工频UPS和高频UPS的一般概念
静止变换式工频机结构UPS技术出现在上个世纪70年代，毫无疑问在当时属于技术，几十年间也为电力电子技术领域作出了不朽的贡献，有口皆碑。一般说任何技术的先进性是相对而言，任何先进的产品也有其一定的适用期。随着IT技术的出现与发展，工频机UPS组件暴露出它的缺点，比如体积大、重量大、功耗大和输入功率因数低等不利因素大大影响了数据中心的可靠性。在历史发展中总是遵循这样一个规律:每当一种技术阻碍生产力发展时，就会有一种新的技术将其代替。
2 高频UPS与工频UPS相比所具有的优点
(1) 输入功率因数高
工频机UPS一般在200kVA以下的输入电路都采用了晶闸管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的容量；如果是单相小功率UPS，发电机的容量至少要5倍于UPS的容量。
任何容量的高频机UPS的输入功率因数都可做到0.99以上,谐波电流小于5%,前置发电机的容量理论上和UPS功率相同,大大减少了投资和占地面积等。尤其是对市电的充分利用具有良好的经济意义和社会意义。
(2) 本身功耗小
若要求工频机输入功率因数为0.95以上时,必须外加谐波滤波器或改为12脉冲整流,如图1所示。使得工频机UPS的效率比高频机UPS低5%。同为100kVA的容量时,工频机UPS每年要比高频机UPS多消耗5万度电!
图1 高输入功率因数下的工频机UPS和高频机UPS结构方框图
(3) 对外干扰小
工频机UPS产生电噪声和机械噪声。电噪声影响机器的稳定度,机械噪声影响人的身心健康,降低工作效率。而高频机UPS工作在20kHz以上,20kHz是人耳听不到的频率,使工作环境安静下来。又由于高频机UPS的输入功率因数高达0.99以上,对外干扰几乎为零。
(4) 体积小、重量轻
工频机UPS由于有了输出变压器和适应50Hz的电感电容等低频器件使得体积、重量都很大。比如某品牌200kVA工频机UPS重1 380kg,而同一厂家的250kVA高频机UPS重量只有830kg。
(5) 全数字技术
频机UPS当初采用的是模拟技术,现在一般发展为数字与模拟相结合的技术。模拟技术的可靠性要比数字技术低。而高频机UPS技术是一种全数字化技术,可靠性是很高的。
(6) 对电网的适应能力强
工频机UPS对于适应输入电压±15%的变化已很不易;而高频机UPS甚至适应输入电压±30%以上的变化,这又大大延长了电池的寿命。
(7) 能将并机环流衰减到几乎为零
工频机UPS的并联是变压器的直接并联,而变压器的直接并联容易产生环流,而且这个环流的路径畅通无阻,如图2(a)所示;高频机UPS由于没有输出变压器,其并联如图2(b)所示,可以看出这里的环流路径上处处是障碍,小于2V的电压差根本形不成环流,而工频机UPS在此情况下就会形成很大的环流。
总之,高频机UPS在性能上不但能完全替代工频机UPS,而且还具备后者没有的优点。