默克蓄电池NXH65-12 NXH产品系列说明

摘要:文中通过高频UPS用与不用输出变压器的技术解析,介绍了输出变压器的频率特性和隔离功能,有输出变压器高频UPS的组成与节能控制、输出变压器对效率曲线形状的影响,无输出变压器阻止与抗*功能的实现。通过这些叙述来说明高频UPS采用与不采用输出变压器在技术上的真正原因,以纠正一些不正确说法引起的争论。采用输出变压器是节能控制技术的需要,不是传统工频UPS的遗留物;不采用输出变压器,实际上也是节能技术发展的结果,不是因为输出变压器没有隔离与抗*作用而被淘汰的。相反,输出变压器的频率特性具有很强的隔离与抗*作用,输出变压器的漏抗对负载突变也有很好的缓冲作用。

UPS的每一次发展与变革,都几乎与变压器有关,最近两年,由于高频UPS与工频UPS的争论,工频UPS以市电输入功率因数低、效率低而被淘汰。高频UPS成为当前UPS的发展方向。由于工频UPS应用了输出变压器,因而输出变压器也成了落后技术的标记而被淘汰不用。实际上工频UPS的落后是由于应用了晶闸管多相相控技术而引起的。与输出变压器没有关系,如果把晶闸管换成GTO,把多相相控换成Udc-PWM控制,把输入整流变压器改用自耦变压器,同样可以把工频UPS的性能提高到高频UPS的水平。同时还可以使开关损耗比高频UPS小30倍[1],采用输出变压器最大的缺点是体积、重量大,但它对UPS性能的提高确实还有好的一面,如可以使UPS的负载与市电电源隔离,可以滤除逆变器输出电压中的直流分量等。正是因为如此,所以国外有的厂商还在生产带有输出变压器的UPS,而且我国的一些用户也还在使用有输出变压器的UPS。如中石化、钢铁、电力、军事等部门,其原因就在于有输出变压器的高频UPS有如下的优点:

(1)可以实现负载与市电电源的隔离,可以阻止与衰减市电电源中的高压尖峰脉冲、高压毛刺、暂态过电压、电涌等对负载的*,增加了负载运行的安全性;

(2)可以滤除逆变器输出电压中的直流分量;

(3)可以减小UPS的零地电压;

(4)可以帮助高频UPS实现节能控制,把开关损耗减少50%;

(5)能够缓冲负载的突变,提高UPS的运行安全性。

但也有人认为输出变压器只是在工频UPS中有升压和产生三相四线输出的零线,没有隔离和抗*作用,所以在高频UPS中是用不着的。事实并非如此,它有很强的隔离与阻止和衰减市电电源中高压脉冲、暂态过电压等对负载产生的*,这种作用是由于变压器的频率特性决定的。

1输出变压器的频率特性和隔离功能

这里所说的隔离功能是指隔离与阻止市电电源中的高压尖峰脉冲、尖峰毛刺、电涌、暂态过电压等对负载的直接影响。隔离的含义是要使负载与市电电源的火线没有直接的电接触(单独的零线接触构不成回路,不能产生*),即不让负载与市电电源有直接的导体连接。负载所需的工频电能只能通过变压器初、次级绕组之间的电磁耦合来传送,用变压器初、次级之间的绝缘材料来隔离市电电源中的高压尖峰脉冲、暂态过电压、尖峰毛刺等传送到负载。变压器的这种隔离作用,是由变压器参数随电源频率变化所产生的输出电压衰减特性(即频率特性)形成的。为了说明这种功能,可以用变压器的等效电路推导出它的频率特性来进行证明。

作为变压器,一般都是工作在某一固定的频率,如工频电源变压器,它是工作在工频50Hz,但当考查变压器的隔离功能时,就必须研究它对低频与高频谐波所能产生的输出电压衰减特性。