Comment choisir le bon onduleur : Haute fréquence ou fréquence industrielle ?

TIPS：In the realm of industrial operations and critical infrastructure, the selection of an Uninterruptible Power Supply (UPS) is a decision of paramount importance. Among the options available, High Frequency and Industrial Frequency UPS systems stand as two prominent choices, each with distinct features in terms of working principles, performance attributes, and ideal application scenarios. For businesses and users, a comprehensive understanding of these differences is crucial to make an informed choice that aligns with their specific power requirements, ensuring seamless and reliable power delivery. BKPOWER, a leading entity in the UPS industry, leverages its profound technical expertise and extensive experience to develop high – performance High Frequency and ASI à fréquence industrielle products, catering to a wide spectrum of power protection needs. This article will thoroughly dissect the characteristics of both les types d'ASI systems, and in conjunction with the advantages of BKPOWER’s offerings, provide a comprehensive guide for users to make the right selection.​

I. Comparaison des principes de fonctionnement des onduleurs à haute fréquence et des onduleurs à fréquence industrielle

1.Principe de fonctionnement de l'onduleur haute fréquence

Les systèmes ASI à haute fréquence utilisent une technologie de commutation à haute fréquence. Lorsque l'alimentation secteur est stable, le courant alternatif (CA) est d'abord converti en courant continu (CC) à haute fréquence par l'intermédiaire d'un redresseur à haute fréquence. Ensuite, le courant continu à haute fréquence est retransformé en courant alternatif par un onduleur pour alimenter la charge, tout en chargeant la batterie. La fréquence de fonctionnement dépasse généralement 20 kHz. L'utilisation de technologies de redressement et d'inversion à haute fréquence permet à ces systèmes d'être plus compacts et plus légers. En cas de coupure de courant, la batterie se décharge et l'onduleur continue d'alimenter la charge.

2.Principe de fonctionnement de l'onduleur à fréquence industrielle

Industrial Frequency UPS systems rely on traditional industrial – frequency transformers. When the mains power is normal, the rectifier converts the AC power into DC. This DC power is then inverted back into AC by the inverter to supply the load. The industrial – frequency transformer, operating at 50Hz or 60Hz, plays a crucial role in voltage regulation, electrical isolation, and enhancing the load – handling capacity of the UPS. It also charges the battery. When the mains power fails, the battery, through the inverter and the industrial – frequency transformer, continues to provide power to the load, ensuring uninterrupted operation.​

II. Comparaison des caractéristiques de performance des ASI à haute fréquence et à fréquence industrielle

1.Efficacité et consommation d'énergie

(1).ASI haute fréquence

Grâce à la technologie de commutation à haute fréquence, les systèmes ASI à haute fréquence réduisent les pertes électromagnétiques, ce qui se traduit par un rendement relativement élevé, généralement compris entre 92% et 96%. Pendant le fonctionnement à long terme, la faible consommation d'énergie aide les entreprises à réduire leurs coûts opérationnels, ce qui en fait un choix idéal pour les scénarios dans lesquels les utilisateurs sont sensibles aux dépenses d'électricité et accordent la priorité à l'efficacité énergétique. Par exemple, dans les centres de données où la demande d'énergie est continue, la fonction d'économie d'énergie des onduleurs à haute fréquence permet de réaliser des économies substantielles au fil du temps.

(2).ASI à fréquence industrielle

La présence d'un transformateur de fréquence industrielle dans les onduleurs à fréquence industrielle contribue à augmenter les pertes internes. Leur rendement se situe généralement entre 85% et 90%. Bien que les progrès technologiques aient permis d'améliorer ce chiffre, ces systèmes consomment toujours plus d'énergie que les onduleurs à haute fréquence. Dans les applications à grande échelle, cette consommation d'énergie plus élevée peut augmenter de manière significative les factures d'électricité d'une entreprise.

