HTSHTS12-38美洲豹蓄电池报价/技术参数HTS12-38美洲豹蓄电池报价/技术参数HTS12-38美洲豹蓄电池报价/技术参数咨询热线;15010955789

美洲豹蓄电池厂家是一家集科研、开发、生产、商贸、服务于一体的蓄电池专业厂家，成立于1994年，已有十七年的生产历史。公司位于广东省中山市卫民高科技开发区，拥有固定资产3.5亿人民币，总占地面积305亩。于2006年成立航天电源（龙南）公司，位于江西龙南里仁工业区，占地面积225亩。公司拥有行业先进的生产、检测、试验等精良设备，严格遵循ISO9001管理体系，产品性能指标完全达到或超过国际GB5008.1-92、GB5008-91、TB/G4282-92、TB/T6457.2-92标准的要求
美洲豹蓄电池的型号：

美洲豹Battery Model Nominal Rated Capacity Overall Dimension (mm) Referance
Voltage (V) at 20 HR (AH) Weight (kg)
电压 (1.75 Volts/Cell) Length Width Height Totall Height

容量 (+/-1) (+/-1) (+/-1) (+/-1)
HTS12-7 12 7 151 65 65 101 2.7
HTS12-12 12 12 151 99 94 100 4
HTS12-17 12 17 181 76 167 167 6.2
HTS12-24 12 24 166 175 126 126 9.1
HTS12-33 12 33 197 130 155 180 11
HTS12-38 12 38 197 165 170 170 14
HTS12-65 12 65 325 165 185 185 21
HTS12-70 12 70 325 168 185 185 23.5
HTS12-90 12 90 335 174 225 225 30
HTS12-100 12 100 365 175 210 235 34
HTS12-120 12 120 403 170 207 234 36.5
HTS12-150 12 150 480 170 240 240 42.5
HTS12-200 12 200 530 238 215


美洲豹(LEOPARD)蓄电池应用领域：（Applicationfield)
电话交换机
电器、医疗设备及仪器仪表
计算机不间断电源（UPS）
输变电站，开关控制和事故照明
消防、安全及报警监测
交通及航标信号灯
电动车,工业用车

1：开放型液体铅酸电池：此类电池按结构可分为8-10年，15-20年寿命两种。由于此电池硫酸电解会产生腐蚀性气体，此类电池必须安装在通风并远离精密电子设备的房间，且电池房应铺设防腐蚀瓷砖。
由于蒸发的原因，开放电池需定期测量比重，加酸加水。此电池可忍受高温高压和深放电。电池房应禁烟并用开放型电池架。
此电池充电后不能运输，因而必须在现场安装后充电初充电一般需55-90小时。正常每节电压为2v，初充电电压为2.6-2.7v。
2：免维护电池：又名阀控式密封铅酸蓄电池，在使用和维护中需遵循下列原则：
a：密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ，但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。
b ：电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度电池寿命将减一半。
c：免维护电池的设计浮充电压为2.3v /节。12v的电池为13.8v。csb公司建议每节2.25-2.3v。在120节电池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充电压应下调3mv。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3mv。放电终止电压在满负荷(<30分钟)情况下为1.67v每节。在低放电率情况下(小电流长时间放电)要升高至1.7v-1.8v每节，apc symmetra可根据负载量调节充电电压。
d:放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。
e：电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。
f：电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月，并随温度变化。
g：免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。
h：电池的周期寿命(充放电次数寿命)取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式， 其中重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。
i：电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。
j：ieee定义电池寿命结束为容量不足标称容量ah的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些ups 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。
k：禁止不同容量和不同厂家的电池混用，否则会降低电池寿命。
l：若两组电池并联使用，应保证电池连线，汇流排阻抗相同。
m：免维护电池意味着可以不用加液，但定期检查外壳有无裂缝，电解液有无渗漏等仍为必要的。

3：镍铬电池：此类电池不同于铅酸电池，电解时产生氢和氧而不产生腐蚀性气体，因而可安装在电子设备的旁边。且水的消耗很少，一般不需维护。正常寿命为20-25年。远比前面提到的电池昂贵。初始安装的费用约为铅酸电池的三倍。并不会因环境温度高而影响电池寿命，也不会因环境温度低而影响电池容量。一般每节电压为1.2v，ups因应用此类电池需设计较高的充电器电压。

