高频机与工频机的区别-图文课件.ppt

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1、“工频机”和高频机区别 所谓的“工频机”传统可控硅整流UPS 技术特征：技术特征：整流器采用可控硅整流器采用可控硅逆变器采用逆变器采用IGBT变压器变压器3+整流器逆变器变压器带输出变压器的UPS（大功率）采用可控硅整流器的UPS，其逆变器输出端必须采用一个升压变压器，如此才能输出三相380V，否则UPS无法工作。该变压器是逆变器不可缺少的一部分UWV+U1W1V1NUPS为什么可以不带输出变压器整流器整流器升压器升压器+逆变器逆变器INV.STATIC SW.RES.STATIC SW.UV W N U1 V1W1N1U2V2W2N2输入输出380VDC比较-殊途同归整流逆变升压市电负载整流

2、逆变升压市电负载变压器的作用被曲解隔离变压器真正作用在于改变电网的配电制式，即改变零线在中国国内，隔离变压器被赋予了隔离干扰的错误定义隔离变压器的作用是用来隔离零线的，还不是隔离干扰的无论UPS是否有变压器，UPS都以对市电火线进行了隔离；而无论UPS输出是否有变压器，UPS都未对零线隔离请记住在任何电源内部，加入变压器都是迫不得已的做法对于隔离变压器，所有UPS厂商都是选件所有的UPS厂家都以能够取消变压器而荣，并以此作为技术领先的说辞。加入变压器并不能为系统带来可靠性的提高，而只会导致系统效率下降UPS发展历程可控硅整流器可控硅逆变器可控硅整流器GTR逆变器可控硅整流器IGBT逆变器IGB

3、T整流器IGBT逆变器第一代第二代第三代第四代IGBT功率元件SCR可控硅可控硅MOSFET场效应管场效应管GTR大功率晶体管大功率晶体管IGBT绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管优点优点最传统的开关元件，目前仍在一些大功率UPS中用作整流器元件容量很大开关频率极高触发控制简单容量大抗干扰能力强兼具了MOS管的高频开关特性和GTR的大电流、抗干扰能力强的优点缺点缺点开关频率低谐波污染严重复杂的关断电路抗干扰能力差容量小，只用于小型UPS开关频率低电流驱动复杂价格较贵所谓所谓“工频机工频机”的问题的问题输入电压范围小输入电压范围小 15%频率范围小频率范围小6%输入功率因数低输入功率因数低0.80

4、.85输入谐波失真大输入谐波失真大33%效率低效率低92%（88%）体积大体积大重量重等重量重等 从技术发展看，随着新材料、新原理、新器件的不从技术发展看，随着新材料、新原理、新器件的不断出现，所谓的断出现，所谓的“工频机工频机”必将退出必将退出UPS的历史舞台的历史舞台所谓所谓“工频机工频机”的技术误区的技术误区由于有了变压器：由于有了变压器：抗干扰能力强？抗干扰能力强？能适应电网电压的恶劣环境？能适应电网电压的恶劣环境？减少负载对逆变器的冲击，提高减少负载对逆变器的冲击，提高UPS的可靠性？的可靠性？能提高输出电压的精度？能提高输出电压的精度？变压器的真正作用：变压器的真正作用：升压升压为

5、负载产生中线为负载产生中线工工频机与高机与高频机区机区别“工频”这种电路方案在上个世纪就开始应用在UPS上了。高频的界线就是20kHz，因为在这个频率上正好脱出了人的听觉范围，上个世纪七十年代初就已经提出了20kHz革命的口号，不过那时候还处在这种高频的初期，电源也以小功率脉宽调制（PWM）直流输出电压为主，由于该项技术的复杂性，应用在UPS上还是近十多年的事。我国所以还保留了生产工频机的一片沃土，这有两方面的原因：首先是许多厂家基本来自于仿制，而仿制高频机不像仿制工频机那么容易，在仿制成功之前，工频机仍是保业之本；另一方面也依赖于某些用户对新事物的不敏感和对老产品的眷恋。尽管高频机的地盘在不

6、断扩大和工频机的地盘逐渐缩小，但也给工频机生产厂家带来了一定的“商机”，原因是竞争对手少了。只要他们的销售人员能够说服消息闭塞的用户，在投标中就几乎碰不到几个对手的竞争，成功的机会就很大。工频机特点及原理若保留工频机的一席之地必须要有使用户认可的理由，于是变压器具有“特殊作用”的理由也就产生了：比如它能够抗干扰、缓冲负载突变，还能提高UPS的可靠性。因为在宣传者看来高频机UPS没有变压器，既然高频机没有变压器就无法和有变压器的设备相比，从而使用户对该变压器留下深刻印象，甚至认为无变压器的UPS就不能可靠的工作，好像这个变压器是为了这些目的专门加上的，是不是这样呢？回答是否定的。首先他把变压器误

