Короткий ответ
Обе конструкции онлайн двойная конверсия. Инвертор постоянно питает нагрузку, а батарея находится за ним на шине постоянного тока, поэтому сбой в сети не приводит к обрыву выхода. Разница в том, что находится между инвертором и нагрузкой.
- Трансформаторный (низкочастотный): выход инвертора проходит через мощный трансформатор 50/60 Гц. Вы получаете гальваническую развязку и лучшую устойчивость к пусковым и ступенчатым нагрузкам. Вы платите за размер, вес и эффективность.
- Бестрансформаторный (высокочастотный): силовые ступени переключаются на высокой частоте, и инвертор напрямую питает нагрузку. Устройство меньше, легче и эффективнее, имеет более чистый входной ток. Встроенной изоляции нет.
Краткое практическое правило:
| Ситуация | Обычно лучше подходит |
|---|---|
| Вращающиеся машины, грязный источник питания или требования к изоляции | Трансформаторный |
| Серверы, сетевое оборудование, шкафы ПЛК и инструменты в удобной сети. | Высокочастотный |
| Нагрузка, которая будет расти или должна оставаться в сети во время обслуживания ИБП. | Модульные (высокочастотные модули) |
Те же самые конструкции имеют другие названия. Блоки на базе трансформатора еще называют низкочастотными, линейно-частотными или «онлайн ИБП с разделительным трансформатором». Бестрансформаторные агрегаты еще называют высокочастотными или бестрансформаторными.
Как работает ИБП на трансформаторе
Питание осуществляется в четыре этапа от сети до нагрузки:
- выпрямитель – преобразует сетевое напряжение в постоянный ток. В промышленных образцах часто используется тиристорный (SCR) мост.
- шина постоянного тока – заряжает аккумулятор и питает инвертор.
- Инвертор – строит синусоидальную волну.
- Выходной трансформатор – подводит его к выходному напряжению и электрически отделяет нагрузку от входного.
Этот последний этап и есть суть дизайна. Трансформатор, работающий на сетевой частоте, имеет большие размеры: медные обмотки на стальном сердечнике, рассчитанные на 50 или 60 Гц. Это также прощает. Он поглощает всплеск тока при запуске двигателя, насоса или компрессора и помогает подать достаточный ток при замыкании на выходе, чтобы сработал правильный выключатель.
Что дает трансформер
- Гальваническая развязка. Прямого проводящего пути от сети к нагрузке нет. Вторичную обмотку можно соединить с землей, чтобы создать новую нейтраль, что полезно в местах с плохим заземлением или плавающей нейтралью.
- Пусковой ток и ток повреждения. Запуск двигателя, подача питания через трансформатор и батареи конденсаторов проще в конструкции с трансформатором и более тяжелой силовой ступенью.
- Переносимость несуразных нагрузок. Низкий коэффициент мощности и несбалансированные фазы обрабатываются с большим запасом.
Сколько это стоит
- Вес и площадь. При том же номинале шкаф на базе трансформатора заметно выше и тяжелее. Проверьте нагрузку на пол, доступ к подъемнику и груз.
- Эффективность. Потери в трансформаторе присутствуют всегда, когда устройство работает, поэтому эффективность в онлайн-режиме ниже, чем у высокочастотного устройства того же номинала.
- Входное текущее качество. Простой тиристорный выпрямитель потребляет искаженный ток с более низким входным коэффициентом мощности. На объектах с генераторным питанием попросите входной фильтр гармоник или 12-пульсный выпрямитель для больших корпусов.
Наша промышленная линейка трансформаторов (X11, X31 и X33) оснащена выходным изолирующим трансформатором и охватывает однофазные устройства мощностью 1–40 кВА, трехфазные входные/однофазные выходные мощности 6–120 кВА и трехфазные 10–800 кВА. Трехфазные модели имеют выходной коэффициент мощности 0,8, поэтому блок мощностью 100 кВА обеспечивает мощность 80 кВт.
Как работает бестрансформаторный (высокочастотный) ИБП
Выпрямитель представляет собой каскад IGBT с активной коррекцией коэффициента мощности, поэтому он потребляет ток, соответствующий форме волны напряжения. Входной коэффициент мощности близок к единице, а искажения тока невелики, что означает меньшие размеры кабелей, выключателей и генератора при той же нагрузке.
Инвертор переключается на высокой частоте и его выход поступает на нагрузку без трансформатора 50/60 Гц. Аккумулятор обычно подключается к шине постоянного тока через преобразователь постоянного тока в постоянный, который отделяет напряжение аккумуляторной батареи от шины.
Удаление трансформатора меняет физический продукт больше, чем электрический. Тот же рейтинг подходит для башни меньшего размера, а при более низком рейтинге — для 19-дюймовой стойки.
Что вы получаете
- Размер и вес. Легче поднять, разместить на фальшполе или поместить в стойку.
- Эффективность. Более высокий КПД в онлайн-режиме, а в нашем трехфазном высокочастотном диапазоне ЭКО-режим не менее 98,5%. Каждое потерянное очко — это тепло, которое необходимо отвести при охлаждении помещения.
- Чистый ввод. Коэффициент входной мощности, близкий к единице, и низкие искажения тока.
- Полная мощность в кВт. Наш однофазный высокочастотный диапазон имеет выходной коэффициент мощности 1, поэтому блок мощностью 10 кВА обеспечивает мощность 10 кВт.
От чего ты отказываешься
- Никакой гальванической развязки. Если этого требует спецификация или плохое заземление, добавьте на выходе изолирующий трансформатор или выберите блок на основе трансформатора.