二、优点和缺点：
1开放型铅酸电池：
优点：投资较少，寿命较免维护电池长，对温度要求较低。
缺点：维护较复杂，需专门的电池间，有腐蚀性气体排出，必须现场初充电50-90小时，需专人维护。
2：免维护电池：
优点：不需加液等维护，可在满充状态下运输，不需专人维护。
缺点：不及时恢复性充电会损害电池，对温度较敏感，寿命较短，比铅酸电池贵。
3：镍铬电池：
优点：维护要求较低，寿命较长，对温度不敏感，无有害气体排放。
缺点：三种电池中贵。
三、ups常用电池
现计算机中心一般多数选用免维护电池，维护较方便，但也需进行下列工作：
1：每三到四个月要放电一次，以防极板氧化。
2：环境温度要保持在20-25度。
3：连接不能过紧和过松，需经常检查。
4：使用三年后需及时检查更换。
在UPS应用中的电池共有三种：开放型液体铅酸电池、免维护电池和镍铬电池。现UPS厂家所配的电池一般为免维护电池，下面主要介绍免维护电池优点、使用特点及维护：
免维护电池又名阀控式密封铅酸蓄电池，与其它用于UPS的电池相比，其优点为不需加液等维护，可在满充状态下运输，不需专人维护，缺点是不及时恢复性充电会损害电池，对温度较敏感，寿命较短，比开放型铅酸电池贵。在使用免维护电池时需遵循下列原则：
1、密封电池可允许的运行范围为15度-50度 ，但5度-35度之内使用可延长电池寿命。在零下15度以下电池化学成分将发生变化而不能充电。在20度到25度范围内使用将获得高寿命.电池在低温运行将获得长寿命但较低容量，在高温运行将获得较高容量但短寿命。电池寿命和温度的关系可参考如下规则，温度超过摄氏25度后，每高8.3度电池寿命将减一半。
2、免维护电池的设计浮充电压为2.3V /节,12V的电池为13.8V。在120节电池串联的情况下，温度高于摄氏25度后，温度每升高一度浮充电压应下调3MV。同样温度每升高一度为避免充电不足电压应上调3MV。放电终止电压在满负荷（<30分钟）情况下为1.67V每节。在低放电率情况下（小电流长时间放电）要升高至1.7V-1.8V每节，APC SYMMETRA可根据负载量调节充电电压。 
3、放电结束后电池若在72小时内没有再次充电。硫酸盐将附着在极板上绝缘充电，而损坏电池。
4、电池在浮充或均充时，电池内部产生的气体在负极板电解成水，从而保持电池的容量且不必外加水。但电池极板的腐蚀将减低电池容量。
5、电池隔板寿命在环境温度为30-40度时仅为5-6个月。长时间存放的电池每6个月必须充电一次。电池必须存放在干燥 凉爽的环境。在20度的环境下免维护电池的自放电率为3-4%每个月，并随温度变化。 
6、免维护电池都配有安全阀，当电池内部气压升高到一定程度时安全阀可自动排除过剩气体，在内部气压恢复时安全阀会自动恢复。 
7、电池的周期寿命（充放电次数寿命）取决于放电率，放电深度，和恢复性充电的方式，其中重要的因素是放电深度。在放电率和时间一定时，放电深度越浅，电池周期寿命越长。免维护电池在25度100%深放电情况下周期寿命约为200次。
8、电池在到达寿命时表现为容量衰减，内部短路，外壳变形，极板腐蚀，开路电压降低。
9、IEEE定义电池寿命结束为容量不足标称容量AH的80%。标称容量和实际后备时间非线性关系，容量减低20%相应后备时间会减低很多。一些UPS 厂家定义电池的寿命终止为容量降至标称容量的50-60%。
10、禁止不同容量和不同厂家的电池混用，否则会降低电池寿命。
11、若两组电池并联使用，应保证电池连线，汇流排阻抗相同。
12、免维护电池意味着可以不用加液，但定期检查外壳有无裂缝，电解液有无渗漏等仍为必要的。 
UPS常用电池
现计算机中心一般多数选用免维护电池，维护较方便，但也需进行下列工作：
1.每三到四个月要放电一次，以防极板氧化。
2.环境温度要保持在20-25度。
3.连接不能过紧和过松，需经常检查。

