UPS电源输出变压器在电路中是在抗干扰吗
时间：2024-10-29 阅读：11
1.前言根据历史发展规律，目前，工频机型和高频UPS电源正处于更换UPS的过渡期，在此期间，之前没有被人们注意到的输出变压器成为了“商品”。主要原因是：据说这款变压器可以抗*。所以不只是工频机.
一、前言
按照历史发展规律，现在正处于高频UPS取代工频机型UPS的过渡期。在这个时期，以前没有被人们注意到的输出变压器成为了“商品”。主要原因是这个变压器据说抗干扰。因此，不但工频机型UPS的变压器稳定了抗干扰功能，在输出端还必须加上取消了该变压器的高频UPS。这样一来，人们的印象就好像高频UPS取消变压器的做法是在浪费时间，反而成了落后产品。可见宣传的“魅力”有多大！难怪有些用户对没有输出变压器的高频UPS持怀疑态度：没有变压器就没有抗干扰！
如果以上宣传是事实，那么高频UPS真的没有空间了。可惜的是，UPS输出变压器能抗干扰”是“漫无目的”的！要说明这个问题，首先要解决以下问题：
输出变压器的抗干扰目的是什么？UPS输出变压器抗什么干扰？UPS输出变压器电路是否有干扰？这些问题搞清楚了，结论就出来了。
二、UPS输出变压器的抗干扰目的是什么？
这个问题很容易回答。抗干扰的目的是保护设备和电路不受损坏。图1显示了两个不间断电源系统的原理方框图。因为这里说的是输出变压器，所以不涉及整流器。从图1(a)可以看出，变压器的抗干扰目的是保护前逆变器和后负载电路。也就是说，该变压器可以防止来自逆变器的干扰损坏负载电路或来自负载的干扰损坏逆变器。除了这两个，没有第三个。
(一)工频机型不间断电源供电示意图
(二)高频型号不间断电源示意图
图1 方框图不间断电源供电原理
首先，无论是高频UPS还是工频机型UPS，在相同的规格下，两者的逆变器和负载都是一样的。由于工频机型UPS的逆变器需要保护，按照变压器宣传员的理论，高频UPS的逆变器因为没有变压器隔离，所以是没有保护的，所以应该是受到负载干扰而损坏，也就是说应该是频繁损坏。实践证明，该变频器没有损坏，运行良好。比如近三年，某品牌高频UPS安装了250千伏安到600千伏安的近300台，没有任何逆变器损坏，这在工频机型UPS中也是罕见的。至于负载，只是一个功率单元，对逆变器不发送干扰，也不能发送。此外，逆变器不是干扰源。在这一点上，用示波器测量就可以看得很清楚。因此，工频机型UPS的输出变压器在这里不是保护环节。3.工频型号的UPS输出变压器抗什么干扰？
我们已经讨论了工频不间断电源的输出变压器。既然不是这里的保护环节，它的抗干扰目的是什么？真正的问题是：这里的变压器真的抗干扰吗？图5为工频不间断电源供电线路电气示意图。图中两点AB表示UPS的输出。在这两点AB，UPS输出电压UUPS的波形失真一般应小于5%(这是指标的要求)，是一个好的正弦波，如图所示。但是在负载端，电压UL的波形是失真的。这种扭曲是如何形成的？，负载端的工作电流IL是正弦波电压峰值对应的脉冲电流。虽然UPS的输出端AB是很好的正弦波，但是电源和负载端之间有一定的距离，电缆有阻抗，所以电缆的长度决定了阻抗RW:
(1)
图2不间断电源供电线路电气示意图
其中RW是指电缆在一定长度l时的阻抗。
电缆材料的电阻率
l型电缆长度
s形电缆横截面积
XL-长度为l的电缆电抗
电缆上电流引起的脉冲压降：
URw=ILRW (2)
因此，负载端的电压为：
UL=UUPS-ILR (3)
从公式(1)可以看出，在负载端，因为RW很大，所以脉冲压降也很大。从不间断电源输出的正弦波中减去该线路上的脉冲压降后，会形成失真的波形。在AB的两端，因为l=0，RW=0，这里的电压波形还是很好的正弦波。
也就是说，在变压器的输入端，逆变器发出的是规则的PWM波形而不是干扰，变压器不需要抵抗。负载端的失真波形是负载正常运行留下的阴影，并不是干扰，更不会传递到变压器的输出端，所以这里没有变压器要抵抗的干扰。换句话说，该变压器的输入和输出端没有干扰。这是UPS输出电压的原貌，不是变压器的功劳。据说这里是抗干扰的，只是漫无目的！此外，不间断电源的输出变压器是一个一直处于无干扰环境中的环节。怎么才能断定它有抗干扰能力？UPS，一个没有输出变压器的高频型号，也是一个一直处于无干扰环境的环节。怎么会没有抗干扰能力？就像两个一直生活在高山上的兄弟，除了山上的一条小溪，再也没有见过江河湖海。一个“智者”凭什么断定其中一个有游泳能力，而另一个没有？因此，UPS的输出变压器除了变换电压并在其位置产生零点外，没有做第三件事。
