間斷電源就是它的孿生兄弟。幾十年來大半部分時間就是就是這種工頻機UPS為計算機保駕護航，才使得IT技術穩步發展。可以說工頻機UPS為IT技術的發展立下了汗馬功勞。但工頻機UPS機不是文物也不是古董，而是一種技術設備，技術是要發展的。歷史的規律就是新的代替舊的，因為舊的一旦妨礙了生產力的發展就會被新的淘汰。那么工頻機UPS的哪些方面阻礙了生產力的發展呢?如前所述，首先是耗材，如圖2(a)所示，工頻機輸出端龐大的變壓器是一個典型的耗材耗能的裝置。而圖2(b)所示的高頻機UPS就取消了這個變壓器。有人說這個變壓器抗干擾，這是一種誤解。這個變壓器的作用只有兩點：產生隔離接地點和變壓，在三相中必須是D-Y(角星或角星)接法

 

圖2 兩種UPS逆變器后面的結構

時才可消除三次諧波。可惜逆變器輸出波形中沒有干擾可抗。

從工頻機UPS輸入電路上看，如圖3所示，一般容量的標準配置是“6脈沖”輸入整流器，如圖所示的虛線框內部分。這種結構效率可達90%以上，但此時的輸入功率因數只

 

圖3 12脈沖整流器輸入的UPS主電路原理圖

有0.8左右，換言之器輸入諧波電流達30%以上。這個數值標志著破壞了電網電壓的正弦波波形，對外干擾大和增加了無功功率對線路的占空比，限制了供電局對外輸出的有效功率。因此供電局一般都對用戶提出了輸入功率因數必須大于0.9的要求，否則就罰款。如果增加整流脈沖的個數就可提高輸入功率因數。因此就出現了12脈沖整流器輸入的UPS.如圖3所示。這種電路的結構特點就是在原有電路的基礎上再加一套6脈沖整流器，另外再加一個移相變壓器。這樣做了以后可將輸入功率因數提高到0.9，如果再加11次諧波濾波器，又可將輸入功率因數提高到0.95以上。這樣做的代價有多大呢?某典型300kVA的UPS在6脈沖整流器時是1600kg，變成12脈沖整流器后重量是2200kg，增加了600kg.400kVA的UPS變成12脈沖整流器后則加了650kg!而某品牌300kVA的UPS才重830kg!相差何其懸殊!

為了將輸入功率因數進一步提高，有的專家提出了24相整流方案，整流脈沖可達24個之多，輸入功率因數可達0.99以上。圖4(a)和(b)分別為采用諧波諸如型的自耦變壓

(c) 24相整流自耦變壓器結構原理圖

 

圖4 24相輸入整流方案

器式24相整流工頻機UPS輸入整流器和采用平衡電感的自耦變壓器式24相整流工頻機UPS輸入整流器，圖4(c)所示為24相整流自耦變壓器結構原理圖。圖4電路和變壓器的有效結合無疑可以實現0.99以上的輸入功率因數指標，但其結構復雜程度使制造的困難加大，并且仍未脫離耗電耗材的弊病。所以這種方案直至現在牙只能在實驗室內“金屋藏嬌”。

而高頻機UPS完全克服了這些缺點

 

圖5 三相高頻機UPS主電路結構原理圖

3. 幾種高頻機UPS的結構的種類

(1)在線互動式

圖5.3(a)和(b)所示的兩個電路就是在線互動式電原理圖，從圖中可以看出它們是后備式的工作方式在線的效果。

圖5.3(a)所示的電路所以是在線的效果，其標志就是在任何時候它的輸出電壓波形都是正弦波，其繼電器的切換時間也很短，只有2ms.盡管其輸出電壓穩定度只有±12%，這對一般電子負載已足夠了。

圖5.3(b)所示的是通過兩個原始電壓的交叉供電使輸出電壓達到一定穩定度的電源。這里的兩個“原始電壓”一個是輸入電壓，一個是由雙向變換器產生的輸出變壓器電壓。其結構是帶數個抽頭的輸出變壓器，其交叉工作原理是：當輸入或輸出電壓范圍超出規定要求時，為了穩壓抽頭繼電器就會自動切換抽頭位置，當即電器觸點離開原來抽頭但還沒有接觸到下一個抽頭時，雙向變換器啟動產生一個輸出電壓以填補抽頭換接過程的斷電時間。抽頭換接過程完畢后雙向變換器自動關閉，重新回到市電供電模式。

 

(a) 兩個原始電壓加減互動方式原理圖

 

(b) 兩個原始電壓交叉互動方式原理圖

圖5.3 互動式UPS原理電路圖

(2)串并聯調整式

串并聯調整式也稱Delta變換式，這是一種由電流源(Delta變換器)與電壓源(主變換器)構成并聯連續補償向負載供電的一種在線式UPS，屬高頻機范疇。其輸出電壓穩定度是1%，如圖5.4所示。在市電正常范圍供電時作為電流源的Delta變換器主要向負載提供有功功率，而與其并聯供電的主變換器只提供無功功率和負載突變式的補償功率。當市電異常時，Delta變換器關閉而改由主變換