全面解析模块化UPS电源和高频机UPS的优缺点

来源：存能电气  日期：2019-01-09 10:49  浏览量：次

　　全面解析模块化UPS电源和高频机UPS的优缺点。模块化UPS电源和高频机UPS有什么区别？UPS发展到现在,市场上有着各种各样的机型,其中包括工频机、高频机、模块化机型等。随着社会供电环境对绿色电源和节能降耗的产品需求不断增加，绿色节能模块化UPS电源正在大规模的发展。

　　模块化UPS电源和高频机UPS优缺点：

　　1、高频机UPS电源优缺点介绍

　　高频UPS电源又称模块化高频UPS电源，这种UPS电源主要采用采用抽屉式高智能模块化设计，可通过增减柜内UPS模块来满足功率输出输入及可靠性要求，具有极大的弹性，实现最佳性价比。

　　具有易插拔功能，不仅可以通过增减机柜内的模块来满足功率输出及可靠性要求，只要冗余允许还可以在线进行维护，实现零维修时间。采用全数化控制技术，集中了当今电力电子和自动控制领域最先进的技术成果，是UPS行业技术革命的一块里程碑。

　　高频UPS电源有体积小，重量轻;对市电电压波动的适应能力较强;可以使用市电输入功率因数达到0.99以上，使市电输入电流的谐波含量小于5%，对市电电网的污染小，可以消除可闻噪声(包括电噪声和机械噪声)等优势。

　　高频机UPS必须采用可以在20kHzUPS中工作的高频IGBT,这种IGBT价格贵、货源少，有严格的电压、电流工作区域，抗冲击能力差，可靠性低，故障率高。

　　2、模块化UPS电源优缺点介绍

　　从设计原理方面来讲，模块本身就是一台UPS电源，包括整流器、静态旁路开关及附属的控制电路等。模块化UPS最大的优点是能够提高系统的可靠性和可用性，一个模块出现故障并不会影响其他模块的正常工作，其可热插拔性能够大大缩短系统的安装和修复时间。

　　可见，模块化UPS电源的系统结构极具弹性，功率模块的设计概念是在系统运行时可随意移除和安装而不影响系统的运行及输出，使投资规划实现“随需扩展”，让用户随业务发展实现“动态成长”，既满足了后期设备的随需扩展，又降低了初期购置成本。

　　用户在预计UPS电源容量时，时常会出现低估或高预计等情况，模块化UPS电源有效的解决以上问题，帮助用户在未来发展方向尚不明确的情况下分阶段进行建设和投资。当用户负载需要增加时，只需根据规划阶段性的增加功率模块。

　　模块化UPS电源可以根据当前的业务需求进行配置，并且能够在以后添加更多的模块。这种系统的优化能力显著降低了总拥有成本。模块化设计在重新配置功率以满足不断变化的业务需求方面，提供了极大的灵活性。在安装、升级、重新配置或移动模块化系统时，其独立组件、标准接口以及简单的操作既节省了时间又节省了费用。

　　制约机架式模块化UPS电源发展的难点主要集中在功率密度的提高和并联数量的增加及降低价格三个方面。受到体积的限制，在UPS模块功率加大的情况下，散热就成了大问题。在实际应用中，所有UPS的输出阻抗不可能一样，加之各逆变器的输出电压和市电电压锁相都具有正负误差，则各个UPS的电压既有相位差又有幅值差，这些都限制了并联台数的增加，进而限制了整机功率的提高。

　　在同一功率水平下，模块化UPS比传统的UPS价格贵的多。

　　高频模块化UPS和UPS工频机的对比：

　　1.体积：高频机模块化UPS体积重量小

　　工频机UPS体积重量都很大，一般标准机房的承重和载货电梯的标准尺寸常常都无法匹配工频机UPS的重量和体积。

　　高频模块化UPS在同等指标下，高频模块化UPS可以比工频机UPS节省大约57%的占地面积和67%的重量。

　　2.环境适应：高频机环境适应污染小

　　工频机UPS一般在200kVA以下的输入电路采用可控硅6脉冲整流，输入功率因数不超过0.8，谐波电流有30%之大。如果前面接发电机，发电机的容量至少要3倍于UPS功率，干扰了其他设备的正常工作。

　　高频模块化UPS电源皆采用高频脉宽调制型IGBT整流技术，对电网适应能力强，不带滤波器是输入PF可高达0.99，谐波电流小于等于3%，与发电机的容量得到最佳匹配。

　　3.能耗：高频机节能环保效率高

　　工频机UPS半载效率一般为88%左右；此外，听得见的机械噪音和听不见的电噪音，分别影响设备的稳定度和人的身心健康。

　　高频模块化UPS半载效率可达95%，工作频率20kH以上，该频率人耳听不到。输入功率因数高达0.99以上，几乎是线性，对外的噪音几乎为零。

　　4.可靠性：高频模块化可靠运行风险低

　　工频机UPS器件SCR与IGBT均为成熟器件，拓扑为成熟拓扑，可靠。变压器直接并联，容易产生环流，环流路径畅通无阻。同时使用数字和模拟相结合的技术。

　　高频模块化UPS器件SCR与IGBT均为成熟器件，可靠，拓扑为成熟拓扑，但高频机可实现更宽的电压、频率输入范围。并机环流，回路上多个二极管，电压偏差只要小于二极管的开通电压就不会形成环流，环流处处受阻。全部使用数字电子技术，从技术层面更加可靠。

　　5.维护成本：高频机节能环保效率高

　　工频机UPS内部结构复杂，维修需要专业运维工程师，并且需要转维修旁路，有业务中断风险。

　　高频模块化UPS电源支持在线热插拔，无需转维修旁路，5分钟即可完成维护，简单快速。未来，高频机UPS也将取代工频机UPS成为市场发展趋势。

　　工频机UPS和高频机UPS的差异主要表现在隔离变压器上，而工频机对隔离变压器的使用，在很大程度上提升了UPS的可靠性。从综合性能方面来讲，工频机和高频机则各有优劣，至少在当前，不存在谁取代谁的问题。比如，用户要建设中大型的数据中心，那么对可靠性和稳定性的要求就应当放在第一位，大功率的工频机UPS就应当是首选;如果是一般的办公场所应用，或者主要考虑到设备对空间的占用，则可以采用高频机UPS。

　　未来，随着电力电子技术的不断发展，对UPS系统需求的不断提高。模块化UPS电源必将引起不间断电源新的革命，进而成为未来UPS系统发展的趋势。高频机和模块化UPS电源各有各的优势，这样就要看客户的需求来自己选择不同类型的UPS电源了。用户在选购设备的时候应当立足于自身的实际需要，而不是盲目跟从。