淺談工頻機(jī)不間斷電源輸出用干式變壓器

不間斷電源向高頻方向發(fā)展，因?yàn)楦哳l結(jié)構(gòu)的不間斷電源具有效率更高、體積更小、輸入功率因數(shù)更高、輸入電壓變化允許范圍更大、不需要輸出隔離干式變壓器、價(jià)格低于所謂工頻機(jī)結(jié)構(gòu)的不間斷電源等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前信息中心綠色數(shù)據(jù)中心高效率的理想選擇。但與工頻UPS相比，高頻機(jī)結(jié)構(gòu)的UPS制造難度較大，對(duì)制造工藝和生產(chǎn)手段要求較高，一般手動(dòng)方式難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化和一致性。因此，工頻不間斷電源的“退役”時(shí)間被推遲了，工頻不間斷電源不愿意去找一般的生產(chǎn)商或一些用戶。目前以手工生產(chǎn)為主要模式的制造商很難擴(kuò)大規(guī)模。此外，這兩方面還存在一些誤區(qū)，使得工頻機(jī)的UPS無法順利更換高頻機(jī)的UPS。比如輸出隔離干式變壓器的誤區(qū)就是一個(gè)例子。由于高頻機(jī)結(jié)構(gòu)不間斷電源取消了硅鋼片鐵芯上繞有漆包線的隔離干式變壓器，工頻機(jī)不間斷電源沒有取消，而是成為了工頻機(jī)結(jié)構(gòu)不間斷電源的優(yōu)勢(shì)。這就導(dǎo)致很多說法說這個(gè)干式變壓器不能取消，比如這個(gè)干式變壓器：

*當(dāng)逆變器發(fā)生故障時(shí)，它可以切斷從DC電壓到負(fù)載的路徑，防止負(fù)載受損。

*抗干擾、

*能緩沖短路和負(fù)載側(cè)的突然變化，

*可以提高不間斷電源的可靠性，

*能承受電網(wǎng)電壓的大范圍變化，

二、工頻電機(jī)結(jié)構(gòu)全橋逆變不間斷電源輸出干式變壓器的必要性

干式變壓器對(duì)工頻機(jī)不間斷電源輸出的作用

20世紀(jì)70年代，由于半導(dǎo)體器件的水平和種類的限制，如電流容量小、耐壓能力差，不得不在輸入端增加一個(gè)降壓干式變壓器，然后由逆變器升壓。這種早期工頻機(jī)的不間斷電源輸入端是降壓干式變壓器，輸出端是升壓干式變壓器。另一個(gè)特點(diǎn)是輸入整流器和后面的逆變器都工作在工業(yè)頻率，即50Hz(或60Hz)。在一些中小功率的UPS中，輸入整流器和充電器是分開的。這主要是因?yàn)檫@些不間斷電源中的輸入整流器都采用整流二極管，沒有任何調(diào)節(jié)能力，電池電壓電平必須穩(wěn)定，需要嚴(yán)格控制，所以一般需要設(shè)置另一個(gè)具有穩(wěn)壓功能的充電器電路。

在低功率下，早期的充電器一般使用穩(wěn)壓塊，然后采用PWM開關(guān)電源，提高了充電速度和充電效率。由于中小功率不間斷電源使用的電池電壓很低，輸出端應(yīng)增加一個(gè)升壓干式變壓器。后來由于設(shè)備的發(fā)展，取消了輸入降壓干式變壓器，成為2021-01-11的樣子。

不間斷電源干式變壓器能否提高不間斷電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性？

高溫是使包括不間斷電源在內(nèi)的電子設(shè)備較容易發(fā)生故障的主要因素。在高溫下，器件的漏電流增加，耐壓降低。根據(jù)阿雷新聞定律，當(dāng)環(huán)境溫度為25？c，每10個(gè)？c、零部件或設(shè)備壽命減半。當(dāng)溫度為10？當(dāng)C的算術(shù)梯度上升時(shí)，按照1/(n=1，2，3 …)的幾何級(jí)數(shù)規(guī)律，部件或設(shè)備的壽命會(huì)下降。機(jī)器內(nèi)部的溫升來自于機(jī)器內(nèi)部各個(gè)電路環(huán)節(jié)的功耗，干式變壓器就是其中之一。如果沒有干式變壓器，可以降低這種功耗。因此，從這個(gè)意義上說，由于干式變壓器的存在，系統(tǒng)的可靠性在一定程度上降低了。 #p#分頁標(biāo)題#e#

這里的誤解是干式變壓器的機(jī)械穩(wěn)定性和電氣性能混淆了。這里的穩(wěn)定性是指電氣性能的穩(wěn)定性。由于干式變壓器的存在降低了系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)然也相應(yīng)地降低了穩(wěn)定性。陷入誤區(qū)的人誤把電氣穩(wěn)定當(dāng)成機(jī)械穩(wěn)定：干式變壓器重量大，重心穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。此外，干式變壓器只是不間斷電源的一個(gè)組成部分，提高了設(shè)備的可靠性，而不會(huì)給整體帶來麻煩。如果從這個(gè)角度看問題，任何一個(gè)組件都可以這么說。

UPS干式變壓器能否使系統(tǒng)適應(yīng)大規(guī)模電網(wǎng)變化？

有人說因?yàn)殡娋W(wǎng)目前供電質(zhì)量不高，電壓波動(dòng)較大，不得不使用干式變壓器的UPS，還有人說UPS系統(tǒng)可以適應(yīng)干式變壓器電網(wǎng)電壓的大規(guī)模變化，這正是用戶所關(guān)心的，難怪能打動(dòng)用戶。

附帶一個(gè)問題：在大功率干式變壓器中，由于三角形可以消除三次諧波，所以也是抗干擾的。實(shí)際上，現(xiàn)有的大部分IT設(shè)備使用的是220V的相電壓，該電壓下仍然存在三次諧波，但是由于相移的原因，在380V的線電壓下消除了三次諧波，所以不使用該電壓的用戶無法享受到這種好處。

來源：360號(hào)機(jī)房