2.Stabilité de la tension de sortie

(1).ASI haute fréquence

Les onduleurs haute fréquence offrent une bonne stabilité de la tension de sortie, maintenant généralement les fluctuations de tension dans la plage de ±1% - ±2%. Cependant, lorsqu'ils sont confrontés à des charges d'impact, telles que le démarrage soudain de moteurs, la tension peut subir des fluctuations momentanées significatives et le temps de récupération peut être relativement long. Cela peut poser des problèmes pour les équipements qui sont très sensibles aux variations de tension.

(2).ASI à fréquence industrielle

With the voltage – regulating and isolating properties of the industrial – frequency transformer, Industrial Frequency UPS systems excel in output voltage stability. They can maintain voltage fluctuations within ±1%. When dealing with impact loads, they respond promptly, ensuring a stable output voltage. This makes them particularly suitable for powering equipment that demands a highly stable power supply, such as precision manufacturing machinery.​

3.Résistance aux interférences électromagnétiques

(1).ASI haute fréquence

Les dispositifs de commutation à haute fréquence des systèmes ASI à haute fréquence génèrent un certain degré d'interférence électromagnétique pendant leur fonctionnement. Bien qu'ils soient équipés de circuits de filtrage, leur capacité à résister aux interférences est relativement faible dans les environnements électromagnétiques complexes. Dans les environnements où de nombreux appareils électroniques fonctionnent simultanément, les ASI à haute fréquence peuvent être affectées par des interférences, ce qui risque de perturber leur fonctionnement normal.

(2).ASI à fréquence industrielle

The industrial – frequency transformer in Industrial Frequency UPS systems provides natural electromagnetic isolation. It effectively blocks harmonics, surges, and other interferences present in the mains power, endowing these systems with strong anti – interference capabilities. Even in environments with intense electromagnetic interference, Industrial Frequency UPS can operate stably, safeguarding the connected load equipment from adverse effects.​

4.Capacité de surcharge

(1).ASI haute fréquence

Les onduleurs haute fréquence ont généralement une capacité de surcharge modérée. Ils peuvent généralement supporter 125% - 150% de la charge nominale pendant 1 à 10 minutes. En cas d'augmentation soudaine de la charge ou de surcharge instantanée, l'onduleur à haute fréquence risque de ne pas pouvoir assurer l'alimentation électrique pendant une période prolongée, ce qui peut entraîner l'arrêt du système.

(2).ASI à fréquence industrielle

Industrial Frequency UPS systems boast a stronger overload capacity. They can endure 150% of the rated load for 1 minute and, in some cases, even higher multiples of overload. This robust overload tolerance makes them well – suited for industrial production environments where load variations are frequent. They can effectively handle sudden surges in load, ensuring continuous operation of critical equipment.​

5.Taille et poids

(1).ASI haute fréquence

N'ayant pas besoin d'un gros transformateur de fréquence industriel, les systèmes ASI à haute fréquence se caractérisent par une structure interne compacte. Ils sont donc plus petits et plus légers. Par exemple, un onduleur haute fréquence de 10 kVA peut être deux fois plus petit et plus léger que son homologue à fréquence industrielle. Cela les rend très pratiques pour l'installation et le transport, en particulier dans les espaces restreints.

(2).ASI à fréquence industrielle

Le transformateur de fréquence industrielle lourd et de grande taille contribue au volume et au poids relativement importants des systèmes ASI à fréquence industrielle. Lors de l'installation et du transport, cela nécessite plus de main-d'œuvre et d'espace. Les exigences en matière d'environnement d'installation sont également plus élevées, ce qui peut limiter leur déploiement dans certains scénarios.

III. Avantages des onduleurs haute fréquence et fréquence industrielle BKPOWER

1.Produits ASI haute fréquence BKPOWER

(1).Efficacité énergétique et réduction des coûts

Les onduleurs haute fréquence de BKPOWER utilisent des dispositifs de commutation haute fréquence avancés et des algorithmes de contrôle optimisés, atteignant une efficacité impressionnante allant jusqu'à 96%, ce qui est à la pointe de l'industrie. Dans les scénarios de consommation d'énergie à grande échelle tels que les centres de données, ils peuvent aider les entreprises à économiser une quantité significative de coûts d'électricité chaque année. Par exemple, après avoir mis en œuvre l'ASI haute fréquence de BKPOWER, une grande société Internet a constaté une réduction de 15% sur ses factures d'électricité annuelles.

