在UPS的发展历史上,工频机曾经做出过一定贡献,如今随着技术的进步,市场的驱动,高频模块化已经取代工频机,逐步成为市场主流选择。是时候说一声:别了,工频机。

工频UPS出现于上世纪60年代。在此之前大型计算机的备电主要是使用动态UPS,初代的动态UPS有备电时间短、效率低下、噪声巨大、占地面积大等诸多缺点,于是静态UPS应运而生。第一代静态UPS,也就是工频UPS成功颠覆行业,效率的提升、占地面积的节约,并且可以根据需求制定备电时间,这些优点让工频UPS迅速打开市场。但是工频UPS仍然存在一些缺点,一个典型特征就是工频机必须使用一个升压变压器,变压器使得工频机占地面积大,效率低,重量大,安装困难;此外工频机均为塔式结构,内部构造复杂,维护必须专业工程师操作,费时费力。

20世纪90年代后期,电力电子器件技术的发展带来了UPS行业的一次重大变革,出现了不带变压器的UPS即高频UPS.高频UPS效率更高,省掉变压器后减小了占地面积和重量,使得安装更加简单,同时进一步降低输入谐波,提升输入功率因数,不过此时塔式构造的维护难题依然没有解决。

到2007年,IGBT技术彻底成熟,可靠性历经市场的考验,让高频UPS替代工频UPS成为可能。这时业内的主流厂家纷纷停止工频UPS的开发,转向高频UPS市场。近几年随着数据中心行业的火热发展,基础设施也迎来发展机会,近乎停滞的UPS技术也迎来了一波发展高潮,效率、功率密度等指标迅速提升。与此同时,通讯技术的成熟使得高频机演化出更加先进的模块化UPS,彻底解决了塔式UPS维护问题,模块化热插拔设计理念大大提升了运维效率。

工频机

从可靠性角度来说,高频机要高于工频机。工频机控制方式一般采用模数组合控制技术,而高频机控制采用DSP、FPGA等高速数字芯片,模拟技术的可靠性要低于数字技术,模块化机器独有的模块冗余技术,可以进一步提升产品可靠性。并机场景下,工频机并机是变压器的直接并联,容易产生环流,而高频机回路上多个二极管,电压偏差只要小于二极管的开通电压就不会形成环流,相比工频机并机环流更小,通常可以做到3%以内,另外高频机 输入电压范围更宽,输入频率范围也更宽。

在UPS的创新技术应用上,中国三大运营商无疑是风向标,以中国移动为例。随着移动在高频UPS与高频模块化UPS的应用经验逐步累积,移动已经逐步认可高频模块化UPS,从近几年移动的集采标书可窥一斑。

中国移动

从统计数据可以看出,工频机的占比一降再降,到2018年集采,工频机已经完全消失在集采名单中,中移动彻底摒弃了落后的工频机技术,中大功率全部采购高频机,并且高频模块化占比要高于高频塔机,这主要是因为同为高频机,模块化UPS的高可用性更加吸引客户,相比塔机动辄十多个小时的维护时间,几分钟完成故障模块的更换显然可以让客户业务更加稳定可靠。

技术与市场需求两辆马车的共同驱动使得UPS技术不断往前演进,可以看出,模块化机器将成为市场主流。顺应时代发展的潮流不管对用户还是厂商来说都是利大于弊。

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