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無輸出變壓器型UPS技術的研究(中)

來源:機房360 作者:張廣明 更新時間:2013-10-15 11:10:33

摘要:隨著功率半導體器件的發展與進步,UPS經歷了由多個輸出工頻變壓器到單個輸出工頻變壓器的演變過程,UPS在高頻化、小型化、節能化和環保化等方面取得了長足的進步。IGBT升壓整流和無輸出變壓器的高頻機型集中體現了UPS電路技術的進步,代表著UPS技術的發展方向。

  隔離變壓器的配置方法有兩種:

  (1)在旁路輸入端配置與UPS同等容量的隔離變壓器,這樣UPS內置的輸出變壓器的輸出零線和旁路隔離變壓器輸出零線都可以接在系統地線上(重新組成接地系統),這就實現了UPS輸出與供電系統的真正隔離,并使這點的零-地電壓差等于零。用這種接法的優點是:在UPS正常工作模式下,旁路隔離變壓器空載運行時不影響UPS的輸出性能和系統效率。缺點是:當UPS轉旁路時,變壓器突然帶載工作,其輸出電壓瞬間會低于轉換前UPS檢測到的電壓(變壓器空載電壓),如果轉換前UPS檢測到的電壓已經處于UPS同步運行(限定可以轉旁路運行)的下限,那么轉換后因變壓器的壓降(電壓調整率)而使輸出電壓低于負載供電電壓的下限,負載可能會因此而間斷或宕機。

  (2)把變壓器配置在UPS的輸出端,此方法可使UPS供電系統與負載做到理想的、完全的電氣隔離,特別是當UPS供電系統在物理位置上與負載距離較長時,可把變壓器放在接近負載端,例如一些大型數據中心,在負載列頭柜輸入端加裝隔離變壓器。此方法的缺點是變壓器的阻抗會影響到UPS對負載供電的穩壓精度、供電能力和動態特性。

  2.4 關于隔離變壓器的抗干擾功能

  由于變壓器的阻抗有一定的感性成分,因而說這個變壓器具有一定的抗干擾作用是可以理解的。但是逆變器輸出變壓器卻不是為抗干擾而設置的,其抗干擾能力也是有限的。

  常常會有人簡單地認為:當系統中設置有隔離變壓器時,其抗干擾功能就一定會很強。這種認識并不完全正確。在供電系統中,產生干擾的原因和干擾現象是多種多樣的,其中包括諸如高壓脈沖、尖峰毛刺、電涌、暫態過電壓、射頻干擾(EFI)和電磁干擾(EMI)等等。但是,就其干擾形式和傳輸途徑而言,大體可分為兩類:一是共模干擾,二是差模干擾。共模干擾存在于電源任一相線和零線與大地之間,共模干擾有時也稱縱模干擾、不對稱干擾或接地干擾,是由于輻射或串擾耦合到電路中的,是載流體與大地之間的干擾。而差模干擾存在于電源相線與零線之間及相線與相線之間,差模干擾有時也稱常模干擾、橫模干擾或對稱干擾,是載流導體之間的干擾。

  目前,人們通常采用的抑制干擾的措施主要有給被保護的設備并聯瞬變干擾抑制器和在電子設備的輸入端安裝電源濾波器兩種方式。采用變壓器提高抗干擾能力是有一定作用的,但這里講的變壓器應是特殊的“超級隔離變壓器”,而非普通的線性變壓器。

  并不是隔離變壓器就能抗干擾,普通變壓器的抗干擾能力是有限的。對于輸入電壓中存在的低頻干擾和電壓畸變,變壓器不可能也不允許“抗干擾”,否則通過變壓器傳輸的電壓波形就會失真。對由地線環路帶來的設備間的相互高頻干擾有一定的抑制作用,但因繞組間存在的分布電容,使它對共模干擾的抑制效果隨干擾頻率的升高而下降。

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