(2).Surveillance et gestion intelligentes

Equipped with intelligent monitoring systems, BKPOWER’s High Frequency UPS products support surveillance à distance via multiple communication interfaces, including RS232, USB, and SNMP. Users can real – time monitor the UPS’s operating status, load conditions, battery levels, and other vital information. Moreover, they can remotely control and manage the UPS through mobile apps or computer software, enabling intelligent operation and maintenance.​

(3).Capacité d'expansion flexible

These products support modular design, allowing users to flexibly add power modules according to their actual load requirements. This enables seamless capacity upgrades of the system. Additionally, the bloc-batterie can be expanded based on the desired power supply duration, catering to the evolving power needs of enterprises at different stages.​

2.BKPOWER Onduleurs Fréquence Industrielle Produits

(1).Stabilité et fiabilité supérieures

Les onduleurs à fréquence industrielle de BKPOWER sont conçus avec des transformateurs à fréquence industrielle de haute qualité et des architectures de circuit matures, garantissant une tension de sortie stable et de fortes capacités antiparasites. Ils ont été déployés avec succès dans des industries ayant des exigences strictes en matière de stabilité de l'alimentation, telles que la fabrication industrielle et le domaine médical, et ont reçu de grands éloges de la part des utilisateurs. Par exemple, dans le cadre d'un projet d'alimentation des équipements médicaux d'un hôpital, l'onduleur à fréquence industrielle de BKPOWER a garanti le fonctionnement stable d'appareils critiques tels que les tomodensitomètres et les appareils IRM.

(2).Tolérance exceptionnelle aux surcharges et aux défauts

Avec une capacité de surcharge et une tolérance aux pannes remarquables, les onduleurs à fréquence industrielle de BKPOWER peuvent fonctionner de manière stable même dans des environnements de réseau électrique difficiles. Rigoureusement testés et vérifiés, ces produits ont un temps moyen entre les défaillances (MTBF) supérieur à 200 000 heures, assurant une protection fiable de l'alimentation des charges critiques.

(3).Service après-vente complet

BKPOWER a mis en place un vaste réseau mondial de service après-vente. Pour ses onduleurs à fréquence industrielle, elle offre une assistance technique 7×24 heures, des inspections régulières de l'équipement et des services de maintenance. L'équipe technique professionnelle peut répondre rapidement aux demandes des clients et résoudre rapidement tout problème survenant pendant le fonctionnement de l'équipement, garantissant ainsi la tranquillité d'esprit des utilisateurs.

IV. Analyse des scénarios applicables aux ASI à haute fréquence et à fréquence industrielle

1.Scénarios applicables aux ASI à haute fréquence

(1).Centres de données

Les centres de données ont des exigences élevées en matière d'efficacité et d'utilisation de l'espace. L'efficacité énergétique et la taille compacte des onduleurs à haute fréquence répondent parfaitement à ces exigences. Leurs fonctions de surveillance intelligente facilitent également la gestion et la maintenance centralisées dans les centres de données, assurant ainsi un fonctionnement stable des serveurs et autres équipements critiques.

(2).Espaces de bureaux commerciaux

Dans les bureaux commerciaux, où la charge est relativement stable et où la demande de capacité de surcharge n'est pas extrêmement élevée, les onduleurs à haute fréquence constituent un excellent choix. Leurs caractéristiques d'économie d'énergie, de compacité et d'intelligence permettent de fournir une alimentation fiable aux équipements de bureau tels que les ordinateurs et les imprimantes, tout en réduisant les coûts d'électricité pour les entreprises.

(3).Stations de base de télécommunications

Les stations de base des télécommunications sont largement distribuées et il existe souvent des limitations strictes en matière de taille et de poids des équipements. La conception légère et de petite taille des onduleurs à haute fréquence les rend faciles à installer et à transporter. Leur fonctionnement économe en énergie permet également de réduire les coûts d'exploitation des stations de base et d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie.

