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高频逆变器和工频逆变器的优缺点和性能对比

     逆变器是直流电转为交流电的设备,从而达到交流负载的需求。而逆变器又可分为高频逆变器和工频逆变器。那么工频逆变器和高频逆变器有那些特性呢?

    一、高频逆变器

    高频逆变器通过高频DC/AC变换技术,将低压直流电逆变为高频低压交流电,然后经过高频变压器升压后,再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300V以上的高压直流电,最后通过工频逆变电路得到220V工频交流电供负载使用。

    高频逆变器的优缺点:高频逆变器采用的是体积小,重量轻的高频磁芯材料,从而大大提高了电路的功率密度,使得逆变电源的空载损耗很小,逆变效率得到了提高。通常高频逆变器峰值转换效率达到90%以上。但是其也有显着缺点,高频逆变器不能接满负荷的感性负载,并且过载能力差。

    二、工频逆变器

    工频逆变器是一种DC/AC的转换器,采用高频脉宽调制技术和微电脑控制技术设计,将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。

    工频逆变器的优缺点:其特点是结构比较简便,保护功能均可在较低压中实现。由于逆变电源与负载间有工频变压器,工频逆变器运行平稳、可靠、过负荷能力和耐冲击能力强,且可以抑制波形中的高次谐波成分。但是,工频变压器也比较重与价格比较高,同时其效率相对来说比较低。现阶段市场的小型工频逆变器,其负荷效率通常不会高于90%,此外因工频变压器在满载和轻负荷下运行时铁损基本不变,所以使其在轻负荷下运行的空载损耗较大,效率也较低。

    三、工频逆变器和高频逆变器的性能对比

    1、在可靠性方面,工频逆变器要优于高频逆变器

    工频逆变器采用晶闸管(SCR)整流器,该技术经过半个多世纪的发展和革新,已经非常成熟,其抗电流冲击能力非常强。由于SCR属于半控器件,不会出现直通、误触发等故障。相比而言,高频逆变器采用的IGBT高频整流器虽然开关频率较高,但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力较低。因此在总体可靠性方面,IGBT整流器比SCR整流器低。

    2、在环境适应性方面,高频逆变器要优于工频逆变器

    高频逆变器是以微处理器作为处理控制中心,将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此,体积、重量等方面都有明显的降低,噪音也较小,对空间、环境影响小,因此比较适合对可靠性要求不太苛刻的办公场所。

    3、在负载对零地电压的要求方面,工频逆变器要优于高频逆变器

    大功率三相高频逆变器零线会引入整流器并作为正负母线的中性点,这种结构就不可避免地造成整流器和逆变器高频谐波耦合在零线上,抬升零地电压,造成负载端零地电压抬高,很难满足IBM、HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求。另外,在市电和发电机切换时,高频逆变器往往因零线缺失而必须转旁路工作,在特定工况下可能造成负载闪断的重大故障。

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