郭工15029900325关于西安山顿UPS电源HT33-10K的高频化以及西安山顿UPS不间断电源高频与无压器西安山顿UPS不间断电源性能问题
关于西安山顿UPS电源HT33-10K的高频化
由于西安高频UPS被定为当今西安山顿UPS不间断电源的发展方向，自然就有人提出“高频化是UPS的发展方向”。实际上，高频UPS与高频化是两个概念。高频UPS是指区别于采用SCR相控整流器，而改用SPWM高频整流器的一种UPS的名称，而高频化则是指把高频UPS的工作频率提高到20kHz以上。好像频率越高，UPS的性能越好，但实际上这是一种误解。原因有如下几个。
①当把西安UPS的工作频率提高到一定程度时将产生高频效应，如集映效应、邻近效应、并使电路的分布参数增加，使电感电容发生质，不利于电路的电磁兼容设计，也不利于zvs或zcs软开关的工作。
②高频化将使开关损耗呈比例地增加，使UPS效率下降。开关损耗△P=EIon/6/fc(tr-tf)式中的E为加在开关上的直流电压；Ion为流过开关的电流；fc为开关频率。由此可见，开关频率越高，歼关损耗越大。
高频化的目的对于SPWM换器来说是提高谐波频率，减小谐波含量，提高UPS市电输入功率因数，减小UPS输出电难的谐波含量。对于高频UPS中的ICBT SPWM高频开关整流器和逆器，其交流电压的双重傅叶级数表式中，谐波频率fh= 50mF或，fh=50(mF+n)；F=载波频率/市电频率（称为载波比）由此可以找到实现UPS高频化的两个方法：一是通过提高载波三角波频率、提高载波比F的方法来使UPS实现高频化，此法的缺点是可能产生高频效应，并使开关损耗呈比例地增大；二是通过采用载波三角波移相SPWM控制的Ⅳ个SPWM UPS的并联级联叠加法，用将F增大N倍的法来使UPS高频化。采用这种方法的优点有以下几个。
①可以把单个UPS的工作频率限定在不产生高频效应的程度上，可将UPS的等效合成频率提高N倍。
②不增加开关损耗。用并联级联叠加法虽然把UPS的开关管数量增加了N倍，但也使流过开关的电流减少了N倍，因此不增加开关损耗。
③一般来说，小电流IGBT的开关速度比大电流IGBT的开关速度快，且其货源足、价格也便宜，因此采用并联级联叠加法有利于提高UPS的换效率和降低成本。
④对UPS进行高频化时，其提高频率的力度大，且将F增大N倍比只增大F的速度快。综上述，采用并联级联叠加法使UPS高频化的方法比较好，是UPS高频化的发展方向。
关于无压器UPS 无压器UPS是一种没有隔离功能的高频UPS，它可以xx不用压器，其典型电路如图1—1示。该电路由三相IGBT Boost SPWM高频开关整流器与三相半桥式IGBT SPWM高频逆器经过蓄电池（由67节蓄电池串联组成，直流电压为800v）串联组成，实际上就是由两个三相半桥逆器串联组成的（因为这种逆器是一种可以双向四象限工作，既可以整流又可以逆的换器），前面的一个逆器工作在Boast PFC整流状态，直流输出电压为800v；后面的一个逆器工作在Buck逆状态，交流输出电压为220/380V。
这种西安UPS除了具有西安高频UPS的两个优点（即体积和质量小、市电输入功率因数高）之外，还具有换效率高的优点。产生这个优点的原因有两个：—个原因是省掉了压器的损耗，对于功率大于50kV．A的压器，其损耗为2%。3%；另一个原因是直流母线的直流电压提高到了800v，使UPS的换电流减小，进而可以使UPS的换损耗和线路损耗减少0.5%一0.6%，两项合起来可以使UPS的换效率提高2 .5%一3.5%。如表1一1示是一组典型的测试数据。
典型的无压器高频UPS电路
有无压器的工作效率比较
负载率 无压器UPS的效率 有压器UPS的效率
{bfb} 94%～95% 92.5%～93%
40% 93%～94% 91.6%～92.5%
25% 91.4%～93.6% 89.5%～91.6%
UPS机内温度 35° 40°
注：按负载功率因数为0.9计算。
西安UPS换效率的提高，意味着UPS本身损耗的减小，如对于一台500kV．AUPS的满载效率而言，效率提高2.5%就相当于减少了12. 5kW的损耗，这对减少UPS的发热量、提高UPS的可靠性和降低对环境的要求是非常有利的。
在实际使用中，如在“1+1”冗余并机和双总线配置系统中，UPS的实际负载率只有30%—40%，这时提高UPS的换效率更有实际意义。如图1—9示，在25%—{bfb}的负载化范围内，UPS的换效率基本都稳定在94%以上。
无压器西安山顿UPS不间断电源工作效率与负载率的关系
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