山特UPS
山特UPS报价
山特UPS官网

工频UPS电源与工业UPS不间断电源的区别

工业变频机和高频机是两种不同的技术路线或架构,而工业变频机和商用变频机是工业用户使用的,体现了可靠性和适用性的水平。工业机器的主要特点是高EMC抗扰度(以防止电气环境的传导和辐射电磁干扰对UPS正常运行的影响);高IP保护等级(防止灰尘、水飞溅、有害气体等影响UPS的正常运行);输出工频隔离变压器(由于工业应用中UPS的旁路输入是独立的,需要增加工频隔离变压器,所以输出配电系统灵活,可以再生TN系统、it系统、电气隔离等);隐藏的特点是根据用户需求制定的整流器和逆变器的控制算法和采样设计;电气环境和负载条件。


回顾了工频电机和高频电机分类的起源


1956年,美国J。摩尔制造了晶闸管的原型。1957年,美国RA约克公司生产了一种实用的晶闸管。晶闸管在20世纪50年代末应用于电力电子器件中,60年代以来得到了迅速的推广,并发展了一系列的衍生器件,拓展了电力电子技术的应用领域。


随着晶闸管应用的普及,电力电子电路发展了许多电力电子电路,可分为:


1将交流电源转换为直流电源的整流电路;


2将直流电源转换为交流电源的逆变电路;


三。交流转换电路,将一种形式的交流电源转换成另一种形式的交流电源;


4将一种形式的直流电转换成另一种形式的直流电的直流转换电路。


这些电路都包含晶闸管,每个晶闸管需要一个相应的触发器。因此,许多触发控制电路与这些电力电子电路结合出现。因此,有专家将1957年晶闸管的诞生视为电力电子技术出现的元年,将电子技术的学科分为电力电子技术和信息电子技术。在这种情况下,第一代静态工业频率UPS电源出现在1964年(见图1)。


静态山特工频UPS原理图

图1设计了4台逆变变压器;四台变压器分为两组,每组包含两台变压器;变压器的一次侧为三角形连接,二次侧绕组为一个星形绕组,另一个为之字形星形绕组(之字形,30° 相移);每组两台变压器能在一定程度上消除部分谐波;逆变器的输出电压可以通过调节两个变压器之间的相移来调节。由于整流器、逆变器和变压器都属于工频电源,因此它们通常被称为纯工频UPS电源。纯工频UPS电源,就逆变输出变压器而言,经历了变压器由4台减少到2台,由2台减少到1台的过程。示意图如图2和图3所示。


山特UPS变压器原理图

山特工频UPS原理图2

1962年,通用电气公司研制出第一台600V/200A GTO,它克服了普通晶闸管不能由栅极控制的缺点。然而,GTO在技术上一直是不足的,并且很容易在应用中烧毁。1974年,东芝等日本公司采用NTD单片机,通过计算机仿真技术在GTO开发上取得突破性进展,生产了1200V/2000A的GTO。越来越大的双极晶体管采用垂直结构、达林顿级联技术、多单元集成并联技术,实现500V/200A/50(电流倍率hfe),此时被称为GTR。20世纪70年代末,由于超净半导体技术的进步,超净半导体的;表面状态;长期阻碍MOS器件的杂质离子也得到了控制和解决。


由于技术问题,第一个构思出来的装置来晚了,但它的性能更好,更容易制造。因此,MOS集成电路在20世纪70年代末发展迅速。上世纪80年代初,基于MOS集成电路的垂直扩散MOS功率器件VDMOS在国际整流器的努力下也逐渐成熟。1982年,通用电气的印度裔美国人BJ Baliga和摩托罗拉几乎同时独立发明了IGBT。1984年,葛';s VAKTemple发明了性能更好的MCT(H),并于1991年商业化。但到了90年代末,结构过于复杂,产量低,停滞不前。20世纪90年代初,日本开发了基于IGBT的智能功率模块(IPM-intelligent power module);s三菱公司经过近十年的改进,已进入成熟应用阶段。1995年,西门子首次推出了无穿孔NPT-IGBT,这是一个技术里程碑。因为,NPT-IGBT技术可以使功率开关器件在高温可靠性、安全工作区、超高耐压、低成本、高开关性能等诸多方面得到显著提高。采用NPT-IGBT技术和GTO晶圆工艺,目前可生产6500V/600A NPT-IGBT。


