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高功率UPS性能提升规格/重量显著降低
2018-08-28

    与以前的基于变压器的UPS系统相比,当今的无变压器UPS不仅规格更小、重量更轻,而且更有效,更可靠,进而得以能够更好地限制故障电流。此外,它们还使企业组织能够利用诸如节能系统和可变模块管理系统等复杂功能,通过降低机械复杂性,降低能耗成本来增强可靠性。

    因此,在当前北美地区的企业数据中心市场上,对于无变压器UPS设计的采用较之旧技术要出多一倍。

    无变压器UPS技术简史
    无变压器UPS设计最早出现在较低的功率水平,大概已经有二十多年的历史了。现在,绝大多数低于300kVA的无变压器UPS设计都是无变压器的,这意味着这类UPS不包含电力线频率磁性材料(变压器或电感器)。这种无变压器设计趋势涵盖更高的功率水平,因为电力线磁性材料既耗费材料又耗费人力。

    另一方面,所需的高频功率处理属于技术密集型。总的来说,这方面技术的进步已经足够成熟,可以在不牺牲所需可靠性的情况下为企业客户提供更高的价值。而一旦达到这一点,技术密集型设计就成为了价值优先者的首选。技术的进步对诸如用于服务器、存储设备和网络设备中的切换式电源供应器也产生了类似的影响。



    无变压器UPS:增长势头迅猛
    在功率达到30kVA以上,现在高达1100kVA的情况下,企业数据中心所面临的挑战是:如何在高电压下快速的切换高电流,而不会造成高损耗或过高的峰值电压。在过去的十年中,大功率IGBT已经足够成熟,允许企业数据中心实现10kHz以上的频率转换,而不会在这些更高的功率水平下牺牲效率。此外,在系统效率方面进行测量时,一些创新的控制策略允许进一步减少交换机的损耗,使无变压器UPS大大优于旧式的UPS。

    无变压器UPS较之传统设计的优势
    传统和无变压器技术UPS动力系统的基本拓扑结构。相位控制整流器虽然效率高,且性价比高,但会产生较大的谐波输入电流,并降低的输入功率因数,这对于许多企业数据中心站点而言是不可接受的,并且与某些发电机不兼容。

    需要大量的输入电感器及谐波滤波器,以使得谐波降至总谐波失真(TotalHarmonicDistortion,THD)的5%至10%,而功率因数(PF)则最高可降至达>0.99PF。这些组件增加了成本和重量,并增加了占地面积,而大量的电容器减少了平均故障间隔时间(MTBF)。

    另外,它们不会在较宽的负载范围内保持THD下降和PF上升。通常仅在满载的60%以上才有效。在低于大约40%的轻负载下,输入PF实际上可能领先,并且会导致与发电机的不兼容。PF也会随线路电压而变化,但仅限于标称线路。