文章:高频机与工频机区别

所有者:TerryWang(呢称); 发布时间:2017-04-17 14:19:06; 更新时间:2017-04-17 14:19:06

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简介:高频机与工频机区别

高频机与工频机区别

定义 

1、高频机:利用高频开关技术,以高频开关元件替代整流器和逆变器中的工频变压器的UPS,俗称高频机,高频机体积小、效率高。 

2、工频机:采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的UPS俗称工频机,主要特点是主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击能力强。 

2、高频机VS工频机

2-1高频机不带隔离变压器,其输出零线存在高频电流,主要来自市电电网的谐波干扰、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等,其干扰电压不仅数值高而且难以消除。而工频机的输出零地电压更低,而且不存在高频分量,对于计算机网络的通信安全来讲,更加重要。 

2-2高频机输出没有变压器隔离,如果逆变功率器件发生短路,则直流母线(DC BUS)上的高直流电压直接加到负载上,这是安全隐患,而工频机则不存在此问题。

2-3工频机的抗负载冲击能力较强。


UPS按设计电路工作频率来分,可分为工频机和高频机。工频机是以传统的模拟电路原理来设计,机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运行时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强,可靠性及稳定性均比高频机强。而高频机是以微处理器(CPU蕊片)作为处理控制中心,是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制UPS的运行。因此,体积大大缩小,重量大大降低,制造成本低,售价相对低。高频机逆变频率一般在20KHZ以上。但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境。

高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运行效率高(运行成本低)、噪音低,适合于办公场所,性价比高(同等功率下,价格低),对空间、环境影响小,相对而言,高频UPS 对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响,由于工频机的变压器把市电与负载隔离,对市电恶劣的环境下,工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护,在某些场合如医疗等,要求UPS有隔离装置,因此,对工业、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择。两者的选择要根据客户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。


工频机即以50Hz交流电为高压发生器电源的传统X线检查设备。我们知道,X线机(或称为X线检查设备)的组成可以大致分为X线发生器(X线源)和辅助设备两部分。下面的讨论我们将不加区别地将X线机和X线发生器混为一谈。

工频X线机的高压电源的次级大致有单相自整流、单相半波整流、单相全波整流、三相全波整流、三相十二脉冲(12拍)等形式。整流形式不同,施加于X线球管两端的电压脉动系数(纹波系数)差别十分大。其中单相半波整流(含自整流)输出的电压纹波系数最大(100%),而12拍最小(3.4%)。

我们知道,如果施加于X线管两端的电压随时间做从零至最高值做连续变化,则在一个变化周期中,只有电压峰值附近的一小段电压值加速X线管灯系发射出来的自由电子才能够获得我们在机器上预置的能量(即kVp),这样产生的X线光子才有可能对摄影有用,其余时间产生的X线光子能量都大大低于预置能量。这样的X线光子对于我们的摄影目的毫无帮助,徒增加病人的吸收剂量而已。

中(高)频X线发生器的工作过程如下:50赫兹交流电源经过二极管整流、电容器平滑为恒定直流电压后,经过逆变器转换成具有一定频率的方波电压,该方波电压经变压器升压,再经整流、滤波,变为平滑的直流高压后,施加于X线管两端。与此同时,采样电路对管电压进行采样,并将采样值送到比较器,与预置的管电压值进行比较。如果采样值低于预置值,则调节器发出调节信号,升高逆变器的频率,或增加逆变器输出的脉冲宽度,直到从实际的管电压采样值与预置值相等为止。反之,若采样值高于预置值,则调节电路降低逆变器的工作频率或减少脉冲宽度,直到采样值与预置值相等。同理,对管电流也采用同样的方法进行调节与控制。

下面我们从不同的角度来谈谈工频X线机和中(高)频X线机之间的差别。

1、 对曝光参数(KV,mA,时间或mAS)控制的精度 工频X线机的曝光控制精度根据整流方式不同而差别很大。中(高)频X线发生器采用的是电压预置,反馈调节的方法,控制精度高。这样,可以大大减少X线光子束中的软射线成分,降低病人的辐射剂量,提高曝光重复性,从而提高X线照片质量。其次,也提高了X线管的输出效率。这一点从上面的示意图可以直观地看出;

2、 结构简单 由于中高频X线发生器的kV和mA值采用了纯电子方式分别预置、反馈调节的方式,没有任何机械旋钮和开关, 省去了kV补偿电路和空间电荷补偿电路;

3、 便于计算机控制,自动化程度高 由于中高频X线发生器采用了纯电子的控制与调节方式,没有机械伺服机构,便于计算机控制,提高自动化程度;

4、 因为没有机械接点和旋钮,不仅响应速度快,输出参数精度高,而且可以在曝光期间对kV和mA进行调整;

5、由于采用了储能元件,对电源的供电要求大大降低,甚至可以利用直流电直接供电(大型工频X线检查设备往往需要专线供电);

6、由于频率高,根据变压器方程,可以使得高压变压器的体积大大缩小,便于大功率(大容量)X线发生器的小型化或微型化;

7、由于变压器体积小,不仅节省了制作高压发生器所需要的铁芯和铜线,而且也减少了高压发生器的铜耗与铁耗

由于单相工频X线发生器产生的X线束含有的软射线成分多,病人吸收的剂量大,照片质量不易得到保障,所以欧美等发达国家已经明令禁止生产。而工频三相十二脉冲X线发生器则有体积庞大,结构复杂,对电源供电要求高,输出参数控制精度低,自动化程度低等缺陷, 国际著名厂商也不再生产这类X线发生器了