由于供电及系统设计等因素，经常会有用户将柴油发电机与UPS配合使用，以满足更高的供电需求，但在实际应用中，由于UPS的输入多表现为非线性负载，且发电机只能提供有限的电流，两者结合就易出现许多问题：
  
  1、电压震荡。UPS反馈的波动电压，造成发电机的输出电压稳定度差，形成振荡，振荡范围高达额定电压的±10%-±20%，即使调整到佳状态，输出的震荡依然会高于至少2%以上。
  
  2、电流震荡。即使在UPS所带非线性负载工作稳定的情况下，发电机输出电流依然在±20%-±50%的范围内振荡，且这种振荡无法调整。
  
  3、频率振荡：频率振荡的范围通常小于电压及电流的振荡幅度，但它的影响更大，从而直接导致UPS在市电及电池供电状态间频繁切换。同时由于柴油机根据负载变换导致其自身的振动加剧，从而加速机械磨损，造成机件的提前老化甚至损坏。
  
  4、UPS不能正常工作：UPS整流器允许的输入电压范围一般在额定值的±15%或更宽，发电机的输出电压不稳定相对来说影响较小，因此需特别关注频率漂移对UPS正常运行所产生的两方面影响：
  
  ①UPS不能旁路。无论是在线式或后备式UPS，在旁路电源电压和频率处于允许的范围内时，UPS的逆变器输出跟踪旁路电源，逆变电源与旁路电源锁相、同步。当旁路电源由发电机提供时，频率会发生快速变化。当频率变化超出预先设定的极限时，逆变器频率变化就无法跟上旁路电源的频率变化。这时静态旁路开关将禁止切换到旁路(在这种情况下切换有可能造成逆变器过流、短路。
  
  ②电池寿命缩短。由于频率漂移，将导致SCR(可控硅)整流器的驱动信号与输入交流电不同步，造成整流器关闭。在整流器重新启动进入正常工作期间，UPS转为电池供电。如此过分地放电循环，将大大缩短电池寿命。更严重的情形是会将电池电量全部放光，输出中断。另外，在同一用电系统中，当空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生频率漂移。
  
  发电机与UPS组合所带来的问题是客观存在的，解决问题可以从两个方面进行：一方面正确选择发电机的励磁工作方式和机组功率，不同的励磁方式和适当的匹配功率等有助于将问题小化;另一方面选择更能适合发电机组特性的UPS，如：具有旁路锁相频率范围和逆变器同步速率现场可调功能的UPS对频率的漂移适应性比一般UPS好。12脉冲整流器UPS比6脉冲整流器UPS更能适合发电机组配合供电，从而确保整个供电系统安全可靠运行。

UPS设备以及以它为核心的整个供电系统是满足数据中心供电质量的核心部分，而蓄电池又是整个系统中重要的组成之一，是整个供电系统的“后一道屏障”。
  
  在UPS系统的故障中，与蓄电池有关的原因占30%以上。目前数据中心蓄电池技术还是以阀控铅酸电池为主，而且据统计，中国生产的铅酸电池已经占全球产量的1/3，其中一部分原因是UPS电源市场的快速增长。随着互联网+、云计算、大数据等上升为国家战略，进一步加快了数据中心行业的增长，带动了数据中心基础设施相关设备的快速增长。本文从大型数据中心蓄电池规划与应用角度出发，借鉴国内外数据中心行业经验教训，探讨蓄电池规划设计和实际应用中遇到的几个问题和痛点。
  
  痛点一
  
  目前规划设计的大型数据中心电池间面积，据不完全统计，约占总建筑面积的3%~10%，因大型数据中心建筑面积较大，所以数量不少。对于越来越多的大型数据中心项目而言，机房面积可以说是寸土寸金，客户希望大化的提高机柜数量，基础设施的占地尽量小。下图为某大型数据中心案例的电池间布置，占据了一整层的面积。在这里我们不着重探讨电池间的布置方案，仅从电池间面积的数量及与总建筑面积之比，就可以感受到UPS蓄电池系统对数据中心工艺平面规划设计的重要影响。
  