因此,上世纪80年代中期,UPS逆变器进入高频化时代,IGBT的工作频率一般为开关频率3~10khz。工作耐压为600V。正因为母线直流电压不采用DC/DC升压,还需要一台工频升压变压器,所以这类机型仍被称为“工频机”;纯粹的;移除,如图4所示。


山特工频UPS电源原理图

同一时期,最能体现工业机械特点的电力专用UPS电源应运而生。随着DCS的引入,电力行业开始批量使用UPS电源,并发现UPS电源中的电池故障率较高。国内外变电站、电厂直流屏用户都提出了UPS电池管理的想法,希望能使用;UPS头;,也就是说,UPS电源没有配备电池和充电,直流端直接连接到直流屏上。这样,用户';s直流维护人员保证了电池的安全性,提高了UPS电源的可靠性,减少了电池的投入,如图5所示。


山特UPS机头

电源专用UPS最能代表工业机器的定制功能,其特点如下:

1UPS电源本身没有电池组,直接使用挂在直流屏总线上的电池组,因此UPS电源不需要配备充电器;

2由于直流屏的蓄电池母线对地绝缘试验,UPS的输入/输出必须有隔离变压器;

三。提供应急电源冷启动功能;

4电源专用UPS电源一般由电源UPS电源主机、旁路稳压柜、输出馈线柜三部分供电;

5由于电厂DCS系统负荷多为单相负荷,因此单相负荷分配线路简单,易于维护。因此,大部分电源专用UPS电源输出单相220V,且容量一般在160kVA范围内。


采用上述结构的电源专用UPS电源也可称为工频电源专用UPS或工频工业UPS电源。


2000年以后,大电流高压IGBT已经模块化。除上述分立元件外,其驱动电路现已制成集成IGBT专用驱动电路。性能较好,整机可靠。更高的性能和更小的尺寸。IGBT系列模块耐压达到1200V/1700V/2000V/2500V/3300V/6500V。此时,UPS的整流器也进入高频。通常采用耐压1200V的IGBT系列模块,开关频率为3-10kHz。


在图6所示的UPS电源中,电源输入由IGBT调制整流,得到直流电压(400~500V),交流线电压(约310V)经逆变器调制后输出,最后通过输出变压器增加到所需线路。电压380V稳定电压。由于仍然需要一个工频升压变压器,即使整流器和逆变器都是高频的,这种型号仍然被称为工频机。


山特工频升压变压器

在图7所示的UPS电源中,主电源输入由IGBT调制整流,直流电压升压至800V左右,逆变器经调制滤波后直接输出380V稳定电压。


山特高频机原理图

由于该型号的整流器和逆变器都是高频的,没有工频升压变压器,所以称之为高频机。


随着高频机时代的到来,特别是IGBT整流技术具有高频特性,其输入功率因数也随之提高≥ 0.95,输入THDI≤ 5%,对电网污染小,因此被称为绿色整改。采用机械技术制造的工业机械被称为新一代绿色工业机械。在设计时,它保留了工业机器的主要特点:高EMC抗扰度、高IP保护水平、输出工频隔离变压器和隐性特性、整流和逆变控制算法和采样设计。现在数据中心在工业领域逐渐得到应用,在技术上是未来工业机器的发展方向,如图8所示。


山特工业UPS原理图

综上所述,我们可以总结如下:工频电机和高频电机是两种不同的技术路线或结构。当工业机器和商用机器被工业用户使用时,它们反映了可靠性和适用性的水平。因此,无论是工频机还是高频机都可以作为工业机械使用。同样,工频机和高频机都可以用作商用机。工业UPS电源采用高度工程化的组件方法。它的定义是以用户为中心,与用户一起研究和判断行业';s电气环境(如输入三相不平衡、触电、谐波等)、负载环境(如整流器、变压器、电动机等)、空间和气候环境等(如灰尘、高温、高湿度、海拔等),以及;量身定做;UPS电源系统解决方案。这种高度工程化的组件化方法大大提高了UPS系统的可靠性和适用性。


在工业变频工业机械或高频工业机械的选择上,各个行业的用户都有自己确定的习惯和经验,短期内很难做出改变。因此,在推广工业级UPS的广泛应用时,必须实事求是地解决用户的棘手问题,必须根据现状引进高新技术。总之,工频UPS电源并不等同于工业UPS电源。



上一篇:山特UPS蓄电池快速充电的方法
下一篇:山特UPS电源噪音大是什么原因?怎么解决?