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目前已進(jìn)入高頻機(jī)UPS逐步代替工頻機(jī)UPS的年代,當(dāng)然替代的過程并不是一帆風(fēng)順。人們使用了幾十年的工頻機(jī)UPS,已經(jīng)熟悉了這種電源形式,突然要換機(jī)型還不能一下子適應(yīng),所以對那些為工頻機(jī)UPS的贊歌聽著比較順耳,同時(shí)對高頻機(jī)UPS的一些指責(zé)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的利益,也有勃于當(dāng)今的國策。
常常會(huì)聽到這樣的說法:高頻機(jī)UPS是好東西,但由于我們的系統(tǒng)非常重要,要求供電的可靠性非常高,所以還是用工頻機(jī)UPS可靠。言下之意,高頻機(jī)UPS不可靠。豈不知可靠性是設(shè)計(jì)出來的,即一臺(tái)機(jī)器的可靠性如何取決于采用了哪一級(jí)可靠性標(biāo)準(zhǔn)。舉一個(gè)簡單的例子,一個(gè)UPS中常用的120?120的軸流風(fēng)機(jī),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(dāng)然是上百元一只的可靠性高。又如某品牌的9315系列UPS,人稱“標(biāo)王”,意思說每次投標(biāo)它的價(jià)格**,但運(yùn)行起來可靠性也**,被人稱為“鐵機(jī)”——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(dāng)然用戶對高頻機(jī)型UPS的這種擔(dān)心不是沒根據(jù),其根據(jù)就是來自某些方面的誤導(dǎo)宣傳。甚至有的將這些宣傳材料上升為“高頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS的致命弱點(diǎn)”。雖然問題的提出者只是少數(shù),但影響頗大,在網(wǎng)上粘來粘去,就好像寫此文章的人很多,確實(shí)影響了不少用戶,甚至有些技術(shù)人員也受了傳染。為了將這些問題搞清楚,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。
(一)IGBT整流器可靠性偏低
持這種看法的“根據(jù)”有兩個(gè):
1. 認(rèn)為IGBT器件的過載能力不如可控硅(SCR)高
為了證明這個(gè)論點(diǎn),有的就舉出兩種器件過載能力的例子:SCR可過載到10倍額定電流20ms,而IGBT過載到10倍額定電流時(shí)只能堅(jiān)持20?s,就是說過載能力差了1000倍。就根據(jù)這一點(diǎn)說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載能力為什么不同,難道說IGBT的過載能力只能是10倍20?s嗎?當(dāng)然不是。器件設(shè)計(jì)者是根據(jù)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啟而不能控制其關(guān)斷,可控硅一旦開啟只有等到電壓或電流過零時(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載能力不但要強(qiáng),而且還必須能承受過載較長的時(shí)間。比如在圖1(a)中SCR在時(shí)間t2被觸發(fā)而開啟,假如此處對應(yīng)的時(shí)間t2 =1ms,而正好此時(shí)輸出端正好出現(xiàn)過流甚至于超過10倍,由于在此處無關(guān)斷機(jī)制,那么它必須在t3(50Hz的半周)之前的大約10ms的時(shí)間內(nèi)能承受這種過流而不損壞。否則,若這種器件耐過載時(shí)間短,比如是1ms,器損壞的幾率就太高了,就沒法用了。但I(xiàn)GBT就不同了,因?yàn)樗坏梢噪S時(shí)開啟而且也可以隨時(shí)被關(guān)斷,如圖1 (b)所示,它在t1被打開而在t2又被關(guān)斷。
目前IGBT的工作頻率**可到達(dá)150kHz,即一個(gè)開啟與關(guān)斷周期約7?s,所以20?s對IGBT從發(fā)現(xiàn)過載到關(guān)斷的時(shí)間而言已經(jīng)足夠長了。就是說IGBT的過載時(shí)間不需要做得那麼長,即使廠家再將它的過載時(shí)間延長上1000倍又有何用!對于從北京南站30分鐘即可抵達(dá)天津站已開動(dòng)的城際列車來說,非要給它10h的運(yùn)行時(shí)間余量,有這個(gè)必要嗎。