一、逆變器**運行模式(雙變換)  工頻機高頻機從電氣變換技術角度來看,都是采用的雙變換在線式技術,即能量經過整流器逆變器兩次能量變換后,由逆變器提供電壓精度為1%、諧波含量小于5%的正弦波交流電給負載供電。這種運行模式也可以稱為:逆變器**運行模式(雙變換)。  逆變器**模式的優勢是輸出電壓精度高達1%。劣勢是由于能量的兩次全轉換,在正常15%～60%負荷下,UPS整機效率較低僅88%～95%。同時電流每秒鐘都流經整流器逆變器的功率器件,元器件疲勞老化嚴重,壽命降低,導致UPS可用性降低。而可用性才是用戶對UPS的 重要需求。  逆變器**模式(雙變換)本身就是一種低可用性的運行模式。這是這么多年以來才痛苦認識到的一個事實。有沒有新的思路?小功率的后備式UPS和在線互動式UPS正常情況下是旁路市電輸出供電,不是也保護了IT負荷嗎?  仔細研究我們會發現兩點:  1、IT負荷其實對交流電的要求不高,允許電壓-20%/+10%,頻率40～70Hz,允許中斷時間10～20ms。逆變器**模式較為驕傲的1%輸出精度其實沒有意義。  2、今天市電電網的可用性得到了很大提高,城市10kV電網可用性達到99.94%。這兩個因素促使我們認識到三相*功率APC UPS其實也可以和小功率APC UPS一樣選擇旁路**運行模式。事實上早在2010年,各廠家三相APC UPS就允許用戶選擇工作在旁路**模式,即ECO模式(經濟模式)。  

二、旁路**運行模式(ECO模式)  在正常情況下,APC UPS**運行在靜態旁路,由市電直接給負載供電。當旁路電壓**出設定窗口范圍時,會切換到逆變器輸出模式。該模式的優勢是效率高達99%。劣勢是由于市電直供,會產生雙向*,輸入功率因數輸入諧波電流指標較差。更重要的是,當旁路故障需要切換回逆變器模式時,會出現4～20ms的切換時間,某些情況下會造成負載運行中斷,較大地降低了UPS的可用性。  在這種情況下,能否找到一種運行模式,既有高可用性,還能提高運行效率,同時性能指標參數也能滿足負載要求,就成為各廠家研發的重要目標。 

三、  旁路**運行模式(E變換模式)  正常情況下,逆變器與旁路市電并聯工作,相當于有源濾波器,逆變器提供諧波電流和無功功率,旁路市電回路提供基波電流和有功功率。輸出電壓由旁路決定。這種模式的優勢是整流器和逆變器的功率器件流過的電流較小,元器件疲勞老化輕微,壽命延長,APC UPS可用性提高。由于逆變器一直在并聯運行,當旁路市電**出窗口范圍時,系統會0ms切換回逆變器工作,不存在切換失敗切換時間長的問題。該種模式效率高達98.8%,僅次于ECO模式。另外,由于可控制旁路回路只提供基波電流和有功功率,因此輸入功率因數0.99,輸入諧波電流<5%。 目前主流*品牌廠家在三相大功率UPS系列上均與E變換技術類似的運行模式,供用戶選擇使用。 多電平逆變器技術 工頻機采用變壓器交流升壓技術。工頻機一般配置32只12V電池,浮充狀態下直流母線電壓432V,較低,只能逆變出160V交流電,只好在逆變器后端采用升壓工頻變壓器,輸出220/380V交流電。逆變器功率器件的承壓為432V,較低,選用800V耐壓值的IGBT即可滿足要求。 高頻機采用DC/DC直流升壓技術。高頻機一般配置40～64只電池,為取消變壓器,保證逆變器可以直接逆變出220V/380V交流電,高頻機在整流器后增加了一個IGBT的DC/DC升壓環節,使得兩電平逆變器前端的直流母線電壓達到800V,這樣逆變器功率器件的承壓為800V,需要選用1500V耐壓值的IGBT才能滿足要求。 通過研究場效應管和IGBT等功率器件的失效率曲線,發現1500V耐壓值的功率器件其失效率數倍于800V耐壓值的功率器件。這樣,研發人員意到降低功率器件的承壓從而選擇低耐壓值的功率器件理論上可以提高逆變器的可用性。用戶體驗實踐也證明工頻機逆變器比兩電平高頻機的逆變器可用性高。為改善高頻機的可用性,業內研發了三電平四電平逆變器。 新型物理架構的大功率并機系統 大型及**大型數據中心及半導體行業的用戶,經常會搭建功率為1500kW及以上的APC UPS系統,這就需要采用多臺APC UPS并聯的系統架構。并機電氣架構大家都知道有兩種,多臺UPS直接并機,和公用靜態旁路的多臺APC UPS并機。