2.Scénarios applicables aux ASI à fréquence industrielle

(1).Production industrielle

Industrial production sites typically have complex power grid environments, frequent load variations, and a large number of impact loads. The strong overload capacity, excellent voltage stability, and high electromagnetic interference resistance of Industrial Frequency UPS systems make them ideal for powering industrial equipment such as CNC machine tools and automated production lines, ensuring continuous production processes.​

(2).Industrie médicale

Industrie médicale：Les équipements médicaux, tels que les appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) et les moniteurs cardiaques, nécessitent une alimentation électrique très stable et pure. Même des fluctuations mineures de l'alimentation peuvent affecter la précision du diagnostic et du traitement médical. Les onduleurs à fréquence industrielle, avec leur stabilité élevée et leurs caractéristiques d'isolation électromagnétique, peuvent fournir une source d'alimentation sûre et fiable pour les appareils médicaux, préservant ainsi la vie et la santé des patients.

(3).Secteurs des infrastructures critiques

Des secteurs tels que les réseaux électriques et les transports dépendent d'équipements critiques qui, en cas d'interruption, peuvent avoir de graves conséquences. Ces secteurs exigent des systèmes ASI d'une fiabilité et d'une stabilité exceptionnelles. Les ASI à fréquence industrielle, avec leurs performances exceptionnelles et leur grande fiabilité, sont le choix privilégié pour assurer le fonctionnement normal des infrastructures critiques.

V. Recommandations de sélection pour les ASI à haute fréquence et à fréquence industrielle

1.Sélection en fonction des caractéristiques de la charge

Si la charge se compose principalement d'appareils électroniques tels que des ordinateurs et des serveurs, et si la charge est relativement stable, l'onduleur à haute fréquence est une option recommandée. En revanche, lorsque la charge comprend un nombre important d'appareils à impact, tels que des moteurs et des soudeuses, ou lorsqu'il existe des exigences strictes en matière de stabilité de la tension, l'onduleur à fréquence industrielle doit être choisi en priorité.

2.Sélection en fonction de l'environnement d'utilisation

Dans les environnements où les interférences électromagnétiques sont complexes et où la qualité du réseau électrique est médiocre, la capacité anti-interférence supérieure de l'onduleur à fréquence industrielle lui confère un avantage. Pour les scénarios où l'espace est limité et où les exigences en matière de taille et de poids de l'équipement sont strictes, l'onduleur à haute fréquence est plus adapté.

3.Tenir compte des facteurs liés au coût

Les onduleurs haute fréquence ont généralement un coût d'achat initial plus faible et une consommation d'énergie à long terme plus basse, ce qui les rend adaptés aux utilisateurs soucieux de leur budget. Alors que les onduleurs à fréquence industrielle peuvent avoir un coût initial plus élevé, leur fiabilité peut aider à réduire les pertes potentielles causées par les pannes d'équipement dans les applications critiques, offrant ainsi une valeur à long terme.

Les onduleurs à haute fréquence et à fréquence industrielle présentent chacun des caractéristiques et des avantages uniques. Le choix du système ASI approprié nécessite une prise en compte complète de multiples facteurs, y compris les caractéristiques de la charge, l'environnement d'utilisation et le coût. BKPOWER, avec son large portefeuille de produits et ses services techniques professionnels, est capable de fournir des solutions ASI personnalisées. Quel que soit le scénario d'application, BKPOWER peut répondre à vos besoins de protection de l'alimentation et contribuer au développement stable de votre entreprise.

Références

1. Commission électrotechnique internationale (CEI)Site officiel : www.iec.ch
2. Underwriters Laboratories (UL)Site officiel : www.ul.com
3. Comité européen de normalisation (CEN)Site officiel : www.cen.eu
4. Standardization Administration of China (SAC) Site web officiel : www.sac.gov.cn
5. Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance (CNESA)Site web officiel : www.cnESA.org
6. Organisation internationale de normalisation (ISO)Site officiel : www.iso.org