抚顺硕天UPS电源办事处

正弦波逆变器与UPS应用的区别

一.正弦波逆变器给负载设备供电的优点

a.无雷电损坏电脑及其它使用交流电的信息设备的顾虑。

b.与使用直流电的信息设备共用-48V机房直流供电,长期工作不间断,*另配大容量的蓄电池组。

c.正弦波逆变器输出的交流电有优异的EMI指标,保证了电脑及其它使用交流电的信息设备长期稳定工作。

二.小型UPS电源给负载设备供电的缺点

a.与市电不隔离,*引入雷击,造成电脑及其他使用交流电的信息设备的损坏和数据丢失。

b.由市电引入的杂波干扰及电压不稳定,使电脑及其他使用交流电的信息设备不能稳定工作。

c.小型短时延UPS电源的后备时间短,造成使用交流电的信息设备在市电中断后不能长时间工作。

d.小型长延时UPS电源无-48V标准直流供电接口,需另配大容量蓄电池组,造成重复配置的巨大浪费。

三.小结

正弦波逆变器的应用消除了直接使用市电和小型UPS电源供电所产生的不利因素，根本上避免了由于市电不稳、供电中断、杂音干扰和雷电侵入等可能造成的危害。

配备正弦波逆变器是电力控制系统能够安全、可靠运行的较佳**。

随着计算机在各行各业的广泛应用，负载对供电质量的要求越来越高，各行业部门都普遍采用了安全可靠的供电系统作为电源**，在当今减排的大趋势下，作为供电系统核心的UPS，其本身是否高效节能、绿色环保得到了用户的广泛关注。

UPS技术也随着计算机、电力电子领域的新技术、新理念的不断发展而进步，UPS产品性能上、外观尺寸上、对环境的适应性及可靠性方面，都有了显着的提高。

目前，UPS通常分为工频机结构UPS和和高频机结构UPS两种。以下就这两种UPS的定义和区别做一简单介绍。

1.工频机结构UPS与高频机结构UPS的定义

工频机结构UPS和高频机结构UPS是按其设计电路工作频率来区分的。工频机结构UPS是以传统的模拟电路原理设计，由可控硅SCR整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz，顾名思义叫工频UPS。

而高频机结构UPS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较的驱动来控制其开通与关断，IGBT整流器开关频率通常在几k到几十kHz,甚**达上百kHz，远远**工频机,因此称为高频UPS。

2.工频机结构UPS与高频机结构UPS的区别

(1)电路结构的区别

在工频机结构UPS电路中，主路三相交流输入经过换相电感接到三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于SCR属于半控器件，控制系统只能够控制开通点，一旦SCR导通之后，即使门较驱动撤消，也无法关断，只有等到其电流为零之后才能自然关断，所以其开通和关断均是基于一个工频周期，不存在高频的开通和关断控制。由于SCR整流器属于降压整流，因此直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低，要使输出相电压能够得到恒定的220V电压，就必须在逆变输出增加升压隔离变压器。

相比而言，高频机结构UPS整流属于升压整流，其输出直流母线的电压比输入线电压的峰值高，一般典型值为800V左右，如果电池直接挂接母线，所需要的标配电池节数达到67节，这样给实际应用带来较大的限制。因此一般高频机结构UPS会单独配置一个电池变换器，市电正常的时候电池变换器把800V的母线电压降压到电池组电压;市电故障或****，电池变换器把电池组电压升压到800V的母线电压。由于高频机母线电压为800V左右，所以逆变器输出相电压可以直接达到220V，逆变器之后就不再需要升压变压器。因此，隔离变压器是工频机与高频机在组成上的主要区别。

工频机结构UPS都有输出变压器，在多机并联时就会出现多个变压器的并联。变压器的并联是电力行业尽量避免的情况，因为变压器并联时的环流不可避免，环流的长期存在将导致设备寿命缩短。而高频机结构UPS因没有输出变压器，所以几乎没有环流。

有的用户认为变压器可以起到具有抗干扰和缓冲负载突变的作用，其实并非如此。UPS负载的用电要求必须有零线，如果没有工频结构UPS没有输出隔离变压器，将一根火线硬性接零线，就会导致UPS的工作不正常。因此说，输出隔离变压器是工频机结构UPS必不可少的为了变压和隔离零线的目的而接入的一部分，而不具备为用户负载隔离干扰和缓冲负载突变的功能。

(2)性能指标的区别

能耗是各行业和面临的难题，因此节能减排的负载和供电设备，而当前的工频机结构UPS和高频机结构UPS在节能减排上主要有以下区别：

①输入功率因数

*功率的三相工频机结构UPS在6脉冲整流的情况下输入功率因数约为0.8，不但对外有干扰，而且要求前面的发电机功率要3倍于UPS容量，即使在12脉冲整流选配谐波滤波器的条件下输入功率因数也低于0.95，而且增加设备量，加大了用户的投资成本和占地面积。而高频机结构UPS在不加任何外来设备的情况下输入功率因数大于0.99，从理论上说，后备发电机容量可与UPS一致，节省了投资和占地面积。

②能量损耗

在相同输入功率因数的前提下，二者的效率相差约5%，比如同为400kVA的UPS为例，工频机结构UPS每年要比高频机结构UPS多消耗近万度电。

目前容量较大的机房大都采用了400kVA工频机结构UPS，配12脉冲整流和谐波滤波器，负载功率因数为0.8。表1是一家金融单位5000kVA的数据中心在对400kVA工频机结构UPS和600kVA高频机结构UPS(负载功率因数0.9)进行选择时的比较。如表1所示。