光盛蓄電池GS12V65AH/詳細(xì)參數(shù)說明
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在說工頻機(jī)高頻機(jī)之前，我們先明確下高頻機(jī)、工頻機(jī)的定義。國(guó)外沒有高頻機(jī)工頻機(jī)的說法，他們定義有變壓器型和無(wú)變壓器型ups，即transformer ups和transformer-less ups。國(guó)內(nèi)以整流器的調(diào)制頻率來區(qū)分，整流器的調(diào)制頻率為工頻(50hz)調(diào)制的，定義為工頻機(jī)，整流器采用高頻(上千hz)調(diào)制的，定義為高頻機(jī)。
另外ups從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話，有機(jī)架式(rack type ups)、模塊化(modular ups)和塔式(tower type ups)機(jī)型。這個(gè)相對(duì)比較好理解，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的ups稱為機(jī)架式ups，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化ups，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式ups只是把小功率(小于20kva)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝，本文不對(duì)機(jī)架式ups進(jìn)行對(duì)比分析。
一、工頻機(jī)
工頻ups即基于變壓器輸出的ups,使用scr晶閘管器件作為整流器元件，整流器調(diào)制工作頻率與電網(wǎng)頻率(50hz)一致，這種機(jī)型稱為工頻機(jī)。工頻ups由整流器、逆變器、靜態(tài)旁路、維修旁路、輸出變壓器組成。輸出變壓器是ups的必要組成部分,起升壓作用。因?yàn)閡ps的整流、逆變的兩次變換均為降壓環(huán)節(jié)(scr的管壓降),所以在ups輸出之前必須有一個(gè)環(huán)節(jié)用于升壓,這個(gè)輸出變壓器就是用來實(shí)現(xiàn)這一功能的。
常見工頻機(jī)有2種機(jī)型，6脈沖工頻整流和12脈沖工頻整流機(jī)型，原理圖如下：
12脈沖整流工頻機(jī)是在6脈沖的基礎(chǔ)上再增加1個(gè)6脈沖整流器和一個(gè)移相變壓器，這樣能夠帶來更優(yōu)的整流參數(shù)指標(biāo)，與比6脈沖整流相比，12脈沖整流在輸入功率因數(shù)和諧波電流thdi參數(shù)指標(biāo)上有明顯優(yōu)勢(shì)，其指標(biāo)對(duì)比如下：
目前工頻機(jī)在市場(chǎng)上逐漸萎縮，特別是在數(shù)據(jù)中心和通訊機(jī)房，已經(jīng)逐漸被高頻機(jī)、模塊化ups所代替。工頻機(jī)也有其自身特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是石油石化、化工、高端制造等行業(yè)，工頻機(jī)仍然是主角，在整個(gè)ups行業(yè)，工頻機(jī)市場(chǎng)占有率保持在30%以上。
二、高頻機(jī)
高頻機(jī)又有3種常見類型，在90年代后期，一種在scr整流后端增加boost升壓斬波電路，將直流提升到ups輸出所需的電壓，從而省掉了輸出變壓器?？梢院?jiǎn)單理解為以直流升壓取代了之前工頻ups變壓器的交流升壓，這樣不但成本更低，把ups體積和重量大大降低，可以說是ups內(nèi)業(yè)重大技術(shù)革新。這種無(wú)變壓器的ups,雖然整流器的前半部分仍然scr器件，但其整流后半部分包含igbt高頻升壓斬波電路，從國(guó)內(nèi)的定義上來看，這也屬于高頻機(jī)。目前這種boost升壓斬波高頻機(jī)型已越來越少，只有一些中小功率ups會(huì)繼續(xù)采用。
隨著電力電子功率器件和ups控制技術(shù)的不斷發(fā)展，先后出現(xiàn)全igbt機(jī)型和全igbt+輸出隔離變壓器機(jī)型，即igbt整流+igbt逆變無(wú)變壓器機(jī)型和igbt整流+igbt逆變有變壓器機(jī)型，其整流器采用高頻調(diào)整方式，調(diào)制頻率一般都是上千hz。
根據(jù)整流器調(diào)制頻率定義的ups機(jī)型，3種的高頻機(jī)的原理圖如下：
高頻機(jī)最大的特點(diǎn)是無(wú)變壓器，體積小重量輕，功率密度大，整機(jī)效率高，輸入諧波電流小，因此其發(fā)展前景更被看好，高頻化是電力電子發(fā)展的趨勢(shì)。但從應(yīng)用情況來看，高頻機(jī)在環(huán)境適應(yīng)性和抗沖擊能力上仍然不及成熟度更高的工頻機(jī)。
