用户电能质量综合补偿器与在线ups工作原理

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1、用户电能质量综合补偿器与在线UPS工作原理

2、第1图1电能质量综合补偿与补偿式在线UPS电路框图2市电稳压滤波器对市电输入电压进行稳压和滤波的稳压滤波器电路如图2所示。它是由高频全桥SP式双向逆变器构成的。逆变器的输出电压uAB通过变比为k的输出变压器Tr变成补偿电压uac在Tr次级输出，Tr的次级串联在主电路中，以对市电电压的大小变化和谐波进行补偿，保持输出电压uaL为稳定的正弦波电压。uar为与市电同步的给定正弦基准电压，完全补偿后uaL=uar。LFCF为低通滤波器，以滤掉市电ua中和补偿电压uac中的高次谐波。由

3、Tr次级短路阻抗、LF及市电电源内阻组成的线路阻抗为Z，电压降低为Zia，ia为市电输入电流。由图2主电路可知，当实现完全补偿时：uaL=ua－Zia－uac=uar（1）uac=ua－Zia－uar（2）500)this.style.ouseg(this)">图2市电稳压滤波器原理电路令500)this.style.ouseg(this)">=ua－Zia－uar为全桥SP逆变器的调制电压，控制电路框图如图3（a）所示，图3（b）为波形图。当用500)this.style.ouseg(this)">=ua－Zia－u

4、ar作为调制波时，可以使补偿电压uac=ua－Zia－uar实现完全补偿。假定逆变器直流电源电压为Udc，载波三角波的频率为fc，电压幅值为Uc，市电频率为fa，则调制比：M=500)this.style.ouseg(this)">（3）500)this.style.ouseg(this)">(a)控制电路框图500)this.style.ouseg(this)">(b)SP波形图图3控制电路原理框图与波形图载波比：N=fc/fa（4）式（3）中Ua、Ia、Uar为ua、ia、uar的有效值。当市电电压含有谐波时，即u

5、a=500)this.style.ouseg(this)">Ua1sinωt＋500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">Uansinnωt（5）而且ua1=500)this.style.ouseg(this)">Ua1sinωt≠500)this.style.ouseg(this)">uar=Uarsinωt式中下注脚“1”表示基波，“n”表示谐波次数。此时，调制比M的值为M=500)this.style.ouseg(this)">=500)this

6、.style.ouseg(this)">＋500)this.style.ouseg(this)">=M1＋Mn（6）M1=500)this.style.ouseg(this)">；Mn=500)this.style.ouseg(this)">（7）按照文献[1]的方法，推导出补偿电压uac的双重傅里叶级数表示式为uac=kuAB=k(uA－uB)，经推导并考虑到滤波器LFCF的作用，可得uac=kM1Udc·sinωt＋500)this.style.ouseg(this)">kMnUdc·sinnωt（8）由于图1中逆

7、变器Ⅱ的无功补偿和滤波作用的存在，ia=500)this.style.ouseg(this)">Ia·sinωt，将式（5）、式（8）及ia的值代入式（1）得uaL=ua－Zia－uacuaL=500)this.style.ouseg(this)">Ua1·sinωt＋500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">Uan·sinnωt－500)this.style.ouseg(this)">ZIa·sinωt－kM1Udc·sinωt－500)this.

8、style.ouseg(this)">kMnUdc·sinnωt(9)令变比k=Uc/Udc，将k值及式（7）中的M1和Mn的值代入式（9），当ua1>uar时M1=正值。uaL=500)this.style.ouseg(this)">Ua1·sinωt＋500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">Uan·sinnωt－500)this.style.ouseg(this)">ZIa·sinωt·－500)this.style.ouseg(this

9、)">(Ua1－ZIa－Uar)·sinωt－500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">Uan·sinnωt=500)this.style.ouseg(this)">Uar·sinωt(10)当ua1<uar时，M1=负值，也可以得到式（10）结果。所以式