大中型UPS原理分析

《大中型UPS原理分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大中型UPS原理分析作者：佚名文草来源：本站原创点击敖：120更新时间：2005-7.14大中型LPS原理分析［出处/作者］：空军工程大学侯振义王义明1大中型UPS工作原理大、中型UPS多为在线式.其系统框图与小型在线式UPS差不多，如图4—1所示。有市电时，市电经整流器、逆变器给负载供电。当市电中断或者超限时，整流赛停止工作，落电池电能经逆变后继续给负载供电；当UPS故障时，市也通过旁路直接给负载供电。2大中型UPS整流滤波电路大型UPS中广泛应用三相桥式全控整流电路，如图4-2所示。当控制角a=0时，其工作过程与三相桥式不控整流电路相同，在自然换相点换相。当控制角a>0时,每

2、个晶闸管都从自然换相点向后移a角开始换相。不管a为何值，电压Ud都是线电压的•部分。所以，从线电压入手计算Ud更简单，由于ud波形每隔60。重复•次，Ud的计算只要在用3范围内取平均值即可。见二讥■瓦二技xk在三相星形接法的电路中，线电压较其相应的相电压超前30。，例如30。。现将线电压uab的零点作为新坐标的原点，即比原来以相电压ua零点的坐标提前30。。因此在新坐标上，自然换相点的位置在SE/3处。2.1电阻性负载（1）当0£aW兀,3时，宣午・"=2.34U2cosa=l35U2Lcosa式中U2——变压器T次级相电压：U2L——次级线电压。(2)当兀，3vav2兀/3时，

3、整流只能在正半周进行，故tt=—It而IT号、=¥研1+8・停+)]=2,34U.[l+coB(f+)]当a=2n/3时Ud=O,从公式亦可看出电阻负载的最大移相范围是120°o2.2电感性负我对于电感性负载，由于电流是连续的，晶闸管的导通角总是2兀3上式的积分上限可以超过E、,，,、tt=—rri(«}兀，仍为(2m3)+a,故x)；♦=2.34U2cosa=1.35U2Lcosa可见电感性负载时的最大移相范围为90。。3大中型UPS充电电路3.1大型UPS充电电路大容量UPS的充电电路.•般采用晶闸管作为中图法分类号：TM92文献标识码：A文章编号：02192713

4、(20(X))0842805-一路I.电I-L狂福1逆变器kJ负载।I~~I蓄电池1T—电器图4一1大、中型UPS系统框图整流元件，这是因为大容量UPS充电器的输出电压•般高达几百伏，充电电流为几十安培。在大功率UPS中•般都将充电器和整流器合二为虽然这使得其控制电路较为复杂，但由于大功率UPS本身造价较高，控制电路设计得稍微复杂•些并不会明显增加成本。图4—3所示为大功率UPS中的充电器方框图。伉L图4一2三相桥式全控整流电路图4一3三相桥式全控整流充电电路框图由图中可以看出，此充电器分为3个主要部分，即三相桥式全控整流器，由VI—V6和滤波电感Ll,L2组成；采样电路，其功能

5、是时三相桥输出的充电电压和电流进行采样，然后将采样的结果送到控制电路：控制电路，其功能是根据采样电路送来的电压和电流信号去控制三相桥式全控整流器，以调整其输出电压和充电电流。该电路的充电曲线如图4—4所示。图4-4某大容量UPS充电曲线该曲线表明，大功率UPS的充电分为3个阶段：初期由于电池放电后损失较大，急需补充，故需充电电流较大，如不限流就会严重影响蓄电池的使用寿命，故这•阶段为恒流充电;当电压到达设计值(•般为浮充电压，每个电池单元为2.25V)时就转为恒压充电，其充电电流由式(4—1)决定：蓄电池经过•段时间的恒压充电，当其端电压上升到某•值时就转为浮充充电。％一r(4-

6、1)式中：IB为充电电流；Uch为恒压充电期间的充电电压：UB为电池组端电压：r为蓄电池组内阻和线路电阻之和。TTnTTL।L图4一5脉冲阶梯混合波充电初期的充电电流IBmax,对•于铅酸蓄电池为0.1C.对银镉蓄电池为0.2Cc区」LTU―LTU1J1_n___nnru图4-6混合波的形成(a)电路原理图(b)波形图3.1中型UPS充电电路这里以梅兰日兰Comet系列UPS充电器为例，其充电电路采用开关型降压斩波器，可自动实现恒流恒压充电（具体电路略）。该充电器由于采用r微处理器监控，它除了具有•般充电错所耍求的恒流恒压充电功能外，还具有以下功能：（1）根据放电电流自动修正放电

7、终止电压;（2）根据环境温度自动修正浮充电压。4大中型UPS逆变/4.1大中型UPS中的逆变控制技术大、中型UPS逆变然控制电路，除采用三相正弦脉宽调制技术外，波形叠加技术也得到了广泛应用，波形叠加技术有登加式阶梯波、离散型阶梯波、脉宽阶梯混合波等多种。这里对应用较多的脉宽阶梯混合波作•介绍。这种逆变器是结合阶梯波的高效率和脉宽调制的低价格而采取的•种折衷方案，由于混合式的逆变频率较低，因而噪声较大。它的体积略大于脉宽调制（a）电路图（b）波形图（变压器初级）图4一8三相桥式逆变