| 摘要：介绍高频机型UPS的一种SPWM节能控制的基本工作原理与控制方法;并且介绍工频UPS的一种U dc-PWM控制的基本工作原理与控制方法,并对典型电路进行了分析和比较。 |
8、节能控制可以克服高频UPS零地电压大的缺点
高频UPS有两个大的缺点:一是开关损耗大,二是零地电压大。节能控制除了可以克服高频整流器开关损耗大的缺点外,还可以克服零地电压大的缺点。
所谓“零地电压”,就是在零线中流过的工作电流(包括三相不对称电流和零序谐波电流)在零线阻抗上产生的电压降造成的。高频UPS在按照常规的SPWM控制时,是按照图2工作波形上部upa、upb、upc所示波形进行控制的,由于波形中含有零序谐波,故upa+upb+upc≠0,而是等于如图2中upa+upb+upc所示的较大的零序谐波电压,因此高频整流器必须采用三线四线制输入,而且在零线中必然会流过数值较大的零序谐波电流,此电流就会在零线上产生出数值较大的零序谐波电压,使零线和地线之间出现数值较大的“零地电压”,这是老式高频UPS的一个缺点。当采用图2下部所示的线电压(upab、upbc、upca)进行节能控制时，因为波形是三相对称的，不再含有零序谐波，因此可以不用零线,故高频UPS中高频整流器会增大零地电压的缺点也就被克服了。
9、提高工频整流器性能Udc-PWM控制
当前工频UPS与高频UPS相比具有如下缺点:
(1)市电输入功率因数较低,只能达到0.85;
(2)电能变换效率低,只能达到92%;
(3)对市电电压波动的适应能力差,只能达到±15%;
(4)负载率对UPS效率的影响较大。
通过以上分析已经找到了工频UPS缺点的根源是采用了半控器件晶闸管的相控整流控制方式,也找到了高频UPS优点的根源是采用了全控器件IGBT的SPWM控制。前面已经说过,控制方式是决定UPS性能的关键。因此为了提高高频UPS的性能,克服上述缺点,可以仿照高频UPS对其进行改造,方法是把开关管晶闸管改换成GTO,把相控改成Udc-PWM控制,这样就可以消除位移因数及非线性的影响,并使其具有PFC功能,因此就可以把工频整流器的性能提高到高频整流器的性能,把工频UPS的性能提高到高频UPS的水平。而且还具有比高频整流器的开关损耗小
倍的低耗能特性。因此用不着再采用节能式SPWM控制方式,只需用一般的Udc-PWM控制即可,简化了控制电路。下面以12脉波工频整流器为例进行介绍,其主电路如图11所示。其中图(a)为主电路,图中电流ia1的波形如图(b)所示,电流ia2的波形如图(d)所示,市电输入电流ia=ia1+ia2的波形如图(e)所示,是一种等阶宽(宽度为π/6)六梯级阶梯波。
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