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无输出变压器型UPS技术的研究(中)

来源:机房360 作者:张广明 更新时间:2013-10-15 11:10:33

摘要:随着功率半导体器件的发展与进步,UPS经历了由多个输出工频变压器到单个输出工频变压器的演变过程,UPS在高频化、小型化、节能化和环保化等方面取得了长足的进步。IGBT升压整流和无输出变压器的高频机型集中体现了UPS电路技术的进步,代表着UPS技术的发展方向。

  隔离变压器的配置方法有两种:

  (1)在旁路输入端配置与UPS同等容量的隔离变压器,这样UPS内置的输出变压器的输出零线和旁路隔离变压器输出零线都可以接在系统地线上(重新组成接地系统),这就实现了UPS输出与供电系统的真正隔离,并使这点的零-地电压差等于零。用这种接法的优点是:在UPS正常工作模式下,旁路隔离变压器空载运行时不影响UPS的输出性能和系统效率。缺点是:当UPS转旁路时,变压器突然带载工作,其输出电压瞬间会低于转换前UPS检测到的电压(变压器空载电压),如果转换前UPS检测到的电压已经处于UPS同步运行(限定可以转旁路运行)的下限,那么转换后因变压器的压降(电压调整率)而使输出电压低于负载供电电压的下限,负载可能会因此而间断或宕机。

  (2)把变压器配置在UPS的输出端,此方法可使UPS供电系统与负载做到理想的、完全的电气隔离,特别是当UPS供电系统在物理位置上与负载距离较长时,可把变压器放在接近负载端,例如一些大型数据中心,在负载列头柜输入端加装隔离变压器。此方法的缺点是变压器的阻抗会影响到UPS对负载供电的稳压精度、供电能力和动态特性。

  2.4 关于隔离变压器的抗干扰功能

  由于变压器的阻抗有一定的感性成分,因而说这个变压器具有一定的抗干扰作用是可以理解的。但是逆变器输出变压器却不是为抗干扰而设置的,其抗干扰能力也是有限的。

  常常会有人简单地认为:当系统中设置有隔离变压器时,其抗干扰功能就一定会很强。这种认识并不完全正确。在供电系统中,产生干扰的原因和干扰现象是多种多样的,其中包括诸如高压脉冲、尖峰毛刺、电涌、暂态过电压、射频干扰(EFI)和电磁干扰(EMI)等等。但是,就其干扰形式和传输途径而言,大体可分为两类:一是共模干扰,二是差模干扰。共模干扰存在于电源任一相线和零线与大地之间,共模干扰有时也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰,是由于辐射或串扰耦合到电路中的,是载流体与大地之间的干扰。而差模干扰存在于电源相线与零线之间及相线与相线之间,差模干扰有时也称常模干扰、横模干扰或对称干扰,是载流导体之间的干扰。

  目前,人们通常采用的抑制干扰的措施主要有给被保护的设备并联瞬变干扰抑制器和在电子设备的输入端安装电源滤波器两种方式。采用变压器提高抗干扰能力是有一定作用的,但这里讲的变压器应是特殊的“超级隔离变压器”,而非普通的线性变压器。

  并不是隔离变压器就能抗干扰,普通变压器的抗干扰能力是有限的。对于输入电压中存在的低频干扰和电压畸变,变压器不可能也不允许“抗干扰”,否则通过变压器传输的电压波形就会失真。对由地线环路带来的设备间的相互高频干扰有一定的抑制作用,但因绕组间存在的分布电容,使它对共模干扰的抑制效果随干扰频率的升高而下降。

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