1.模塊化UPS的特點

(1)熱插拔

熱插拔就是其中一個最突出的特點,沒有熱插拔功能的所謂“模塊化”結構就不能稱其為模塊,比如有的所謂“模塊化”結構就是一臺塔式機,未免有些牽強,如圖1的“N+X”冗余并聯和以往的多機柜并聯沒有什么區別。從圖中可以看出,它們的輸出是連在一起的,如果有一臺需要換機就很難在不停電的情況下將其取出來,除非事先預留開關,但那樣一來不但提高了造價,也降低了供電系統的可靠性。所以應該說在一個機柜中至少有兩個或以上完全相同的供電單元構成的冗余供電系統才能稱其為“N+X”模塊化結構供電系統,如圖2所示。

這種“N+X”模塊化結構意義很大,比如一個數據機房的使用年限幾十年,而UPS的使用壽命遠沒有這么長,這中間甚至要更換幾次。如用以上所述的塔式機就遇到了很大困難,而用以下這種就可以輕易地更新。

圖1 多臺UPS冗余并聯原理圖

圖2 “N+X”模塊化UPS結構供電系統

(2)高頻化

當前的模塊化UPS幾乎都是高頻機型結構。所謂高頻機UPS是指整流和逆變都工作在20kHz或以上的頻率。因為人的聽覺范圍在16Hz～20kHz之間。低于16Hz或高于20kHz的聲音,人就聽不到了。所以真正的高頻機UPS除了風聲外是聽不到任何噪聲的。但由于器件或技術上的一些問題,單機100kVA以上的UPS通常還做不到20kHz。可對于模塊的規格一般就夠了。再大的功率模塊(比如300kVA)雖做不到20kHz,但也可做到10kHz以上。這除了有些聲音外,對其它指標并沒有任何影響。因為不是真正的無聲設備,所以不能全叫高頻機,但畢竟頻率比50Hz的工業頻率高一百多倍,也可算得上高頻機型了。有無輸出變壓器并不能作為區別工頻機和高頻機UPS的條件,其區別還是在工作頻率上。

區別高頻機與工頻機UPS的標志主要是頻率。這主要是全IGBT結構電路就一定會工作在數千赫茲的頻率上,那么它就是高頻機型UPS。為什么有的有輸出變壓器而有的就沒有呢?這和逆變器的電路結構有關:如果在高頻情況下的逆變器仍是全橋電路,那就必須加隔離變壓器。從圖3(a)可以看出,全橋逆變器輸出的是三條火線,而用戶需要的是三相四線制,即380V/220V,所以必須加隔離變壓器。工頻機型UPS使用的是全橋逆變器,所以也必須加隔離變壓器。當然有些用戶被誤導為變壓器能抗*,所以一定要加隔離變壓器的情況就是另一回事了。但如果工頻機UPS的逆變器改成了半橋結構,取消了變壓器,如圖3(b)所示,而其整流器還是所謂的6脈沖或12脈沖晶閘管整流,由于該整流器仍工作在50Hz(或60Hz)的工業頻率,那它仍是工頻機UPS。

圖3 兩種不同結構的逆變器對變壓器的不同要求

圖3(a)舉的是一個三相輸出的例子，其實單相輸出也一樣。全橋輸出的兩條線也都是火線，如不加輸出隔離變壓器，任何一條輸出線一旦接地就會炸毀逆變器。而半橋逆變器由于其輸出既有火線又有零線，所以可不用輸出變壓器，如圖3(b)所示。

關于可靠性的說法。為什么有的人說高頻機UPS可靠性不如工頻機UPS高呢?這又是一個誤區。比如有人問:是西服耐穿還是中山服耐穿?你一定會回答說:那得看哪個布料結實。在這里也是一樣,不論高頻機型UPS還是工頻機型UPS都采用了同樣的IGBT與晶閘管以及相同的電路器件。很顯然哪個用的器件質量高哪個就可靠性高。所以說高頻機型UPS的價格不一定要比工頻機型UPS便宜。甚至有的在高頻機型UPS中對一些關鍵電路都采用了冗余措施,其價格就更不便宜。還有的用戶把“N+X”冗余模塊化UPS與同容量的塔式機相比,認為模塊化UPS價格貴。這又是一個誤區,如前所述“N+X”冗余模塊化UPS的好多性能是塔式機所不具備的,比如熱插拔、不停電在線維修和在線換機等。任何一個功能都是有代價的,比如從廣州去烏魯木齊大都選擇坐飛機,為什么不選擇價格便宜的火車或汽車呢?這就是功能上的差別為用戶帶來的好處,這就是功能與代價的關系。

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