泰州直流屏电源用户在购买大功率UPS的时候,尝尝面临在工频机和高频机之间不知道如何选择,不清楚到底是买工频机好还是选高频机划算的问题。今天,笔者从下面几点来分析工频机和高频机之间的区别,希望能对大家今后在选择UPS的时候有所助益。
1 工频机和高频机的原理分析
工频机和高频机是按UPS的设计电路工作频率来区分的。工频机是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(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。
高频机通常由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UPS。
2 隔离变压器的原理分析
隔离变压器是利用电磁感应原理,对配电或信号进行电气隔离的装置。隔离变压器在UPS中通常被设计在逆变器的输出端,可以起到增加UPS性能改善负载端供电质量的作用。
通常,UPS的输出隔离变压器有以下四大优点:
(1)降低零地电压,优化UPS末端供电网络
UPS的逆变输出安装隔离变压器可以隔离输入和输出之间的电气连接,从而有效地降低输出的零地电压。由于隔离变压器的副边绕组采用Y型接法,中性点接地后产生新的零线,从而达到降低零地电压的目的。事实上,HP、IBM、SUN的小型机因为要保证精密的计算能力与高可靠的数据处理传输能力,都会对零地电压有极高的要求,加装隔离变压器可以彻底解决因为零地电压偏高所造成的一些问题。
(2)滤除负载端谐波,提高供电质量
隔离变压器本身具有电感特性,输出隔离变压器可以滤除负载端的大量低次谐波,减少高频干扰,并可以使高次谐波大幅度衰减。采用电源隔离变压器,可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰,提高设备的电磁兼容性。
(3)增强过载短路保护能力,保护负载与UPS主机
由于其自身的特性,隔离变压器是UPS中工作最为稳定的器件。UPS在正常工作过程中,如果遇到大的短路电流,变压器会产生反向电动势,延缓短路电流对负载以及逆变器的冲击破坏,具有保护负载与UPS主机的作用。
(4)UPS故障时保护负载
高额UPS的AC/DC变换部分采用高频化设计,提高了UPS的输入功率因数(0.98以上)及输入电压范围,DC/AC逆变部分高频化减少了输出滤波电感的体积,功率密度大。由于无输出隔离变压器,一旦逆变器桥臂的IGBT被击穿短路,BUS母线直流高电压将加到负载上,危及负载的安全。输出隔离变压器具有“通交流阻直流”的能力,可以解决此类问题,在UPS发生故障时能够使负载安全运行。
3 从工频机和高频机的性能对比来分析
(1)在可靠性方面,工频机要优于高频机
工频机采用晶闸管(SCR)整流器,该技术经过半个多世纪的发展和革新,已经非常成熟,其抗电流冲击能力非常强。由于SCR属于半控器件,不会出现直通、误触发等故障。相比而言,高频机采用的IGBT高频整流器虽然开关频率较高,但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力较低。因此在总体可靠性方面,IGBT整流器比SCR整流器低。
泰州直流屏电源高可靠性:采用开关电源的模块化设计,N+1热备份。
充电模块可以带电热插拔,平均维护时间大幅度减少。
动力母线和控制母线可以由充电模块单独直接供电,可以通过降压装置热备份。
硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于5%。
可靠的防雷和电气绝缘措施,选配的绝缘监测装置能够实时监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全。
系统设计采用IEC(国际电工委员会),UL等国际标准,可靠性与安全性有充分保证。
高智能化:
监控模块采用大屏幕液晶汉字显示,声光告警。
可通过监控模块进行系统各个部分的参数设置。模块具有平滑调节输出电压和电流的功能,具备电池充电温度补偿功能。
具有多个扩展通讯口,可以接入多种外部智能设备(如电池测试仪、绝缘监测装置等)。
现代电力电子与计算机网络技术相结合,提供对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”的支持,实现无人值守。
泰州直流屏电源自动管理及保护,实时自动检测蓄电池的端电压、充电放电电流,并对蓄电池的均浮充电进行智能能控制,设有电池过欠压和充电过流声光告警。
