高频机与工频机的区别.doc

高频机与工频机的区别一、高频机与工频机的定义 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抗干扰能力强、带负载能力强。二、高频机VS工频机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。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。工频机的抗负载冲击能力较强。三、高频机与工频机性能比较序号比较的指标、性能高频UPS工频UPS1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0.990.75整机效率8590%7585%6功率密度高小7零地电压较差相对较好8输出级元器件多少9功率器件容量小大10故障时器件损坏程度高低11可靠性一般好12可维护性较复杂简易13重量轻重14体积小大15与发电机适应力较差好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。四、大功率工频UPS和高频UPS技术对比表：序号高频机工频机1采用IGBT整流技术，根据统计数据，IGBT整流故障率远高于可控制硅整流采用可控硅整流技术，系统可靠性高2输出有高次谐波，高频谐波耦合在零线上，可能抬升零地电压，很难满足IBM，HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求输出配置隔离变压器，零地电压增量为零，更可靠保证负载运行3逆变器直接挂接负载，抗负载冲击能力弱，降低逆变器的可靠性输出隔离变压器自身短路阻抗的作用及高频衰减隔离特性，使得工频机具有很好的抗负载冲击能力，降低负载突变和短路对UPS的影响4逆变器直接带载，带不平衡负载能力弱通过变压器的负载重新分配，提高了UPS带不平衡负载的能力5负载直挂，带非线性负载的能力弱输出变压器具有3N次谐波电流的隔离能力，带非线性负载的能力强6无输出隔离变压器，在UPS故障的情况下存在输出直流电压损坏负载的风险即使在UPS故障的情况下也不存在输出直流电压的风险，负载更加安全可靠7主路旁路N线必须相同，因此无法实现主旁路不同源配置可以实现主旁路不同输入源的配置方案，满足高可靠性场地的配电要求8某些厂家的高频机输入零线中断时，UPS无法正常工作，当市电和柴油发电机切换时，因零线短时“缺失”可能出现“零偏”故障，造成输出闪断，负载掉电的重大故障隔离变压器重新生成中心点，UPS输入零线中断时可正常工作9采用专用充电器，充电能力弱。只能满足短时间（510分钟）后备电池的充电能力，长延时配置时电池充电能力不足，电池寿命严重缩短电池直接挂接母线，在负载不足满载时可将剩余的整流器容量用于充电，特别适应中国客户长延时配置后备电池的需求10电池与逆变器之间增加了电压变换电路，降低了电池放电时系统效率，同等负载时需配置更多的电池。且系统可靠性降低电池直接挂接母线，逆变效率高，节省电池的配置容量不可否认，高频UPS有一些优点，但目前就技术发展和成熟度而言，大功率高频机有许多缺点还需要进一步技术优化和升级。某些厂商推出的大功率高频UPS仍在试用阶段，在可靠性第一原则下，使用在重要场合的大功率UPS，仍然以工频机为首选。五、工频UPS的优势1、工频UPS工作原理存在的优越性1）工频UPS，用数字信号处理技术确保测量数据快速、灵活，从而产生快速的控制变量，确保对充电器及逆变的实时控制。2）工频UPS比高频UPS具有更强大的短路保护能力及更强大的过载能力。3）由于中国市电环境的极不稳定和易受到一些外部情况的干扰，所以对短路能力及过载能力的要求也更高，采用工频UPS，将极大地提高负载设备的安全性与稳定性。2、工频UPS硬件配置的优越性1）从技术上，工频UPS比高频UPS多增加了输入和输出变压器A、工频UPS独有标配的输入/输出变压器，使电流隔离免受输入干扰。在工业环境中，有些外部设备是大的干扰输入，如泵、发动机等等。这些干拓容易造成电流波动，影响负载的安全，因此，电流隔离对于这领域尤为重要。B、高频UPS为了降低产品成本则不含这些组件，相应的电流稳定性就不如工频UPS。2）工频UPS设备零部件设计的优越性A、工频UPS的零部件可根据客户的规格和需要设计，每个零部件都能承受较高的额定功率且具有较长的寿命，旨在确保用户设备操作过程的安全与持久。B、高频UPS在设计上旨在降低成本，所以其零部件仅符合最低的额定功率要求。3）对工业的苛刻环境有极强的适应性工频UPS主要设计在苛刻的工业环境下使用，防护等级达到了IP54，而高频UPS不具备这种适应能力。A、工频UPS设计的定位就是在工业环境中工作，如石化、电力、交通运输行业等等。应用于各种苛刻的工业室外环境，防止外部输入干扰，如高温、高湿、粉尘、震动、腐蚀、爆炸危险型气体及一些无法预测的环境。B、工频UPS可适应环境O55，相对温度0%95%，防尘、防雨水。诸如中国海洋石油公司，中国石化公司这样规模的在公司选择使用的工频UPS产品，就是因为它具有高可靠的苛刻工业室外环境适应能力。C、高频UPS不是专为工业环境设计，所以只能安装在清洁的、较安全的，可预测的环境中。如安装于空调房、低温、无尘等环境。4）工频UPS设备寿命的优越性工频UPS设计寿命超过20年，而高频UPS设计寿命为3-5年。A、根据工频UPS销售经验，许多设备都能正常工作15至30年。B、工频UPS的设计方向就是延长系统持续工作的寿命，以符合需要长寿命保障的一些应用领域，如石化厂或电站。所以，即使是工频UPS早期的投入较高频UPS大，但在20年以上的时间内其产品无需要更换设备，而且备品备件在停产后的后备储存期也相对的比高频UPS长很多。C、高频UPS设计寿命仅为3-5年，5年后设备就需要更换。而且备品备件的储备也极其有限。5）方便的前端维护工频UPS系统自行维护时间很长，而高频UPS系统自行维护时间较短。A、工频UPS设计有方便的前端维护，并可在系统停产后长时间的提供备品备件，方便维护，且工频UPS使用和维护服务期都超过20年。B、高频UPS的购买、使用及更换时间相对较短。3、工频UPS输出的电源质量存在的优越性1）工频UPS独有的输入输出变压器。使电流隔离免受输入干扰的同时，也将提高最终电源输出的质量。在像石化领域一类的恶劣工业环境中，输出电源质量的优劣，将直接影响整个工厂设备、人员的安全性及生产能力。2）商务型的UPS并不具备上述组件，所以出丑不具备如些强大的功能。4、工频UPS过载切换存在的优越性工频UPS设计有强大的过载能力。当设备过载时，由于其具有的过载能力强，所