  数据中心蓄电池规划设计水平的提高，依赖于蓄电池技术的创新提高。
  
  目前多数数据中心采用阀控铅酸蓄电池，随着电池技术的发展，比如磷酸铁锂电池技术，由于寿命长、耐高温、体积小、无污染等优点，相比传统铅酸蓄电池技术，更能体现“节能”、“节材”、“节地”等节能减排需求。随着新型电池性价比提高，其尺寸和占地面积越来越小，将会对未来数据中心的规划设计产生革命性的影响，对IDC行业尤甚。
  
  痛点二
  
  电池监测系统的应用。
  
  近年来国内数据中心行业参考、学习了很多国外先进的理念和技术，但是电池监测系统的应用还不完善，很多已建成机房的电池系统没有监测设备或者监测数据不完善，存在很大的安全隐患。从近几起机房电池火灾爆炸事故可以看出，电池监测系统早期报警，防患未然的重要性。
  
  如果电池故障引起UPS系统宕机，关键业务中断，将产生很大的政治经济损失，来自行业的调查机构显示：金融行业的数据中心每宕机一小时的损失为1495134美元，通讯行业的数据中心每宕机一小时的损失为2066245美元。
  
  所以在数据中心规划设计及应用中，对电池监测系统的设置应引起足够的重视。
  
  痛点三
  
  有关阀控铅酸蓄电池间是否按防爆设计的问题，有关的设计规范并未统一，对规范解读的差异，导致从规划设计到各地消防审批及验收的尺度不一。
  
  通信行业标准YD5003-2014《通信建筑工程设计规范》中的7.9条，蓄电池室设计指出：选用阀控蓄电池时，楼地面、墙面、顶棚面、门窗、通风等可按通信机房的要求设计。
  
  11.3.6条规定：阀控式蓄电池室的照明，可按一般通信机房设计。当蓄电池室选用防酸隔爆式蓄电池时，房间灯具采用防爆型安全灯，室内不应安装电气开关、插座等，管线的出口和接线盒等安装时应密封，灯具不应布置在电池组的正上方。
  
  YD5003-2014这本通信行业规范认为选用阀控铅酸蓄电池的蓄电池室可以按正常环境设计。
  
  国标GB50055-2011《通用用电设备配电设计规范》中的6.0.2条规定：除固定型阀控式密闭铅酸蓄电池、镉镍蓄电池外，铅酸蓄电池与其充电用整流设备不宜装设在同一房间内。
  
  国标GB50055-2011的条文解释指出：固定型阀控式密闭（免维护）铅酸蓄电池与碱性镉镍蓄电池在充放电过程中排出的电解液气体及氢、氧气很少，故其充电用整流设备可装设在同一房间内。这条规范规定阀控铅酸电池可以和整流设备设在一个房间，整流设备如UPS等均为非防爆设备，可以理解为阀控铅酸电池和整流设备布置到一个房间时，可按正常环境考虑。
  
  国标GB50172-2012《电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范》第3章“基本规定”第3.0.7条规定：蓄电池室应采用防爆型灯具、通风电机，室内照明线应采用穿管暗敷，室内不得装设开关和插座。
  
  该条的条文解释：“为确保人身安全和设备安全，本条规定为强制性条文。蓄电池充、放电和运行时，会有少量的氢气逸出，开关插座在操作过程中有可能产生电火花而引发氢气爆炸。为了防止氢气发生爆炸对人身安全和设备安全造成危害，规定室内不得装设开关、插座，并应采用防爆型电器”。该条表明蓄电池室存在比空气轻的可燃气体氢；蓄电池室整个的电力装置设计要求按爆炸性气体环境设计。该规范并未按照GB50058-2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》的要求，对爆炸环境范围进行划分，也未对可燃气体浓度是否达到爆炸浓度下限进行说明。国标GB50172-2012中这一强制性条文常常被引用作为电池室应按防爆环境设计的依据，也作为施工验收的重要依据。
  
  那么，国内已实施数据中心项目的实际的情况怎样呢？以电信运营商为代表、以及其它大型数据中心项目的UPS、配电柜和电池架经常是放到一个房间，有些场地情况比较紧张的项目也采取合并房间的设计。但是UPS、配电柜、精密空调是不防爆的，那么光灯具、开关等按防爆要求设计，是否有自相矛盾之嫌呢？
  