系统采用监控装置内置绝缘监察、电池检测、接地选线、电池活化、硅链调压、中央信号等功能单元,大大方便用户使用;系统采用独有的“一线通”接线技术,大大方便大容量直流系统的屏内接线,方便用户维护。
● 充电模块采用自然冷却方式,平均无故障时间大幅提高,而且可用于环境相对恶劣的场所;
● 充电模块可带电插拔,平均维修时间大幅减少;
● 采用国际最新软开关技术,主要器件采用高质量的名牌产品;
● 硬件低差自主均流技术,模块间输出电流最大不平衡度优于± 5%
● 可靠的防雷和高度的电气绝缘防护措施,绝缘监测装置实时监测系统绝缘情况,确保系统和人身安全;
● 监控模块采用大屏幕液晶触摸屏显示,真人语音告警;
● 监控程序采用面向对象的设计思想,模块化编程,有利于程序维护与升级;
● 可通过监控模块进行系统各部分的参数设置,具有详细的在线帮助功能;
● 具备平滑调节输出电压和电流,蓄电池自动温度补偿等先进功能;
● 现代电力电子技术与计算机技术相结合,实现对电源系统的“遥测、遥控、遥信、遥调”以及实现无人值守;
● 蓄电池自动管理及保护,实时自动监测蓄电池的端电压,充、放电电流,并控制蓄电池的均充和浮充,设有电池过欠压和充电过流声光告警。
● 装置可通过公共电话线进行程序支持,实现远程维护诊断。 直流屏监控模块
技术指标折叠编辑本段
1) 交流测量精度:220V及380V±15% 范围内 ≤ 1.0 %
2) 直流测量精度:控母电压: 110V~240V范围内 ≤ 0 .5%
合母电压: 286V~198V范围内 ≤ 0.5%
充电电压: 286V~198V范围为 ≤ 0.5%
电池电压: 12.5V±10%范围为 ≤ 0.5%
控母、充电电流: 10%Ie~100%Ie范围内 ≤ 0.5%
3) 充电控制参数:调压口输出电压(DC):0 ~ 8.0V受控 (100mA)
4) 温度检测:1路电池室温度 -40℃~125℃
109路电池温度巡检 -55℃~125℃
5) 电池在线检测: 256路 直流屏原理图
6) 绝缘在线检测: 8~64路,可定制
7) 支路开关状态检测: 8~64路
8) 硅链控制: 5级
9) 故障记录: 64条
10) 继电器触点:220V / 2A
工作条件折叠编辑本段
1) 工作电源: AC320V~420V
试机电源: AC320V~420V 50Hz±10%
2) 工作环境温度 : 0℃ ~ 45℃
3) 空气相对湿度: ≤ 85RH
4) 运行场所: 无强烈振动和冲动、无严重尘埃、无腐蚀性气体、无导电性和爆炸性介质、通风良好。
5) 适用范围:DC110V系统,DC220V系统均能满足使用。
说明:本说明书的参数设置均以220V系统为例,110V系统参数作相应调整
3系统配置直流电源系统由多功能监控模块,高频开关充电模块,电池模块、直流馈出等几部分组成。
Model S之所以能够拥有不逊于传统燃油车的性能表现,除了电动机技术之外,还要得益于特斯拉先进的电池技术。
那么,特斯拉到底在电动车最核心技术之一的电池组研发方面有何独特建树呢?据介绍,Model S的电池板总重高达900公斤,被放置在驾驶舱正下方的底盘当中,在为电动机提供能量的同时,也起到了稳定车辆重心的作用。近日,国外牛人就将一辆Model S的电池板给拆开了,一探究竟。
电池外观
国外牛人直接给我们展示电池组。电池组安放前后轴之间的底盘位置,其重量可达900公斤。因此造成底盘重心较低,非常利于车辆的高速稳定性。电池组几乎占据车辆底盘的全部,但电池组并没有作为承受力的主体,电池组有加强筋和受力框架保护,大大减低碰撞时的爆炸危险。
电池组整体有标明其身份的铭牌,其中标明了其容量为85kWh,400V直流电,简单来说电池可以装85度电,可供一个普通家庭使用一个月。
拆解电池板及连接细节
电池组表面不仅有塑料膜保护着,而且塑料膜下面还有防火材料的护板。护板下面才是电池组。护板通过螺栓与电池组框架连接,并且连接处充满了密封粘合剂。外观来看电池组保护的不错。
3.1直流系统监控模块直流屏多功能集中监控模块是自行开发,全数字化控制、保护、管理、测量的新型直流监控装置。装置硬件高度集成化,采用单板结构(All in one),内含绝缘监察、电池检测、接地选线、电池活化、硅链稳压、微机中央信号等功能。主机配置大液晶触摸屏,各种运行状态和参数均以汉字显示,整体设计方便简洁符合用户使用习惯。