- Inrush управляется электронно. Большой пусковой ток компенсируется ограничением тока инвертора и, помимо этого, статическим байпасом, который в этот момент создает нагрузку на необработанную сеть.
- Таблицы перегрузки выглядят аналогично. Номинальные значения перегрузки обоих семейств в паспортах часто близки. Чего не показывает таблица, так это поведения в первые мгновения запуска двигателя, в чем и помогает трансформатор.
Наш высокочастотный онлайн-диапазон (H11, H31 и H33) охватывает 1–600 кВА: однофазные 1–10 кВА, трехфазные входные/однофазные выходные 10–30 кВА и трехфазные 10–600 кВА с переключением между сетью и аккумулятором за 0 мс.
Параллельное сравнение
| Трансформаторный | Высокочастотный | |
|---|---|---|
| Размер и вес | Больше, тяжелее | Компактный; башня или стойка |
| Эффективность, онлайн-режим | Нижний | Высшее; Доступен ЭКО-режим |
| Входной коэффициент мощности | Нижний; может понадобится фильтр | Рядом с единством |
| Искажение входного тока | Выше без фильтра | Low |
| Выходной коэффициент мощности | Обычно 0,8 | До 1 |
| Пусковые нагрузки, нагрузки двигателя | Лучше справляется с пусковым током | Зависит от ограничения тока и обхода |
| Гальваническая развязка | Да, выходной трансформатор | Не встроен; добавить трансформатор |
| Переключение от сети к батарее | 0 ms | 0 ms |
| Цена и фрахт | Обычно выше: больше меди и стали | Обычно ниже для того же рейтинга |
| Лучше всего подходит | Заводы, двигатели и приводы, нефть и газ, подстанции, слабые сети или сети с генераторным питанием. | Серверные и сетевые помещения, телекоммуникации, шкафы управления, лаборатории, офисы |
О соответствии: наш высокочастотный онлайн-диапазон протестирован CE на соответствие EN IEC 62040-1 (LVD) и ЭМС. Диапазон трансформаторов не охвачен этим файлом CE, поэтому для проектов, требующих маркировки CE, обсудите это требование с нами, прежде чем сделать выбор.
Как выбрать по нагрузке и сетке
Начни с нагрузки, потом проверь снабжение, потом площадку. Если два или более из первого списка верны, посмотрите на трансформатор. Если их нет, обычно лучше покупать высокочастотные устройства.
Склоняюсь к трансформаторному варианту, если
- В нагрузку входят двигатели, насосы, компрессоры, приводы или трансформаторы с высоким пусковым током.
- Питание слабое, питается от генератора или имеет частые провалы, скачки и скачки напряжения.
- Плохое заземление на объекте, или нагрузка нуждается в стабильном низком напряжении между нейтралью и землей.
- Спецификация предусматривает гальваническую развязку между сетью и нагрузкой.
- Коэффициент мощности нагрузки низкий или фазы сильно разбалансированы.
- Устройство помещается в техническое помещение, где вес и площадь пола не являются ограничениями.
Склоняйтесь к высокочастотным, если
- Нагрузка — это серверы, сеть, телекоммуникации, ПЛК, приборы или другие электронные источники питания.
- Сеть пригодна к использованию, или генератор рассчитан на нагрузку с коэффициентом мощности, близким к единице.
- Пространство, нагрузка на пол или вес груза ограничены, либо устройство должно помещаться в 19-дюймовую стойку.
- Установка работает круглосуточно, и эксплуатационные расходы имеют значение.
- При необходимости изоляцию можно добавить отдельным трансформатором.
Два быстрых примера
- Упаковочная линия с воздушным компрессором, приводами конвейеров и двумя шкафами ПЛК, с дизельным генератором: трансформаторным, рассчитанным на запуск компрессора.
- Офисная серверная комната с серверами, коммутаторами и хранилищем на стабильном городском питании, на верхнем этаже: высокочастотные трехфазные или стоечные агрегаты.
Когда нет ответа: модульный
Модульный ИБП представляет собой шкаф силовых модулей с возможностью горячей замены, использующих одну рамку, байпас и батарею. Каждый модуль является высокочастотным, поэтому применяются приведенные выше замечания по изоляции. Что меняется, так это то, как вы покупаете мощность и устойчивость. В нашем M33 используются модули мощностью 20, 30 или 50 кВА в системах мощностью от 20 до 600 кВА с резервированием N+X. Он подходит для нагрузок, которые растут ступенчато, и для объектов, которые не могут воспользоваться обходной передачей для обслуживания. Оставайтесь с блоком на основе трансформатора, когда нагрузка в основном состоит из двигателей или требуется изоляция и нет места для отдельного трансформатора.
Пять входных данных, которые нужно отправить, прежде чем запрашивать предложение
- Нагрузка в кВА и кВт сейчас и через три года.
- Самый большой двигатель или пусковая нагрузка в зависимости от способа запуска.
- Входное напряжение, фазы и частота, а также то, питает ли объект генератор.
- Система заземления и любые требования к изоляции.
- Время резервного питания и пространство для установки, включая нагрузку на пол для аккумуляторных шкафов.
Сопутствующие товары
- Промышленный трансформаторный ИБП и трехфазный промышленный диапазон
- Трехфазный онлайн ИБП, высокочастотный
- Однофазный онлайн ИБП
- Модульный онлайн ИБП
Не знаете, какая топология подходит? Отправьте нам список загрузки и детали сетки и инженер порекомендует топологию, номинал и настройку батареи.