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科普小知识系列--高频机PK工频机

发布日期:2020-10-25 作者:admin 点击:

随着技术的发展,工频机型的UPS正逐步退出市场,高频机型UPS成为市场主流产品,如果细心观察各主流厂家的新产品无一都是高频机型,从这点就可以推出未来工频机市场越来越小。但是由于客户受到错误的引导或者原来使用习惯,对工频机大有好感,对高频机不屑一顾。甚至有的代理商也认为工频机要优于高频机。所以我们对高频机和工频机进行简单介绍,并对市场上错误的理解进行纠正。

1、什么是工频机?什么是高频机?

工频机型和高频机型UPS是按其设计电路工作频率来区分的。

工频机:现在是数字与模拟电路相结合设计,由晶闸管整流电路、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因为整流器和变压器工作频率均为50Hz,顾名思义叫做工频机。

高频机:全数字技术,通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断,IGBT整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫,甚至高达上百千赫,远远高于工频机,因此称为高频机。

2、技术指标:高频机PK工频机

技术指标---输入功率因数及输入电流谐波失真:高频机KO工频机

  • 高频机的输入功率因数都可以做到0.99以上,输入电流谐波小于5%。工频机有6脉冲和12脉冲之分,一般情况下,6脉冲的输入功率因数在0.8左右,输入电流谐波有30%左右,而中小功率UPS一般都是6脉冲设计。12脉冲+滤波器的输入功率因数最高可达到0.99,输入电流谐波有10%左右。但是只有大功率UPS才采用这种设计架构,而且造价也较高。

对用户的价值:某铁路局基站内配置了一台高频机10KVA UPS,考虑当地的电力系统不稳定性,决定配置发电机系统保证基站内设备供电的连续性。由于铁路沿线的基站很多,UPS有高频机和工频机,当配置发电机容量时,同容量的UPS是不是可以配置同容量的发电机呢?答案是不可以,高频机一般按UPS容量1.5~2倍配置,而工频机需要3~5倍去配置。

对用户的价值:某企业来电咨询,想给一台小功率变频电机配置UPS,但是UPS和其它设备共用一个配电回路,其它设备为精密仪器,客户担心UPS设备会对其它设备造成干扰。我推荐采用城堡系列高频机型UPS。用户说电机不是感性负载,只有工频机才能可以吗?显然受到了错误的引导。纯电动机是感性负载,但是一但加了变频器就是非线性负载,和计算机负载是一样的性质了。另外电机类负载,对UPS是高频机和工频机是没有任何区别的。只是在配置时需要考虑UPS的设计特性是否满足负载的需要。

技术指标---系统效率:高频机KO工频机

  • 高频机的小机效率一般在94%。现在已做到96%。中大功率的效率一般情况都在94%以上,大多数厂家者可以做96%。工频机的效率较差,小机一般90%左右,中大机效率一般在94%及以下。

对用户的价值:效率是UPS的节能指标,效率越高,UPS节能效果越好。以灵霄系列PT3000的UPS为例,负载为10KW,每小时耗电10度。UPS效率为96%。总耗电为约10.4度,一天需要约250度电,一年需要91250度电,和一台效率为90%的工频机对比,工频机每年耗电为96360度电,每年可以节省约5110度电。

技术指标---负载功率因数:高频机KO工频机

  • 高频机的负载功率因数可以做到1,对于负载的功率因数目前也可以做到滞后0.8~超前0.9不降容。对负载适应性很强,工频机的功率因数最高可以做0.9。目前还没有看到可以做到1的工频机产品,大多数厂家对工频机的研发应该停止了,工频机新产品的发布很难看到了。

对用户的价值:随着技术的发展,纯感性负载以及功率因数很低的负载在市场上很少了,一般的负载设备的功率因数都在0,95以上,接近于1。尤其是服务器类设备,基本都在0.99以上,可以看成为1。高频机UPS的负载功率因数指标随着负载性质的变化及市场的需求进一步提升,对负载的适应能力更强,应用场景也更广。工频机在带载高功率因数的负载设备显然不如高频机。某市电力局的新建数据中心机房约有100平米,由于旧机房建设时采用的是工频机,在此期间(约有5年)UPS没有出现过任何故障,所以用户决定新建机房也采用工频机UPS。其实高频机UPS会比工频机更适合数据中心应用。高频机应用超过5年,甚至10年的应用案例也不少,这个只能说明客户有个使用习惯在里面,不代表工频机就比高频机带载能力好。

3、适应性:高频机PK工频机

体积小、自重轻: 高频机KO工频机

  • 工频机UPS由于在设计结构上,必须配置输出变压器以及适应50Hz的电感电容等低频器件,所以同容量的工频机的体积和自重要大于高频机。现如今大城市的土地是“寸土寸金”。用户自然要求UPS设备占地越小越好,所以现在UPS的发展趋势向高功率密度设计,显然工频机不能满足未来对UPS的要求。

全数字技术: 高频机KO工频机

  • 工频机UPS开始是模拟技术,现在发展为数字与模拟相结合的技术。模拟技术的可靠性要比数字技术低。而高频机UPS技术是一种全数字技术。举例说明:最开始有线电视都是模拟信号,电视的清晰度比较低,现在的电视都是数字技术,清晰度有个质的飞越。这就是技术进步的写照。

4、工频机在市场上的错误理解

  • 工频机配置了输出隔离变压器,具备抑制干扰和缓冲短路的功能,而且可以提高UPS系统的可靠性和稳定性。

      这个理解是错误的,这个输出隔离变压器既不能抑制干扰又不能缓冲短路功能,更不能提高UPS系统的可靠性和稳定性。工频机的输出变压器的功能就是产生隔离接地点和变压。

      如果大家想知道为什么可以去看一下王其英老师编写的《云机房供配电系统规划设计与运维》里面详细描述了这个几个误区的解释。

     总结:从技术角度来讲高频机确实优于工频机,是不是工频机就没有一点优势呢?我认为不是的,因为我常见的应用场景多为数据中心和网络机房,更适用于高频机。工频机在市场上还有销量,肯定有它的优势所在。只是从不同的角度去看。比如虽然现在电视都用网络盒了,传统的有线盒子,也有一定的使用人群。我们不贬低任何产品,只是站在技术的角度去多了解一下产品。

本文网址:http://www.upsdy8.cn//kpzs/66.html

关键词:高频机,工频机,区别

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