第四，高频UPS加输出隔离变压器是“画蛇添足”
无论是在理论上还是在实际应用中，都可以看出，这条线路从两台UPS的输出端到负载端的供电效果是一样的：有无变压器都是一样的，这是不争的事实。既然如此，为什么还要加这个隔离变压器呢？这主要是因为“变形金刚能抗干扰”的误导宣传。为了巩固“变压器能抗干扰”的神话地位，“智者”必须要求高频UPS加装这种变压器，以示这一理论的正确性，如图4(b)所示。不幸的是，没有人能在不间断电源的输出端发送干扰。如前所述，这里没有干扰。此外，变压器根本没有抗干扰功能。作者已经在许多文章和书中讨论过这一点。所以，如果我们坚持在这里增加一个变压器，岂不是“画蛇添足”？
(一)高频不间断电源供电系统的原始结构
带隔离变压器的高频不间断电源系统
图4带隔离变压器和不带隔离变压器的高频UPS电气原理图
加这个变压器一定不能理解为“锦上添花”。锦上添花意味着没有它就没有多少。这里不一样，不但“多”，还会带来负面影响。这就像一条宽敞平坦的路，必须切断才能建桥。会有什么后果？增加了车辆爬坡的汽油消耗，在桥面的情况下会影响交通，比如突然下大雪，车因为滑的情况爬不起来，甚至下坡的时候还会有碰撞的危险。这导致交通中断。不间断电源也是如此：投资和占地面积增加，功耗增加，多了一个故障点。这就是花钱买的不靠谱因素，这也是没人想做的！
另一个危害是，如果增加这个变压器，当有多台并联机时，原本没有环流的高频UPS(如图5(b))会有环流，如图5(a)所示。
(一)带输出变压器的不间断电源并联原理图
(二)不带输出变压器的不间断电源并联示意图
图5带和不带输出变压器的不间断电源并联
从图5(a)可以看出，由于各种参数的不同，两个UPS电源变压器的二次电压不同，表面电压互感器的内阻为毫欧，也会导致环流。而且，由于这个循环路径中几乎没有障碍物，即使很小的电压差也会导致相当大的电流；UPS，一个没有变压器的高频型号，就不一样了。即使有和变压器一样的电压差，这个电压也会因为路径上有很多障碍而早早被吃掉(如图(b) 中虚线)。因此，不需要考虑高频UPS的并联循环。
一、前言
按照历史发展规律，现在正处于高频UPS取代工频机型UPS的过渡期。在这个时期，以前没有被人们注意到的输出变压器成为了“商品”。主要原因是这个变压器据说抗干扰。因此，不但工频机型UPS的变压器稳定了抗干扰功能，在输出端还必须加上取消了该变压器的高频UPS。这样一来，人们的印象就好像高频UPS取消变压器的做法是在浪费时间，反而成了落后产品。可见宣传的“魅力”有多大！难怪有些用户对没有输出变压器的高频UPS持怀疑态度：没有变压器就没有抗干扰！
如果以上宣传是事实，那么高频UPS真的没有空间了。可惜的是，UPS输出变压器能抗干扰”是“漫无目的”的！要说明这个问题，首先要解决以下问题：
输出变压器的抗干扰目的是什么？UPS输出变压器抗什么干扰？UPS输出变压器电路是否有干扰？这些问题搞清楚了，结论就出来了。
二、UPS输出变压器的抗干扰目的是什么？
这个问题很容易回答。抗干扰的目的是保护设备和电路不受损坏。图1显示了两个不间断电源系统的原理方框图。因为这里说的是输出变压器，所以不涉及整流器。从图1(a)可以看出，变压器的抗干扰目的是保护前逆变器和后负载电路。也就是说，该变压器可以防止来自逆变器的干扰损坏负载电路或来自负载的干扰损坏逆变器。除了这两个，没有第三个。
(一)工频机型不间断电源供电示意图
(二)高频型号不间断电源示意图
图1 方框图不间断电源供电原理
首先，无论是高频UPS还是工频机型UPS，在相同的规格下，两者的逆变器和负载都是一样的。由于工频机型UPS的逆变器需要保护，按照变压器宣传员的理论，高频UPS的逆变器因为没有变压器隔离，所以是没有保护的，所以应该是受到负载干扰而损坏，也就是说应该是频繁损坏。实践证明，该变频器没有损坏，运行良好。比如近三年，某品牌高频UPS安装了250千伏安到600千伏安的近300台，没有任何逆变器损坏，这在工频机型UPS中也是罕见的。至于负载，只是一个功率单元，对逆变器不发送干扰，也不能发送。此外，逆变器不是干扰源。在这一点上，用示波器测量就可以看得很清楚。因此，工频机型UPS的输出变压器在这里不是保护环节。3.工频型号的UPS输出变压器抗什么干扰？
