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高頻機型UPS的幾個(gè)“致命弱點(diǎn)”論值得商榷
2017-07-22
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目前已進(jìn)入高頻機UPS逐步代替工頻機UPS的年代,當然替代的過(guò)程并不是一帆風(fēng)順。人們使用了幾十年的工頻機UPS,已經(jīng)熟悉了這種電源形式,突然要換機型還不能一下子適應,所以對那些為工頻機UPS的贊歌聽(tīng)著(zhù)比較順耳,同時(shí)對高頻機UPS的一些指責也容易接受,就這樣一拍即合。豈不知在一定程度上損害了用戶(hù)的利益,也有勃于當今的國策。

  常常會(huì )聽(tīng)到這樣的說(shuō)法:高頻機UPS是好東西,但由于我們的系統非常重要,要求供電的可靠性非常高,所以還是用工頻機UPS可靠。言下之意,高頻機UPS不可靠。豈不知可靠性是設計出來(lái)的,即一臺機器的可靠性如何取決于采用了哪一級可靠性標準。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,一個(gè)UPS中常用的120?120的軸流風(fēng)機,有十幾元一只的,也有上百元一只的,價(jià)格差了近10倍,哪一個(gè)可靠性高呢?不言而喻,當然是上百元一只的可靠性高。又如某品牌的9315系列UPS,人稱(chēng)“標王”,意思說(shuō)每次投標它的價(jià)格**,但運行起來(lái)可靠性也**,被人稱(chēng)為“鐵機”——就是不出故障;而同一品牌的同功率PB4000系列就便宜得多,而故障也多。

  當然用戶(hù)對高頻機型UPS的這種擔心不是沒(méi)根據,其根據就是來(lái)自某些方面的誤導宣傳。甚至有的將這些宣傳材料上升為“高頻機結構UPS的致命弱點(diǎn)”。雖然問(wèn)題的提出者只是少數,但影響頗大,在網(wǎng)上粘來(lái)粘去,就好像寫(xiě)此文章的人很多,確實(shí)影響了不少用戶(hù),甚至有些技術(shù)人員也受了傳染。為了將這些問(wèn)題搞清楚,使人們對產(chǎn)品有一個(gè)科學(xué)的看法,下面就這幾個(gè)方面進(jìn)行討論。

 ?。ㄒ唬㊣GBT整流器可靠性偏低

  持這種看法的“根據”有兩個(gè):

  1. 認為IGBT器件的過(guò)載能力不如可控硅(SCR)高

  為了證明這個(gè)論點(diǎn),有的就舉出兩種器件過(guò)載能力的例子:SCR可過(guò)載到10倍額定電流20ms,而IGBT過(guò)載到10倍額定電流時(shí)只能堅持20?s,就是說(shuō)過(guò)載能力差了1000倍。就根據這一點(diǎn)說(shuō)IGBT器件的可靠性不如SCR是不是公平呢?這要追索到它們的過(guò)載能力為什么不同,難道說(shuō)IGBT的過(guò)載能力只能是10倍20?s嗎?當然不是。器件設計者是根據其必要性而選定的。SCR不是全控器件,即一般在交流電路中只能控制其開(kāi)啟而不能控制其關(guān)斷,可控硅一旦開(kāi)啟只有等到電壓或電流過(guò)零時(shí)才自動(dòng)關(guān)斷,

  如圖1(a)下圖所示。這種器件的工作原理就決定了其過(guò)載能力不但要強,而且還必須能承受過(guò)載較長(cháng)的時(shí)間。比如在圖1(a)中SCR在時(shí)間t2被觸發(fā)而開(kāi)啟,假如此處對應的時(shí)間t2 =1ms,而正好此時(shí)輸出端正好出現過(guò)流甚至于超過(guò)10倍,由于在此處無(wú)關(guān)斷機制,那么它必須在t3(50Hz的半周)之前的大約10ms的時(shí)間內能承受這種過(guò)流而不損壞。否則,若這種器件耐過(guò)載時(shí)間短,比如是1ms,器損壞的幾率就太高了,就沒(méi)法用了。但IGBT就不同了,因為它不但可以隨時(shí)開(kāi)啟而且也可以隨時(shí)被關(guān)斷,如圖1 (b)所示,它在t1被打開(kāi)而在t2又被關(guān)斷。

  目前IGBT的工作頻率**可到達150kHz,即一個(gè)開(kāi)啟與關(guān)斷周期約7?s,所以20?s對IGBT從發(fā)現過(guò)載到關(guān)斷的時(shí)間而言已經(jīng)足夠長(cháng)了。就是說(shuō)IGBT的過(guò)載時(shí)間不需要做得那麼長(cháng),即使廠(chǎng)家再將它的過(guò)載時(shí)間延長(cháng)上1000倍又有何用!對于從北京南站30分鐘即可抵達天津站已開(kāi)動(dòng)的城際列車(chē)來(lái)說(shuō),非要給它10h的運行時(shí)間余量,有這個(gè)必要嗎。



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