模塊化UPS、工頻機(jī)和高頻機(jī)型的區(qū)別

來源：存能電氣  日期：2019-05-07 11:21  瀏覽量：次

　　模塊化UPS、工頻機(jī)和高頻機(jī)型的區(qū)別。UPS電源發(fā)展到現(xiàn)在，市場(chǎng)上有著各種各樣的機(jī)型，其中工頻機(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，本文存能電氣從基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)介紹這3種機(jī)型，進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比，以供用戶選型參考。

　　模塊化UPS、工頻機(jī)、高頻機(jī)型的區(qū)別

　　◆模塊化UPS

　　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)備增加后再購買功率模塊進(jìn)行UPS擴(kuò)容。

　　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，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，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。

　　模塊化UPS電源一般沒有變壓器，也采用的是高頻設(shè)計(jì)。優(yōu)點(diǎn)是省電，效率高。維護(hù)，維修方便。

　　◆工頻機(jī)

　　工頻機(jī)即以50Hz交流電為高壓發(fā)生器電源的傳統(tǒng)X線檢查設(shè)備。采用工頻變壓器作為整流器與逆變器部件的UPS俗稱工頻機(jī)，主要特點(diǎn)是主功率部件穩(wěn)定可靠、過負(fù)荷能力和抗沖擊能力強(qiáng)。工頻機(jī)是以傳統(tǒng)的模擬電路原理設(shè)計(jì)，由晶閘管(SCR)整流器、IGBT逆變器、旁路和工頻升壓隔離變壓器組成。

　　◆高頻機(jī)

　　利用高頻開關(guān)技術(shù)，以高頻開關(guān)元件替代整流器和逆變器中的工頻變壓器的UPS，俗稱高頻機(jī)，高頻機(jī)體積小、效率高。高頻機(jī)通常由IGBT高頻整流器、電池變換器、逆變器和旁路組成。IGBT可以通過控制加在門極的驅(qū)動(dòng)來控制其開通與關(guān)斷，IGBT整流器開關(guān)頻率通常在幾千赫到幾十千赫，甚至高達(dá)上百千赫，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工頻機(jī)，因此稱為高頻UPS。

　　UPS按設(shè)計(jì)電路工作頻率來分，可分為工頻機(jī)和高頻機(jī)。高頻機(jī)輸出沒有變壓器隔離，如果逆變功率器件發(fā)生短路，則直流母線（DCBUS）上的高直流電壓直接加到負(fù)載上，這是安全隱患，而工頻機(jī)則不存在此問題。

　　在可靠性方面，工頻機(jī)要優(yōu)于高頻機(jī)：工頻機(jī)采用晶閘管(SCR)整流器，該技術(shù)經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和革新，已經(jīng)非常成熟，其抗電流沖擊能力非常強(qiáng)。由于SCR屬于半控器件，不會(huì)出現(xiàn)直通、誤觸發(fā)等故障。

　　在環(huán)境適應(yīng)性方面，高頻機(jī)要優(yōu)于工頻機(jī)：高頻機(jī)是以微處理器作為處理控制中心，將繁雜的硬件模擬電路燒錄于微處理器中，以軟件程序的方式來控制UPS的運(yùn)行。因此，體積、重量等方面都有明顯的降低，噪音也較小，對(duì)空間、環(huán)境影響小，因此比較適合于對(duì)可靠性要求不太苛刻的辦公場(chǎng)所。

　　高頻機(jī)與工頻機(jī)比較而言：尺寸小、重量輕、運(yùn)行效率高、噪音低，適合于辦公場(chǎng)所，性價(jià)比高，對(duì)空間、環(huán)境影響小，相對(duì)而言，高頻UPS對(duì)復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)和電動(dòng)機(jī)引起的沖擊和暫態(tài)響應(yīng)易受影響，由于工頻機(jī)的變壓器把市電與負(fù)載隔離，對(duì)市電惡劣的環(huán)境下，工頻機(jī)比高頻機(jī)能提供更安全和可靠的保護(hù)，在某些場(chǎng)合如醫(yī)療等，要求UPS有隔離裝置。

　　因此，對(duì)工業(yè)、醫(yī)療、交通等應(yīng)用，工頻機(jī)是較好的選擇。兩者的選擇要根據(jù)客戶的不同、安裝環(huán)境、負(fù)載情況等條件權(quán)衡考慮。

　　總的來講，模塊UPS電源一般都是高頻機(jī)，但也有6K以下的工頻機(jī)，但很笨重。做成模塊機(jī)主要是為了省空間，但只有幾個(gè)大品牌的模塊機(jī)比較成熟，一般的質(zhì)量都不穩(wěn)定。高頻機(jī)范圍相對(duì)比較廣，不過現(xiàn)在的大廠家都在往高頻化去研究，畢竟它的價(jià)格和性能方面都相對(duì)比較好。

　　工頻機(jī)一般適用在比較重要的場(chǎng)所和一些環(huán)境比較差的地方，不過現(xiàn)在的技術(shù)來說，工業(yè)用的地方還是工頻機(jī)比較適用的，特別是一些電機(jī)之類的感性負(fù)載。