三相高性能双变换器型ups

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1、成本低，但因为平时逆变器是不工作的，所以输入电压质量不高。当市电不正常时，切换到逆变器的工作时间较长。因此只能用到对电源要求不是很高的场合。（2）在线互动式UPS在线互动式UPS如图1.2所示。当市电正常时，市电通过变压器继电器阵向负载提供稳定的电压。同时双向变换器工作在整流状态向蓄电池充电。当市电不正常时，双向变换器工作在逆变状态，蓄电池作为直流电源。可以看到与后备式UPS相比，在线互动式UPS省去了整流电路和充电器，因此结构简单，成本低，效率高。而且双向变换器时刻处于工作状态，因此切换时间也较后备式UPS短。它的输出电压

2、的质量高于后备式UPS，但仍然不高，只能用于要求不高的场合。市变压器继电电器阵输出输入蓄电双向变换池器图1.2在线互动式UPS结构图（3）在线双变换式UPS图1.3是在线双变换式UPS的结构图。当市电工作正常时，电源也要经过整流电路和逆变电路两次变换后提供给负载，UPS中变换器时刻都是处于工作状态，因此输出电压波形畸变小，稳压精度高，可以做到完全不受市电的影响，而且切换时间极短。但因为它的变换级数多，因此效率较前面两个要低些，控制和结构也复杂，成本高。当市电不正常时，由蓄电池向逆变器供电。而当逆变器不能工作时则由旁路直接向负

3、载供电。旁路市电输出整流直流升压变换逆变转换开关输入充电器蓄电池组图1.3在线双变换式UPS结构图2从上面的分类可以看出，在线双变换式UPS的性能最好。而且这种类型的UPS往往可以做到很高的容量，可以做到1500kVA。而后备式一般小于2kVA，在线互动[1]式也一般小于20kVA。因此大功率UPS一般都是在线双变换式。1.2三相四桥臂逆变器的提出及研究当UPS带三相不对称负载或非线性负载时，三相负载上的电压和电流是不平衡的。这时就必须采用三相四线制的逆变器输出。以前传统的做法是在负载前面加一个中点形成变压器，人为地产生一根

4、中线，或者用三个半桥逆变器合成一个三相逆变器，将中线接到直流电源的中点上。加中点形成变压器会大大增加设备的体积和成本，用三个半桥逆变器需要直流侧的电容足够大来抑制母线电压的波动。近几年，有的UPS用三相四桥臂逆变器作为UPS的DC/AC变换器来解决UPS带不对称或非线性负载的问题。三相四桥臂逆变器与一般的三相逆变器相比多了一个桥臂。它可以把负载的输出中点接到第四桥臂的中点上，让中线上流过电流，从而使[2]逆变器具有了带非对称负载的能力。文献[3]在dqo三维坐标系中用一个4×4的矩阵，实现了三相四桥臂逆变器四个桥臂中点电压和

5、三个负载电压之间的转换。文献[4]则介绍了用于三相四桥臂逆变器的三维空间矢量调制（3D-SVPWM），但这种方法实现起来很复杂，需要消耗大量的硬件资源。于是有人提出了用向调制波中加入零序分量的方法来实现三相四桥臂逆变器的载波脉宽调制。这种调制的效果和3D-SVPWM是一[5]样的。1.3如何实现绿色UPS电力系统谐波与电能质量密切相关。上世纪70年代以来，随着电力电子技术的广泛应用与发展，使供电系统中添加了大量的非线性负载，在满足不同电力需求的同时也引起了电网电压、电流的畸变，导致电力污染。其中无功和谐波是最主要的两大污染。

6、谐波的危害主要为谐波会降低电气设备的功率因数，降低设备的效率，减少设备使用寿命；谐波注入电网后，会对接入电网的其他设备产生电磁干扰，影响它们的用电质量；谐波还会加重电力传输线上的损耗，影响电力系统的稳定。此外还会影响3通信，电气测量仪表，使继电器保护误动作等。电网无功的危害主要表现在降低了电气设备的利用率，增加了线路损耗。增加了视载功率的容量的要求，需提供更大的变压器等供电设备。如果是冲击性无功负载，还会使电网电压产生剧烈波动，严重影响[6]供电质量。UPS的整流器作为将电网电压变为直流电源的转换电路，整流器性能的好坏对电网

7、电能质量的影响很大。但是目前大多数UPS的整流器都是采用不控整流或相控整流，它们在工作时会产生大量的谐波和无功。因此UPS的整流侧采用高功率因数整流器将成为今后的必然趋势，如用高频PWM整流侧或有源功率因数校正电路。在大功率UPS中，有的公司是采用12脉波或24脉波整流器，使输入电流尽量的接近正弦。这样虽然可以把功率作上去，但设备的体积笨重，而且功率因数和波形也没有高频PWM整流器的好。如果采用交错并联和开关器件的并联是可以解决开关型器件电压、电流应力和开关频率的限制的问题。通过器件的并联，可以使UPS输出数百安的线电流，通

8、过交错并联可以在将低开关管频率时仍然可以得到两倍于实际开关频率的效果，甚至更好。1.4高功率因数整流器的分类及其拓扑按高功率因数整流器是否能四象限运行，可以把它分为不能四象限运行的PFC（PowerFactorCorrection）和可以四象限运行的高频PWM整流器。如果按拓扑来分的话有电