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施耐德ups电源:四大趋势看清apc施耐德UPS技术的未来(一)

发布时间:2022-10-23浏览次数:177
摘要:随着云计算、大数据等颠覆性技术的快速发展,各行各业都在马不停蹄地进入数字时代。面对数字化转型的挑战,企业需要能够快速、高效地响应不断变化的业务需求。在整个IT架构变革的过程中,数据中心的创新与变革一直备受关注。作为数据中心的电源,UPS(三相不间断电源)配电系统不仅有很大的发展空间,也

     随着云计算、大数据等颠覆性技术的快速发展,各行各业都在马不停蹄地进入数字时代。面对数字化转型的挑战,企业需要能够快速、高效地响应不断变化的业务需求。在整个IT架构变革的过程中,数据中心的创新与变革一直备受关注。作为数据中心的电源,UPS(三相不间断电源)配电系统不仅有很大的发展空间,也迫切需要创新。用户对UPS供配电系统的需求主要集中在三个方面:高可用性、全生命周期总成本、UPS系统对运输、安装和现场的适应性、运维过程的灵活性。我们认为,基于用户的这三大要求,UPS未来将呈现四大技术趋势。

一。

革命性的超级旁路优先操作模式。

研究发现,传统的逆变器优先模式(双转换模式)和普通旁路优先模式,即ECO模式(经济模式),在可用性方面有很大的弱点。双转换模式的输出交流电压精度为1%,能量经过整流和逆变两次转换,UPS的效率仅为90-95%。然而,由于IT设备对交流的精度要求不高,这种模式下输出精度1%的优势并没有发挥其意义。反之,这种模式下的零部件疲劳老化严重,寿命降低,从而导致UPS产品可用性降低。在ECO模式下,UPS优先运行在静态旁路上,市电直接向负载供电,最大的好处是效率提高到99%。然而,市电故障是千变万化的,这种模式不能保证100%从旁路模式切换到逆变模式,当切换时间超过IT设备所能承受的范围时,会导致设备重新启动,降低UPS的可用性。

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                                                                                                              图1所示。革命性的超级旁路优先操作模式。

2012年,施耐德电气开发了革命性的超级旁路优先运行模式(E变换模式),并获得了技术专利,并于2014年开始全面应用于Galaxy V系列产品。这种模式下,逆变器与旁路市电并联工作,对逆变器的精确控制导致最终实现有功功率(基波电流)由旁路主电路提供,逆变器提供无功功率(谐波电流),合起来就是IT负载所需的电流。因此,电源的输入功率因数可以达到>0.99,输入谐波电流<3%。在这种模式下,UPS提供一级供电质量,保证IT设备的正常运行。同时,变频器还可以提供10%的电池充电容量。当市电电网出现问题时,它会自动关闭旁路市电电源,因为没有切换时间,或者切换时间=0ms,从而保证了可用性。此外,特殊的晶闸管关断控制技术也保证了电池的能量在任何情况下都不会被倒回电网。

超旁路优先运行方式的最大优点是可以将电容器、电感器、功率器件等不承担所有的负载电流,长期轻载运行中,元器件疲劳老化轻微,寿命延长,系统可用性提高,可满足高可用性、高效率、高输入性能指标的要求。‍。

二。

传统的工频机和高频机都采用了两电平逆变器技术。在常见的高频机中,在高频机两电平逆变器架构中,其功率器件IGBT的压力为直流母线电压800V,只有耐压值为1200V甚至1500V的IGBP功率器件可供选择。然而,功率器件的击穿率越高。因此,为了提高变频器的可能性,必须降低功率器件的压力。‍‍。

三电平逆变器通过串联增加功率器件来共享高频机的800V直流母线电压,使每个器件的压力降低到400V,这样就可以选择耐压600或800伏的功率器件,从而提高可用性。四电平逆变器可以将功率器件的压力降低到直流母线电压的1/3,即266伏。因此,可以采用500V或600V的耐压功率器件,进一步提高逆变器的可用性。在效率方面,这三种技术的效率分别为94.5%、96%和96.5%。

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                                                                                                                                      图2所示。新型混合式三电平变频器。

多电平逆变器的缺点是增加了功率器件的数量,增加了制造成本,理论上也增加了故障率。混合式三电平逆变器技术增加了零电压开关控制环节,使IGBT的开关损耗降低了50%,功率器件的数量也减少了。

新的混合三电平逆变器的效率为97.5%,仅使用24个功率器件。因此,新型混合式三电平逆变技术不仅提高了效率,而且减少了元器件数量,降低了成本。同时,从理论上讲,由于元器件数量的减少,可用性也得到了提高。‍。

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