7、当成了电抗器，岂不知电抗器和变压器有着本质的区别。再就是这个变压器是工频机全桥逆变器不可分离的构成部分，而且作用也很简单，下面进行讨论。输出隔离变压器的升压作用电原理图输出隔离变压器的升压作用电原理图 620V二极管二极管整流器整流器二极管二极管整流器整流器晶体管晶体管逆变器逆变器充电器充电器市电市电升压升压变压器变压器192V192V输 出电压220V工频机特点及原理工频机变压器的第二个作用对零线的隔离工频机UPS采用的是全桥逆变器，如图1所示。这种逆变器输出的不是一根火线和一根零线，而是两根火线。图2给出了在电压正弦波输出与输入同步，无变压器和不接地情况下，正半波时的电流流动方向和途径，如

8、图中箭头所示。此时电路工作正常，因为电流按正常路径依次流过两个整流管和两个逆变管，如图2所示，负半波也是如此。然而用户的设备都要求输入电源接地，而我国的用电制度则是零和地在变电站就连接在一起了，所以这里的接地就带来了灾难。LN工频机特点及原理输出隔离变压器不能隔离干扰和缓冲负载，更不能提高设备的可靠性首先要建立的一个概念是：UPS的输出必须具有良好的动态性能，就是说它的输出端必须就有跟随负载快速变化的优越性能。换言之，不允许输出端有任何抗干扰和缓冲的功能，这是对电压源的基本要求。所以变压器的任何所谓的缓冲都是不允许的，实际上也都是这样。目前所有UPS的隔离变压器都是为了变压和隔离零线的目的而接

9、入的，并没有隔离干扰和缓冲负载突变的的功能。图4给出了这种变压器的结构电原理图。从图中可以看出，变压器的初级和次级之间都有绝缘层，他们就构成了一个一定容量的电容器C，电容器的容抗和频率是成反比关系的，即：（1）式中：XC是变压器初次级间等效分布电容的容抗，单位是欧姆（）。f是干扰信号的频率。单位是赫兹（Hz）。C是变压器初次级间等效分布电容量，单位为法拉（F）。高频机特点及原理高频机UPS真的没有变压器吗？一般认为高频机没有变压器，这是一种误解。实际上在高频机UPS中也有变压器，比如UPS输出交流电压220V时的电压幅度峰峰值也是620V，而UPS中的电池电压一般小功率都在192V以下，比如2

10、4V，36V，48V，等等。如果没有变压器又如何将这些低电压上升至620V呢！在人们的习惯中大都认为有线圈和铁心的才叫变压器，否则就不是变压器，这就有些片面了。凡是能将一个电压值变换为另一个电压值的装置都应该是变压器，只是人们还不习惯而已。不能以外形如何来定义，要以功能而论。又比如电磁炉和微波炉哪一个外形也不像习惯上做饭的炉子；宇宙飞船既没有能飞的翅膀也不像船但对这些东西，人们已习惯了，也就叫开了。高频机UPS由于有了这个电子变压器又带来了很多好处：由于所在的位置不同（不在输出端），不但可以变压，而且还有输入功率因数校正功能，它可以将输入功率因数校正到接近于1，这是工频电磁变压器所无法实现的；

11、它的抗干扰功能也是工频变压器所无法比拟的，这是因为普通电磁式变压器必须将输入的电压波形没有失真地传递到输出端，所以也就将干扰一并送出。高频机特点及原理高频机的电子变压器则不然，所示的电路是将输入电压波形进行切割后储能送出：当整流正弦半波电压波形到来时，开关S闭合，电流经电感L和开关S和输入形成回路，此时能量储存在电感L中，开关S按照一定的频率开断与闭合，当开关断开后，储存在L中的能量与输入的能量叠加后一起沿虚线方向给二极管D后面的电容和负载供电，而后再重复下一个同样的周期。由电子变压器取能时，并不将其送出，而是以静态的形式储存，不取能时再将储存在电感中的能量送出。换言之，即使电网中有干扰，也会

12、将动态干扰在储能过程中平复，就像波浪翻滚的河水流入湖泊后就会“偃旗息鼓”，平静下来，而由湖泊向外提供的水流则是平缓的。谁也不会相信电池向外提供的电流中会有干扰成分。从上面的分析可以看出，工频机变压器抗干扰和缓冲之说是没有理论根据的，而高频机的变压器从电路上就可明显地看出它的对干扰隔离性能。高频机的性能1,全IGBT的绿色 UPSJ输入功率因数：0.99J输入电流谐波失真度：94%不同技术UPS的效率比较整流技术整流技术效率效率6脉冲整流器90%12脉冲整流器88%升压整流器93%IGBT整流94%为您节省大量运行支出罗格朗系列UPS整机效率高达 94-95%以100kW的负载为例，和12脉冲整流的UPS相比（高6%)效率差异效率差异每小时每小时每天每天每年每年6kW6度144度52560度每度电（商业）为1元每年节省52560元UPS寿命为10年：10年节省525600元外加空调制冷费用。总结效率高,半载也能达到93%,节省电费开支减少输出变压器这个单点故障,提升可靠性散热低,对无精密空调的房间适应性强采用全IGBT技术,输入谐波低输出功率因数高达0.9噪音低发电机配比能做到1:1降低了机器体积和重量节能环保