  从这一问题可以看出，当规范的更新落后于行业的快速发展时，它可能会成为一种阻碍。
  
  由衷的希望有关规范能够及时地更新，更具有前瞻性，让规范真正起到对规划设计和实施的指导意义，还规范的本来面目。
  
  痛点四
  
  铅酸蓄电池寿命普遍在5~6年，好的在7~8年。如何更好的与数据中心生命周期匹配，从而降低总的应用成本，是摆在数据中心行业人士面前的一道难题。
  
  可能的两条途径：
  
  1.依靠技术的进步。蓄电池技术的革命一定会深刻地影响数据中心行业未来的发展，大容量、长寿命电池技术的研发，需要研究数据中心行业特点，与数据中心生命周期对接，从而更符合数据中心行业的需要。
  
  2.科学的运维，监测。通过对蓄电池系统科学的运维管理，监测维护，及时发现故障隐患，从而客观上延长了蓄电池的使用寿命，降低了总体拥有成本。
  
  痛点五
  
  蓄电池对于环境的耐受性提高，有利于数据中心降低能耗。目前，铅酸蓄电池对于环境温度的要求还是比较高的，其佳工作温度为20~25℃。有关资料显示，当环境温度在25℃时，温度每升高6~10℃，阀控蓄电池的寿命缩短一半，电池循环寿命缩短。当环境温度降低时，电池可用容量迅速降低。高温型阀控电池的研究为进一步降低能耗带来了曙光。目前在野外，通信基站机房已经有应用高温型阀控电池的案例。未来随着高温型电池制造成本的降低，再考虑对空调需求的降低所产生的节能效益，相信高温型电池技术会是未来数据中心采用的一种技术方向。
  
  痛点六
  
  在UPS及电池厂商二次深化过程中，电池系统直流电缆及连接条等附件的选择是否满足放电要求，安装质量是否满足要求，这些如果处理不好，可能成为事故的故障点。
  
  因为各厂家UPS技术的不同，一般在项目中标后会有二次深化的过程，其电池系统电缆及附件等往往成套由UPS厂商提供，这样做的好处是工程的接口少，有利于责任的划分。不利之处在于：其配套选型能力及附件质量完全依靠其技术能力和信誉，厂家相对更可靠。已经有因电缆及附件问题导致火灾事故的情况，需要引起足够的重视。
  
  数据中心行业正经历着前所未有的建设热潮，在这样的大背景下，本文抛砖引玉，从大型数据中心蓄电池规划与应用角度出发，探讨与总结了蓄电池规划设计和实际应用中遇到的几个问题和痛点，同时也为蓄电池新技术在数据中心的应用提出新的思考和展望。如果本文中某个观点能为大家带来启发，就达到了本文的目的。数据中心电气技术如浩瀚海洋，需要不断学习，拙文恐有欠妥之处，望不吝指正，共同提高。

不间断供电、全面改善供电质量、对整个网络的设备乃至数据传输途径给以端到端的全面保护，这些都要求在供电系统中配置不停电供电设备——UPS。
  
  首先，UPS需要更加智能化。在出现供电故障时，网络管理员可能来不及在UPS电池电量耗尽之前关闭计算机和UPS不间断电源，从而导致系统数据丢失，严重的还会损坏硬件。这就需要计算机及外设能“自主”应付一些可能预见到的问题，能进行自动管理和调整，如自动关闭宿主计算机的操作系统并关闭其电源、定时开关UPS本身等，并能将有关信息通过网络传递给操作系统或网络管理员，便于进行远程管理。
  
  随着计算机、网络通信技术的发展，UPS系统智能化的重要体现是丰富的软、硬件监控功能。UPS管理软件的主要功能是保护数据系统，在特定事件发生时通知用户和管理员并自动采取应急保护措施。
  
  根据用户需求定制定时开关被保护的计算机系统，UPS不间断电源必须具备自检功能，定期对主要元部件诸如电池、逆变器、旁路开关及控制电路的状况进行自检，如有异常则以寻呼等方式通知系统管理员，以防患于未然。UPS智能附件可提供特定环境下监控UPS系统的能力。
  
  其次，UPS需要更加网络化。在网络时代，同样需要“网络UPS”，它拥有更大的蓄电量、可以同时为多台计算机或其他外设服务，并能够通过某种机制达成负载之间的动态配置。

