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工频机与高频机区别比较

一、概述:

采用工频变压器做为整流器和逆变器部件的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。工频机是以模拟电路原理来设计,机器内部的电力器件(如变压器、电感、电容器等)部分基本采用大型功率元件,但其控制系统及网络通讯都是采用了成熟的、高集成速度快的数据运算处理芯片,在数据跟踪及调整方面非常精确。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。

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。其将众多的功率元器件及模拟电路压制于较小的芯片中,所以体积较小。高频机需要较高的频率驱动,一般在20KHZ以上,运行频率高,所以在生产中对工艺要求很高,对元件的质量要求也高,整体调整稍有误差就会在使用中出现爆机现象。其直流母线电压必须远远高于输出交流电压峰值,才能通过逆变器开关斩波满足输出额定电压,也对元器件质量要求很高。因此上,高频机体积相对较小,重量较轻,制造成本低,售价相对低,但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。相对于工频机而言,高频机还对复印机、激光打印机、电动机及大功率电器(如大功率的功放机)引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响。直接的现象就是频繁报警、跳旁路、突然停机、甚至爆机。

工频机实际上现在都采用了先进的IGBT逆变技术,脉宽调整技术,同时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,要求电力逆变电源有隔离装置,因此,对大型弱电机房 ,电力、工业、智能会议、航空、航天、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择。

因此,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。

 

72、比较

高频机

优点:集成度较高、体积较小、重量较低、可以作到输入有源功率因数矫正,是将来绿色电源的发展趋势

缺点:市电输入范围窄、对电网的谐波处理能力较差、不耐负载的峰值冲击、抗瞬间输出短路能力低、运行环境要求高、运行稳定性差、维护成本高。

工频机

优点:市电输入范围宽、调整幅度大耐冲击、带隔离变压器、运行稳定性高、并机扩容方便、维护简单。

缺点:输入输出变压器尺寸大、体积相对较大、成本相对较高。

附件(供参考):

73工频UPS使用理念

在UPS领域中,工频UPS电源作为所有信息数据和设备的电源保护产品,已经发展成为传统成熟的技术,这不仅是指逆变电源本身,还包括了以工频电力逆变电源为核心的整个电源保护解决方案。工频UPS电源保护方案中的几个要素如下:
    ● 高可靠性:是指工频UPS及其配套的产品应具有经过多年市场验证的质量和品质,产品质量可靠;
    ● 高可用性:是指工频UPS电源系统包括供电、配电等,作为一个整体具有故障容错的能力,采用冗余的配置,含有内置的手动维修旁路,采用热备份或直接并联的冗余形式;
    ● 高性能:产品应具有优异的技术指标,面向非线性负载设计,输出失真度小,过载能力强,抗短路、抗冲击;
    ● 高效率:节能不仅关系到初期的投资环境投资,还与后期的运行费用有关,是一个长期的经济技术指标;
    ● 可管理性强: 用户的操作界面具有模拟图、中文显示、直观的功能键,易于理解和掌握,还具有深度充放电保护、自动放电检测、实时后备时间显示、温度补偿充电等等。
    ● 可维护性强:维修时对负载的供电无任何影响,同时维修又是一种安全的无电操作;
    ● 良好的专业服务:专业化的电源保护产品的供应商,应具有训练有素的售后服务队伍、能够及时地排除系统故障、网络式的快速服务网点、充足的备品备件储存等。

74高频机与工频机的区别  
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。

 3)、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。

4)、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。

5)、工频机的抗负载冲击能力较强。

性能比较表

序号  

比较的指标

高频机

工频机

1

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

0.92

5

整机效率 

85~97%

85~95%

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  

9

功率器件容量 

10

故障时器件损坏程度 

11

可靠性

一般

12

可维护性 

较复杂 

较简单

13

重量    

较轻

较重

14

体积      

较小

较大

15

与发电机适应力

较差

16

输出功率因素

0.7

0.8

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。

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