，从理论上说，后备发电机容量可与UPS一致，节省了投资和占地面积。　　

6、②能量损耗　　在相同输入功率因数的前提下，二者的效率相差约5%，比如同为400kVA的UPS为例，工频机结构UPS每年要比高频机结构UPS多消耗近250万度电。　　目前容量较大的机房大都采用了400kVA工频机结构UPS，配12脉冲整流和谐波滤波器，负载功率因数为0.8。表1是一家金融单位5000kVA的数据中心在对400kVA工频机结构UPS和600kVA高频机结构UPS(负载功率因数0.9)进行选择时的比较。如表1所示。　　——采用400kVA工频机结构UPS产品时的净占地面积约43平方米，而采用600kVA高频机结构UPS的净占地面积约23平方米。　　——采用400kV

7、A工频机结构UPS产品时的总重量大于50吨，而采用600kVA高频机结构UPS的总重量还不足15吨。　　——采用600kVA高频机结构UPS比采用400kVA工频机结构UPS每年节约250万度电。　　据测算，节约250万度电相当于减少了1960吨二氧化碳的排放量。　　③对外干扰　　UPS的对外干扰一般有两种，一种是听得到的机械噪声，一种是听不到的电噪声，工频机UPS会产生这两种噪声，电噪声会影响机器的稳定度，机械噪声影响人的身心健康，降低工作效率。　　而高频机UPS由于工作在20kHz以上，20kHz是