工频机和高频机是两种不同的技术路线或构架,而工业机和商业机是行业用户应用时,反映了可靠性和适用性的等级高低。工业机的显性特征是高EMC抗扰度(为了防止电气环境的传导及辐射电磁*对UPS正常工作的影响);高IP防护等级(为了防止灰尘、水溅、有害气体等对UPS正常工作的影响);输出工频隔离变压器(由于在工业应用中,UPS的旁路输入是独立的,且要求增加工频隔离变压器,所以输出配电系统灵活,可再生一个TN系统、IT系统,电气隔离等);隐性特征是根据用户用电环境、负载情况而制定的整流器及逆变器的控制算法及采样设计。
  
  1 回顾工频机和高频机分类的由来
  
  1956年,美国人J.莫尔制成晶闸管雏型。1957年,美国人.约克制成实用的晶闸管。50年代末晶闸管被用于电力电子装置,60年代以来得到迅速推广,并开发出一系列派生器件,拓展了电力电子技术的应用领域。电力电子电路随着晶闸管应用的推广,开发出许多电力电子电路,按其功能可分为:①将交流电能转换成直流电能的整流电路;②将直流电能转换成交流电能的逆变电路;③将一种形式的交流电能转换成另一种形式的交流电能的交流变换电路;④将一种形式的直流电能转换成另一种形式的直流电能的直流变换电路。这些电路都包含晶闸管,而每个晶闸管都需要相应的触发器。于是配合这些电力电子电路出现了许多的触发控制电路。所以,有专家把晶闸管诞生的1957年,叫电力电子技术产生的元年,由此电子技术学科分为电力电子技术和信息电子技术。在这个大背景下,代静态工频UPS在1964年应运而生(

 
  1962年,GE公司研制出个600V/200A GTO,克服了普通晶闸管不能门极控制关断的缺点。但是GTO一直在技术上不过关,在应用中容易烧毁。1974年,日本东芝等公司采用NTD单晶片并通过计算机模拟技术在GTO研制上取得突破,生产出1200V/2000A的GTO。而越做越大的双极晶体管采用垂直结构、达林顿级联技术以及多元胞集成并联等技术已经做到500V/200A/50(电流放大倍数hfe),此时已称其为GTR。20世纪70年代末,由于半导体超净技术的进步,长期阻碍MOS器件的“表面态”杂质离子问题也得到控制及解决。
  
  这种早就构想出的器件却因为技术问题而较晚到来,但是它的性能更为优秀,也更容易制造。因而,MOS集成电路在20世纪70年代末得到飞速发展。在20世纪80年代初,以MOS集成电路为基础的垂直扩散MOS功率器件VDMOS也在国际整流器公司(International Rectifier)的努力下逐渐走向成熟。1982年GE公司的美籍印度人和Motorola公司几乎独自同时发明IGBT。1984年,GE公司的发明性能更为优秀的MCT(H),并在1991年商品化生产。但在20世纪90年代末,因结构过于复杂,成品率低而陷于停滞状态。在20世纪90年代初,日本三菱公司研制开发的以IGBT为基础的智能功率模块(IPM——Intelligent Power Module)经过近十年的改进,进入成熟应用。1995年,西门子公司首次推出了非穿通结构(Non Punch Through)的NPT-IGBT,这在技术上是一个里程碑。因为,NPT-IGBT技术可以使得功率开关器件在高温可靠性、安全工作区、超高耐压、低成本、高开关性能等诸多方面同时得到显著提高。采用NPT-IGBT技术及GTO圆片工艺,目前已经可以做出6500V/600A的NPT-IGBT。
  
  所以,在20世纪80年代中期,UPS的逆变器进入高频时代,IGBT工作频率通常在开关频率为3～10kHz。工作耐压为600V。只是由于母线直流电压未采用DC/DC升压,仍需用工频升压变压器,故仍将此类机型叫工频机,去掉了“纯”字,如图4所示。
 
  同一时期,能代表工业机特点的电力专用UPS诞生。随着DCS的引进,电力行业开始批量使用UPS,发现UPS里的电池故障率高。国内外的变电站、电厂等有直流屏的用户,对UPS电池的管理提出了一个设想,希望用“UPS机头”,即UPS不配电池和充电,直流端直接接到直流屏上。这样用户的直流维护人员保证了电池的安全,提高了UPS的可靠性,也降低了电池的投入,如图5所示。
 
