广义软开关串并联补偿在线ups

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1、广义软开关串并联补偿在线UPS

2、第1摘要：介绍了采用广义软开关的串并联补偿在线UPS的工作原理与控制方式，这是一种新型在线软开关UPS。关键词：串并联补偿；在线UPS；广义软开关SeriesparallelpensationOn-lineUPSethodofseries-parallelpensationonlineUPSouseg(this)">图1单相串并联补偿在线UPS电路逆变器Ⅰ主要作用是控制市电，只输入有功电流，使输入功率因数等于1；对市电输入电压的波动进行补偿；控制输入功率与输出功率的平衡。其设计

3、功率为标称功率的20％。逆变器Ⅱ主要作用是控制输出电压为稳定纯净的正弦电压；向负载提供无功与谐波电流；当市电掉电时，向负载提供全部标称功率，设计功率与标称功率相同。晶闸管静态开关其中旁路开关的作用是当市电正常时关断，当逆变器Ⅰ和Ⅱ故障时开通旁路供电；主静态开关的作用是，当市电正常时导通，当市电掉电时自动关断，以防止逆变器Ⅱ的功率向市电倒灌。蓄电池当市电停电时，由蓄电池通过逆变器Ⅱ向负载供电；当市电电压波动时，通过逆变器Ⅰ和Ⅱ维持输入与输出功率的平衡。3逆变器Ⅰ的工作与控制方式逆变器Ⅰ是用IGBT作开关的高频双向S

4、P全桥逆变器。它通过输出变压器Tr的次级，在UPS输入端与负载串联，主要用于市电电压±15％变化的增量补偿，和消除市电输入电流中的无功与谐波分量，故也称作增量（Delta）逆变器，其作用相当于一个可变电流源。当负载中含有电感和非线性负载时，市电输入电流i将滞后于市电电压，并产生畸变。此时市电输入电流i的傅里叶级数表示式为i=I1sin(ωt＋φ1)＋500)this.style.ouseg(this)">Insin(nωt＋φn)=I1cosφ1sinωt＋I1sinφ1cosωt＋500)this.style.

5、ouseg(this)">Insin(nωt＋φn)式中：n为谐波次数；φ1为基波电流滞后于电压的相位角；φn为n次谐波电流滞后于电压的相位角；注脚1代表基波。令ip=I1cosφ1sinωt=Ipsinωt为基波有功电流iq=I1sinφ1cosωt=Iqcosωt为基波无功电流ih=500)this.style.ouseg(this)">Insin(nωt＋φn)为谐波电流i=ip＋iq＋ih要消除市电输入电流i中的无功与谐波电流iq＋ih，就必须将iq＋ih从i中分离出来，而后用iq＋ih作为调制波对逆变器

6、Ⅰ进行SP调制，在变压器Tr次级得到电压uc，用uc产生的电流来抵消i中的电流iq＋ih，使输入电流i=ip。电流iq＋ih的检出电路如图1所示。其中“基准正弦电压”是与市电同步的标准正弦电压。市电输入电流i通过低通滤波器滤除ih，将剩余的电流ip＋iq与基准正弦电压ur=Umsinωt通过乘法器相乘得到F。F=(ip＋iq)×ur=(I1cosφ1sinωt＋I1sinφ1cosωt)×Umsinωt=500)this.style.ouseg(this)">cosφ1－500)this.style.ouseg(

7、this)">cosφ1cos(2ωt)＋500)this.style.ouseg(this)">sinφ1sin(2ωt)F经过含有积分器的有源低通滤波器，滤除二次谐波交流分量后，剩下直流成分g=500)this.style.ouseg(this)">I1Umcosφ1，式中K为有源滤波器放大倍数。将g和ur再经乘法器相乘后得ip=g×ur=500)this.style.ouseg(this)">I1Umcosφ1×Umsinωt=500)this.style.ouseg(this)">I1Um2cosφ1si

8、nωt令500)this.style.ouseg(this)">Um2=1，则得ip=I1cosφ1sinωt从市电输入电流i中减去ip即可得到无功与谐波电流iq＋ih，即i－ip=iq＋ih=ic＊4逆变器Ⅱ的工作与控制方式逆变器Ⅱ也是用IGBT作开关的高频双向SP全桥逆变器。它通过交流滤波器LF2CF2，在UPS输出端与负载并联，主要用于使负载上电压成为稳定纯净的正弦电压，当市电掉电时向负载提供100％的功率。故逆变器Ⅱ也称作主逆变器，其作用相当于一个固定的电压源。当市电电压中含有谐波时，其方程式为u=u1＋

9、uh=U1msinωt＋500)this.style.ouseg(this)">Unmsinnωt式中：u1=U1msinωt为基波电压；uh=500)this.style.ouseg(this)">Unmsinnωt为谐波电压。基准正弦电压ur=Umsinωt，是一个与市电同步的标准正弦波电压，电压精度优于0.02％，失真度小于0.5％，容量约为10调制波的方程式ur－