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高频机型UPS的几个“致命弱点”论值得商榷
2017-07-22
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目前已进入高频机UPS逐步代替工频机UPS的年代,当然替代的过程并不是一帆风顺。人们使用了几十年的工频机UPS,已经熟悉了这种电源形式,突然要换机型还不能一下子适应,所以对那些为工频机UPS的赞歌听着比较顺耳,同时对高频机UPS的一些指责也容易接受,就这样一拍即合。岂不知在一定程度上损害了用户的利益,也有勃于当今的国策。

  常常会听到这样的说法:高频机UPS是好东西,但由于我们的系统非常重要,要求供电的可靠性非常高,所以还是用工频机UPS可靠。言下之意,高频机UPS不可靠。岂不知可靠性是设计出来的,即一台机器的可靠性如何取决于采用了哪一级可靠性标准。举一个简单的例子,一个UPS中常用的120120的轴流风机,有十几元一只的,也有上百元一只的,价格差了近10倍,哪一个可靠性高呢?不言而喻,当然是上百元一只的可靠性高。又如某品牌的9315系列UPS,人称“标王”,意思说每次投标它的价格**,但运行起来可靠性也**,被人称为“铁机”——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。

  当然用户对高频机型UPS的这种担心不是没根据,其根据就是来自某些方面的误导宣传。甚至有的将这些宣传材料上升为“高频机结构UPS的致命弱点”。虽然问题的提出者只是少数,但影响颇大,在网上粘来粘去,就好像写此文章的人很多,确实影响了不少用户,甚至有些技术人员也受了传染。为了将这些问题搞清楚,使人们对产品有一个科学的看法,下面就这几个方面进行讨论。

  (一)IGBT整流器可靠性偏低

  持这种看法的“根据”有两个:

  1. 认为IGBT器件的过载能力不如可控硅(SCR)高

  为了证明这个论点,有的就举出两种器件过载能力的例子:SCR可过载到10倍额定电流20ms,而IGBT过载到10倍额定电流时只能坚持20s,就是说过载能力差了1000倍。就根据这一点说IGBT器件的可靠性不如SCR是不是公平呢?这要追索到它们的过载能力为什么不同,难道说IGBT的过载能力只能是10倍20s吗?当然不是。器件设计者是根据其必要性而选定的。SCR不是全控器件,即一般在交流电路中只能控制其开启而不能控制其关断,可控硅一旦开启只有等到电压或电流过零时才自动关断,

  如图1(a)下图所示。这种器件的工作原理就决定了其过载能力不但要强,而且还必须能承受过载较长的时间。比如在图1(a)中SCR在时间t2被触发而开启,假如此处对应的时间t2 =1ms,而正好此时输出端正好出现过流甚至于超过10倍,由于在此处无关断机制,那么它必须在t3(50Hz的半周)之前的大约10ms的时间内能承受这种过流而不损坏。否则,若这种器件耐过载时间短,比如是1ms,器损坏的几率就太高了,就没法用了。但IGBT就不同了,因为它不但可以随时开启而且也可以随时被关断,如图1 (b)所示,它在t1被打开而在t2又被关断。

  目前IGBT的工作频率**可到达150kHz,即一个开启与关断周期约7s,所以20s对IGBT从发现过载到关断的时间而言已经足够长了。就是说IGBT的过载时间不需要做得那麽长,即使厂家再将它的过载时间延长上1000倍又有何用!对于从北京南站30分钟即可抵达天津站已开动的城际列车来说,非要给它10h的运行时间余量,有这个必要吗。



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