  能代表工业机定制特点的电力专用UPS特征如下:
  
  ①电力UPS自身不带蓄电池组,直接使用直流屏母线上挂的电池组,因此电力UPS可不设充电器;
  
  ②因直流屏的电池母线有对地绝缘检测,所以电力UPS的输入/输出必须有隔离变压器;
  
  ③能提供应急用电的冷启动功能;
  
  ④电力专用UPS一般都由电力UPS主机、旁路稳压柜、输出馈线柜等三部分组屏供货;
  
  ⑤由于电厂的DCS系统负载大多数为单相负载,单相负载配电线路简单、维护方便。因此电力专用UPS大多输出单相220V,容量一般在160kVA范围之内。
  
  以上构架的电力专用UPS,也可叫工频式电力专用UPS或工频式工业型UPS。
  
  2000年以后,大电流高电压的IGBT已模块化,它的驱动电路除上面介绍的由分立元件构成之外,现在已制造出集成化的IGBT专用驱动电路.其性能更好,整机的可靠性更高及体积更小。IGBT系列模块,耐压达到了1200V/1700V/2000V/2500V/3300V/6500V,这时UPS的整流器也进入高频化,通常用耐压1200V的IGBT系列模块,开关频率为3～10kHz。
  
  图6所示的UPS,市电输入经过IGBT调制整流,获得直流电压(400～500V),经逆变器调制后输出交流线电压(310V左右),后通过输出变压器升到所需的线电压380V稳定电压。由于仍需用工频升压变压器,即便整流与逆变器都是高频,仍将此类机型叫工频机。
 
  如图7所示的UPS,市电输入经过IGBT调制整流,并将直流电压升压至800V左右,直接通过逆变器调制滤波后输出所需的线电压380V稳定电压。
 
  由于此机型整流与逆变器属高频,且没有工频升压变压器,故叫高频机。
  
  随着高频机时代的到来,尤其是有高频特征的IGBT整流技术,以其输入功率因数≥0.95,输入THDI≤5%,对电网污染小,而被称为绿色整流,在此高频机技术上制造的工业机叫新一代绿色工业机。它在设计时,保留了工业机的显性特征:高EMC抗扰度、高IP防护等级、输出工频隔离变压器、及隐性特征、整流器及逆变器的控制算法及采样设计。现在在工业领域的数据中心也逐步应用,就技术而言是未来工业机的发展方向,如图8所示的UPS。
 
  2 结束语
  
  综合以上所述,我们可以总结如下:工频机和高频机是两种不同的技术路线或构架,工业机和商业机是行业用户应用时,反映可靠性和适用性的等级高低。因此,工频机和高频机都可以做工业机。同理,工频机和高频机都可以做商业机。工业型UPS它采用了高度工程组件化的方法。它的定义是以用户为中心,并与用户一起来研判行业的用电环境(如输入三相不平衡、晃电、谐波等)、负载环境(如整流器、变压器、电机等)、空间及气候环境等(如粉尘、高温、高湿、海拔等),而“量身定制”的UPS系统解决方案。这种高度工程组件化的方法极大的提高了UPS系统的可靠性和适用性。
  
  在选用工频式工业机或高频式工业机方面,各行业用户有其笃定的习惯性,经验性,很难短期内得到改观。所以,我们在推动工业级UPS广泛运用的时候,要实事求是的解决用户的疑难杂症,要审时度势的引入高新技术。总之,工频UPS不等于是工业UPS。

Power frequency machines and high frequency machines are two different technical routes or frameworks, while industrial machines and commercial machines are used by industry users, reflecting the level of reliability and applicability. The dominant features of industrial machine is high EMC immunity (in order to prevent the effects of conduction and radiation of electromagnetic environment of UPS electrical work); IP (high level of protection to prevent dust, water splashing and other harmful gases to the normal work of the UPS effect); output isolation transformer (as in industrial application. Bypass input is independent of UPS, and increase the isolation transformer, so the output of a flexible distribution system, renewable TN system, IT system, electrical isolation etc.); the recessive character design and sampling control algorithm of rectifier and inverter based0n user load electrical environment, and the development of the.

