高頻式UPS電源在性能上不僅可以完全取代工頻機UPS,總之.還具有后者所沒有的優(yōu)勢。毋庸置疑的是當時屬于先進技術的定時炸彈,UPS電源技術出現于上世紀70年代。數十年來也在電力電子領域做出了不朽的貢獻,有口皆碑。一般說來,任何一種技術的先進性都是相對的,任何一種高級產品都有其適用性。伴隨著IT技術的出現和發(fā)展,UPS工頻組件暴露出其不足之處,如體積大、重量大、功耗大和輸入功率因數低等不利因素,極大地影響了數據中心可靠性。在歷史上,任何一種技術在阻礙生產力發(fā)展的同時,總會有一種新的技術來取代它。
一、高頻UPS相對工頻UPS電源的優(yōu)點。
1.輸入功率系數高。
沒有超過0.8的諧波電流的輸入功率因數有30%以上。如前接發(fā)電機,工頻機UPS電源通常是200kVA,下列輸入電路均采用晶閘管6脈沖整流。一臺發(fā)電機的容量至少要比UPS高3倍;如果它是單相小功率UPS電源的發(fā)電機,它至少要比UPS供電能力至少5倍。
簡諧電流小于5%,高頻機任意容量UPS電源的輸入功率因數均能達到0.99以上.在理論上與UPS電源相同,極大地減少了投資及占用空間等。其中,充分利用城市電力具有較好的經濟意義和社會意義。
2.自身耗電少。
要求加諧波濾波,或者改為12脈寬的整流,若要求工頻機的輸入功率因數大于0.95.如圖1所示。使工頻機UPS的電源效率比高頻機UPS電源低5%的容量在100kVA的情況下,UPS的工頻UPS比高頻機UPS每年要比UPS多消耗50,000度電!
3.外部干擾少。
在工頻UPS電源中,機械噪聲會影響人們的身心健康,產生電噪聲。電氣噪音影響機器的穩(wěn)定性,降低工作效率。而且高頻UPS電源工作在20kHz以上,20kHz的人耳聽不到頻率,使得工作環(huán)境變得安靜。另因高頻機UPS電源的輸入功率因數高于0.99,外部干擾接近零。
4.體積小,重量輕。
但同一家廠家的250kVA高頻機UPS電源重量僅為830kg工頻機UPS電源因有輸出變壓器和適應50Hz電感電容等低頻器件,使體積.重量大大增加。例如某品牌200kVA工頻機UPS電源重1380kg。
5.全數字化技術。
如今,數字和仿真技術已普遍地發(fā)展起來。仿真技術的可靠性不如數字技術。但高頻UPS電源技術是一項全數字化技術,起初工頻機UPS電源采用模擬技術.可靠性非常高。
6.具有很強的電網適應性。
這樣,電池的使用壽命就大大延長。對輸入電壓±15%的變化量,工頻機UPS電源已經很難適應,而高頻機UPS電源更適合輸入電壓±30%以上的變化量。
7.能夠將并聯循環(huán)衰減至接近零。
與變壓器直接并聯最易形成環(huán)流,工頻機UPS電源并聯變壓器的直接并聯.這種環(huán)流通徑疏通無阻,高頻UPS電源由于沒有輸出變壓器,在這里可以看到在環(huán)流中到處都有障礙物,電壓差小于2V根本不能成為環(huán)流,而工頻UPS電源在這種情況下會形成很大的循環(huán)。
二、高頻設備的未來發(fā)展:
1.高功率因數諧波小。
晶閘管相控整流功率因數較低,網側諧波大。固體焊接機網側功率因數的提高,無論是對用戶還是對電網來說,都日益重要。為此,研究高能、高功率因數整流器對動態(tài)無功/諧波補償裝置的需求十分迫切。
2.高頻化
我國固體焊機的工作頻率高約800kHz,不能完全替代有色金屬管和其它特種焊管設備。所以,提高固態(tài)焊機的工作頻率,擴大應用范圍,最終替代高能耗,低效的電子管焊機是固態(tài)焊機的發(fā)展方向之一。
3.配套和智能控制。
由于焊管生產線的智能化,以及對固態(tài)焊機高可靠性要求的不斷提高,必須加強焊機配套設備的研制,如焊機水冷系統(tǒng).負荷匹配及傳感器制作.密封箱設計.速度-功率閉環(huán)控制系統(tǒng)等。與此同時,固態(tài)高頻焊機也在朝著智能化控制方向發(fā)展,擁有計算機智能接口.LCD顯示人機界面.遙控.故障自動診斷等控制功能正在成為下一代固態(tài)焊機的發(fā)展目標。
4.配套和智能控制。
由于焊管生產線的智能化,以及對固態(tài)焊機高可靠性要求的不斷提高,必須加強焊機配套設備的研制,如焊機水冷系統(tǒng).負荷匹配及傳感器制作.密封箱設計.速度-功率閉環(huán)控制系統(tǒng)等。與此同時,固態(tài)高頻焊機也在朝著智能化控制方向發(fā)展,擁有計算機智能接口.LCD顯示人機界面.遙控.故障自動診斷等控制功能正在成為下一代固態(tài)焊機的發(fā)展目標。
5.自動配載。
通過控制技術來適應負載變化,提高固態(tài)電源的利用率和焊接效率,實現了自動負載匹配。
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