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工頻UPS和高頻UPS的區分

時間:2022-11-23 13:33:37 點擊:5次


工頻UPS的整流器使用半控器件晶閘管SCR,逆變器使用全控器件IGBT,逆變輸出使用隔離變壓器升壓。因其整流器和輸出隔離變壓器工作頻率均為工頻50Hz,因此稱作工頻UPS。

1)工頻UPS拓撲

圖片

圖1:工頻UPS

      如圖1所示整流部分的標黃色的晶閘管器件和輸出部分的變壓器均工作于工頻50Hz,主路輸入三相交流輸入通過三組晶閘管SCR橋臂組成的整流器整流成直流電壓。通過控制晶閘管SCR的導通角來調節輸出直流電壓值。由于晶閘管SCR屬于半控器件,整流驅動板只能夠控制開通點,一旦晶閘管SCR導通之后,即使門極驅動撤消也無法關斷,只有等到其流過電流為零之時才能自然關斷,所以它的開通和關斷是基于一個工頻周期,無法高頻的開通和關斷控制。

      晶閘管SCR整流器屬于降壓整流,因此直流母線電壓再經逆變輸出的交流電壓會比交流輸入電壓低,要使輸出相電壓能夠為220V電壓,必須在逆變輸出后增加工頻升壓隔離變壓器。

     工頻UPS直流母線電壓通常為300V~500V之間,可直接連接蓄電池組。按整流器晶闡管數量的不同,工頻機通常分為6脈沖12脈沖兩種類型。6脈沖指以6個晶閘管可控硅組成的全橋整流;12脈沖是由兩個6脈沖整流器組成,第一個6脈沖整流器是交流輸入直接供電,另一個6脈沖整流器是將輸入交流電經移相變壓器移相30度角后供電。注意:只有工頻UPS才有6脈沖和12脈沖整流器的說法。



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高頻UPS


      高頻UPS的整流器和逆變器通常是由全控器件IGBT組成,IGBT可以通過控制在其門極的驅動電壓來控制IGBT的開通與關斷,IGBT開關頻率通常在幾K到幾十KHz,甚至高達上百KHz,相對于50Hz工頻而言這稱之為高頻UPS。

1)高頻UPS拓撲

圖片

圖2:高頻UPS

      如圖2所示,標藍色的整流PFC部分的IGBT和逆變器件IGBT都工作于高頻狀態,高頻UPS的整流屬于升壓整流模式,其輸出直流母線的電壓比輸入線電壓的峰峰值高,一般為800V左右,如果蓄電池直接掛接母線,單組所需配置的電池節數就會很多,給實際應用帶來很大的困難。因此一般高頻UPS會配置一個電池變換器,市電正常的時候電池變換器把母線800V的母線電壓降壓到合適的電池組電壓;需要電池組放電時,電池變換器把電池組電壓升壓到800V的母線電壓,從而實現電池的充放電管理。由于高頻機母線電壓為800V左右,所以逆變器輸出相電壓可以直接達到220V,逆變器輸出之后也就無需工頻升壓變壓器。


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