隨著社會(huì)供電環(huán)境對(duì)綠色電源和節(jié)能降耗的產(chǎn)品需求不斷增加,高頻igbt整流ups技術(shù)有了很大發(fā)展,igbt器件的可靠性和穩(wěn)定性也有了很大的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的用戶選擇高頻機(jī)，特別是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域、金融、通訊領(lǐng)域高頻機(jī)已是用戶首選機(jī)型。
三、模塊化機(jī)型
模塊化ups是把高頻ups的功率部分單獨(dú)做成一個(gè)個(gè)功率模塊，然后每個(gè)模塊并聯(lián)輸出，另外旁路切換模塊和控制單元也做成模塊單元，這樣整臺(tái)ups就是一個(gè)個(gè)模塊疊加而成。模塊化ups最大的特點(diǎn)是，功率部分很容易實(shí)現(xiàn)冗余功能，只要ups帶載功率富余量大于單個(gè)模塊功率，ups功率部分即可實(shí)現(xiàn)“n+1”冗余，從而提高ups供電的可靠性。模塊化ups還有個(gè)好處就是可用性高，當(dāng)某個(gè)模塊故障時(shí)，直接更換模塊，維修時(shí)間非常短，維修非常方便。另外，模塊化ups還經(jīng)常提到“邊成長(zhǎng)邊投資”的模式，即用戶可以在初始建設(shè)時(shí)購(gòu)買較少的功率模塊，在業(yè)務(wù)增長(zhǎng)用戶設(shè)備增加后再購(gòu)買功率模塊進(jìn)行ups擴(kuò)容。模塊化ups的原理結(jié)構(gòu)圖如下：
在高頻機(jī)出現(xiàn)不久后，模塊化ups就應(yīng)運(yùn)而生，模塊化ups從理論上來說也是高頻機(jī)的一種，只是其結(jié)構(gòu)與普通高頻塔式機(jī)型差別較大。模塊化ups對(duì)并聯(lián)控制技術(shù)要求比較高，早期的模塊化ups故障率偏高，每次維修更換模塊成本不低，因此選擇模塊化ups的用戶很少，不是市場(chǎng)的主流。但隨著并聯(lián)控制技術(shù)逐漸成熟，模塊化ups可靠性逐漸提高，而其高效率和高可用性的特點(diǎn)逐漸被市場(chǎng)認(rèn)可，尤其是華為攜模塊化ups重現(xiàn)ups市場(chǎng)，迅速帶動(dòng)模塊化ups高速發(fā)展，其市場(chǎng)占有率直線上升，特別是在idc信息機(jī)房、金融等領(lǐng)域，已和高頻塔式機(jī)不分上下。
四、三種機(jī)型的比較
工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化ups三種機(jī)型各有各的特點(diǎn)，我們從成熟度高、可擴(kuò)展性、冗余性、整機(jī)效率、輸入諧波、pf指標(biāo)、占地面積、快速維修等多方面進(jìn)行比較：
把三種機(jī)型比較列表轉(zhuǎn)換成雷達(dá)圖，如下：
結(jié)束語(yǔ)：
工頻機(jī)、高頻機(jī)、模塊化機(jī)型是目前ups市場(chǎng)上最常見的三種機(jī)型，其各有各的特點(diǎn)，滿足不同類型的客戶。不同類型的用戶，有其自身的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)及其負(fù)載特性，作為廠家我們站在客戶應(yīng)用的角度來選擇適合用戶的機(jī)型，而不是單純從技術(shù)層面看哪種機(jī)型技術(shù)最先進(jìn)。ups解決的是用電可靠性，最先進(jìn)不一定最合適。作為使用者，應(yīng)該從自身的角度，來選擇最優(yōu)的方案，從而確定適合自己的ups機(jī)型。
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另外ups從外形結(jié)構(gòu)上來區(qū)分的話，有機(jī)架式(rack type ups)、模塊化(modular ups)和塔式(tower type ups)機(jī)型。這個(gè)相對(duì)比較好理解，便于安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜里面結(jié)構(gòu)的ups稱為機(jī)架式ups，功率單元、旁路切換單元采用模塊化結(jié)構(gòu)組成的機(jī)型稱為模塊化ups，整流逆變均是按規(guī)定功率設(shè)計(jì)的整體機(jī)型稱為塔式機(jī)型。通常所說的高頻機(jī)和工頻機(jī)指塔式機(jī)型,機(jī)架式ups只是把小功率(小于20kva)的塔式機(jī)型的物理結(jié)構(gòu)調(diào)整以適合機(jī)架安裝，本文不對(duì)機(jī)架式ups進(jìn)行對(duì)比分析。
一、工頻機(jī)
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