我们已经讨论了工频不间断电源的输出变压器。既然不是这里的保护环节，它的抗干扰目的是什么？真正的问题是：这里的变压器真的抗干扰吗？图5为工频不间断电源供电线路电气示意图。图中两点AB表示UPS的输出。在这两点AB，UPS输出电压UUPS的波形失真一般应小于5%(这是指标的要求)，是一个好的正弦波，如图所示。但是在负载端，电压UL的波形是失真的。这种扭曲是如何形成的？，负载端的工作电流IL是正弦波电压峰值对应的脉冲电流。虽然UPS的输出端AB是很好的正弦波，但是电源和负载端之间有一定的距离，电缆有阻抗，所以电缆的长度决定了阻抗RW:
(1)
图2不间断电源供电线路电气示意图
其中RW是指电缆在一定长度l时的阻抗。
电缆材料的电阻率
l型电缆长度
s形电缆横截面积
XL-长度为l的电缆电抗
电缆上电流引起的脉冲压降：
URw=ILRW (2)
因此，负载端的电压为：
UL=UUPS-ILR (3)
从公式(1)可以看出，在负载端，因为RW很大，所以脉冲压降也很大。从不间断电源输出的正弦波中减去该线路上的脉冲压降后，会形成失真的波形。在AB的两端，因为l=0，RW=0，这里的电压波形还是很好的正弦波。
也就是说，在变压器的输入端，逆变器发出的是规则的PWM波形而不是干扰，变压器不需要抵抗。负载端的失真波形是负载正常运行留下的阴影，并不是干扰，更不会传递到变压器的输出端，所以这里没有变压器要抵抗的干扰。换句话说，该变压器的输入和输出端没有干扰。这是UPS输出电压的原貌，不是变压器的功劳。据说这里是抗干扰的，只是漫无目的！此外，不间断电源的输出变压器是一个一直处于无干扰环境中的环节。怎么才能断定它有抗干扰能力？UPS，一个没有输出变压器的高频型号，也是一个一直处于无干扰环境的环节。怎么会没有抗干扰能力？就像两个一直生活在高山上的兄弟，除了山上的一条小溪，再也没有见过江河湖海。一个“智者”凭什么断定其中一个有游泳能力，而另一个没有？因此，UPS的输出变压器除了变换电压并在其位置产生零点外，没有做第三件事。
第四，高频UPS加输出隔离变压器是“画蛇添足”
无论是在理论上还是在实际应用中，都可以看出，这条线路从两台UPS的输出端到负载端的供电效果是一样的：有无变压器都是一样的，这是不争的事实。既然如此，为什么还要加这个隔离变压器呢？这主要是因为“变形金刚能抗干扰”的误导宣传。为了巩固“变压器能抗干扰”的神话地位，“智者”必须要求高频UPS加装这种变压器，以示这一理论的正确性，如图4(b)所示。不幸的是，没有人能在不间断电源的输出端发送干扰。如前所述，这里没有干扰。此外，变压器根本没有抗干扰功能。作者已经在许多文章和书中讨论过这一点。所以，如果我们坚持在这里增加一个变压器，岂不是“画蛇添足”？
(一)高频不间断电源供电系统的原始结构
带隔离变压器的高频不间断电源系统
图4带隔离变压器和不带隔离变压器的高频UPS电气原理图
加这个变压器一定不能理解为“锦上添花”。锦上添花意味着没有它就没有多少。这里不一样，不但“多”，还会带来负面影响。这就像一条宽敞平坦的路，必须切断才能建桥。会有什么后果？增加了车辆爬坡的汽油消耗，在桥面的情况下会影响交通，比如突然下大雪，车因为滑的情况爬不起来，甚至下坡的时候还会有碰撞的危险。这导致交通中断。不间断电源也是如此：投资和占地面积增加，功耗增加，多了一个故障点。这就是花钱买的不靠谱因素，这也是没人想做的！
另一个危害是，如果增加这个变压器，当有多台并联机时，原本没有环流的高频UPS(如图5(b))会有环流，如图5(a)所示。
(一)带输出变压器的不间断电源并联原理图
(二)不带输出变压器的不间断电源并联示意图
图5带和不带输出变压器的不间断电源并联
从图5(a)可以看出，由于各种参数的不同，两个UPS电源变压器的二次电压不同，表面电压互感器的内阻为毫欧，也会导致环流。而且，由于这个循环路径中几乎没有障碍物，即使很小的电压差也会导致相当大的电流；UPS，一个没有变压器的高频型号，就不一样了。即使有和变压器一样的电压差，这个电压也会因为路径上有很多障碍而早早被吃掉(如图(b) 中虚线)。因此，不需要考虑高频UPS的并联循环。