这里不仅需要输出隔离变压器产生零线,为了UPS转旁路时也能正常供电,输出变压器产生的零线还必须与系统输入的零线连接在一起。

　　2.2 输出变压器的功能之二是对输出电压的匹配

　　作用

　　传统大中型UPS主回路结构采用晶闸管整流将输入的交流电整流为直流电,电池直接挂在直流母线上,当输入市电正常时,靠整流晶闸管的调节对电池充电,同时为IGBT结构的桥式逆变器供电。从系统结构可以看出,从整流到逆变的过程中,每个环节都是降压环节:晶闸管整流是为了提供恒定的直流电压而采取的一种整流方式,由于晶闸管整流要“斩掉”一部分输入电压,所以其输出电压恒定的代价是输出电压恒定在低于全波整流输出电压的某个数值上。而逆变环节同样是一个降压环节,从可控整流输入来的直流电在通过逆变器逆变出正弦交流电的过程中通常采用的是脉宽调制(PWM)方法,其结果同样是输出电压等级的再次降低。正是由于上述的原因,在此种结构的UPS逆变器中,输出变压器起着电压匹配和提升的作用,将逆变器输出的电压升至到合理的输出范围。

　　在实际应用中,输出变压器通常采用图8的接法,变压器初级是三角型,对于没有升降压作用的隔离变压器,三个初级线圈的电压都是380V,次级是星型,三个次级线圈的电压都是220V,那么初次级线圈的匝比应该是:N1:N2=1:0.577。

　　当要求输出相电压为稳定的220V时,变压器原边的峰值电压(即直流电压E)应该是

　　220V×1.414×1.732=538.8V

　　考虑到逆变器PWM工作方式,为逆变器供电的直流电压要高于变压器原边的峰值电压,最小极限值通常取变压器原边峰值电压1.2倍左右,即538.8V×1.2=646.56V。

　　但是,当考虑输入电压下限变化10%时,输入三相线电压全波整流的最高直流电压的理论值是380V×1.414×0.9=483V。

　　实际上考虑到AC/DC转换过程的降压因素,大中型UPS的电池(直接跨接在直流母线上)通常配置32～34节,额定电压为384～408V,浮充电压(即AC/DC变换后的直流母线电压)为432～459V,电池放电下线电压为340～362V。

　　UPS直流母线电压的下限值(340～362V)与输出电压要求的变压器原边的峰值电压(646.56V)之间的差别应该由输出变压器采用升压方法来解决,所以,输出变压器的升压比应该是:646.56V/(340～362V),即1.9～1.78。也就是说,输出变压器的实际匝比应该是:1:1.9或1:1.78。

　　以上数据是按一般情况推算的,实际情况与不同的电路结构形式有直接的关系,输出变压器的参数和接法也不尽相同,但不管电路差别有多大,输出变压器总是通过原付边匝比的变化起着匹配逆变器输入电压与UPS输出电压的作用。

　　2.3 输出变压器是隔离变压器,但在系统中没有隔

　　离功能

　　在UPS供电系统中,UPS设备的一个至关重要的功能是当输出过载或者UPS逆变器故障时,自动转静态旁路供电,另外,在系统中还设置了维护旁路,当UPS需要维护时可手动转维护旁路向负载供电。执行这两个操作时,都是由旁路输入三相四线电压直接向负载供电,所以系统的零线与负载端的零线必须短接在一起。这就决定了带输出变压器的UPS的变压器次级新产生的零线必须连接到输入供电系统的零线上,如图9所示。也就是说,UPS机内的变压器没有供电系统隔离的功能,如果系统存在零-地电压差较大的问题,UPS机内的逆变器输出变压器对此电压差是无能为力的。