1 review the origin of classification of power frequency machines and high frequency machines

In 1956, American J. Moore made thyristor prototype. In 1957, American . York made practical thyristor. At the end of the 50s, thyristor was used in power electronic devices, since 60s, it has been rapidly promoted, and a series of derivative devices have been developed, which has expanded the application field of power electronic technology. The power electronic circuit with thyristor application, developed many power electronic circuits, its functions can be divided into: the rectifier circuit will be converted into DC to AC power; the DC power into AC power inverter circuit; and a form of AC power into AC converter another form of AC power; the DC will be a form of energy into another form of DC to DC conversion circuit. These circuits contain thyristor, and each thyristor needs corresponding trigger. So with these power electronic circuit appeared many trigger control circuit. Therefore, experts have put the birth of thyristor in 1957, called the first year of power electronic technology, thus the electronic technology disciplines are divided into power electronic technology and information electronic technology. In this context, the first generation of static frequency UPS appeared in the 1964 (see Figure 1).

Figure 1 design of the 4 inverter transformer; four transformers are divided into two groups, each group containing two transformer; the primary side of the transformer for delta connection, two secondary side winding of a star, a star winding (Zig-Zag, 30 degree phase shift); two transformer group to a certain extent, can eliminate the harmonic; adjust the output voltage of inverter to adjust the phase shift between the two groups of transformer. The rectifier, inverter, transformer are frequency, it is commonly known as the pure frequency UPS. Pure power frequency UPS, in terms of inverter output transformer, experienced the number of transformers reduced from 4 to 2, 2 to 1 reduction process. The schematic diagram is shown in Figure 2 and figure 3.



In 1962, GE developed the first 600V/200A GTO, which overcame the disadvantage that the common thyristor could not be controlled by the gate. But GTO has been in the technology does not pass, easy to burn in the application. In 1974, Japan Toshiba and other companies using NTD single chip and through computer simulation technology breakthrough in the development of GTO, the production of 1200V/2000A GTO. The bigger and bigger bipolar transistors have been 500V/200A/50 (current amplification HFE) by using vertical structure, Darlington cascade technology and multi cell integrated parallel technology, which is called GTR at this time. At the end of the 1970s, due to the progress of semiconductor ultra clean technology, the 'surface state' impurity ions of MOS devices have long been controlled and solved.

The device originally conceived was later due to technical problems, but its performance was better and easier to manufacture. Therefore, the MOS integrated circuit has been developed rapidly in late 1970s. In the early 1980s, the vertical diffusion MOS power device VDMOS based0n MOS integrated circuit has gradually matured under the efforts of International Rectifier. In 1982 GE, and Motorola, American Indians almost alone also invented IGBT. In 1984, GE's invented a better MCT (H), and it was commercialized in 1991. But at the end of 1990s, because of complicated structure, low yield and stagnant. In the early 1990s, the (IPM Intelligent Power Module), which is based0n IGBT, developed and developed by Mitsubishi Co, entered into mature application after nearly a decade of improvement. In 1995, SIEMENS launched the NPT-IGBT Punch Through Non for the first time, which was a milestone in technology. Because the NPT-IGBT technology can make the power switch device in high temperature reliability, safe working area, ultra high voltage, low cost, high switching performance and many other aspects have also been significantly improved. The use of NPT-IGBT technology and GTO wafer process, now can make 6500V/600A NPT-IGBT.

So, in the middle of 1980s, the UPS inverter went into the high frequency era, and the IGBT operating frequency was usually 3 to 10kHz at the switching frequency. The working voltage is 600V. Just because the bus DC voltage does not use DC/DC step-up, still need power frequency step-up transformer, so it will still be the type of machine called power frequency machine, remove the 'pure' word, as shown in figure 4.

At the same time, the most representative of the characteristics of industrial machine special power UPS was born. With the introduction of the DCS, the electric power industry began to use lots of UPS, found in the UPS battery failure rate is high. The users of substation, power plant and other DC screen at home and abroad put forward a tentative plan for the management of UPS battery, hoping to use the 'UPS head', that is, UPS is not suitable for battery and charging, and the DC terminal is directly connected to the DC screen. DC so that the user's maintenance personnel to ensure the safety of the battery, improves UPS.

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