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时间:2019-10-25
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1、UPS6脉冲整流器、12脉冲整流器和IGBT整流器技术区别电池及逆变器输入1、6脉冲整流器负载6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,所以叫6脉冲整流。三相桥式整流电路忽略换相过程和电流脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为:iA=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-1/17Sin17wt-1/19sinwt+…)(1-1)由此可得以下简洁的结论:电流中含6k±1(
2、k为正整数)次谐波,各次谐波有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。2、12脉冲整流器12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,因此又称为12脉冲整流。下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。电池及逆变器输入负载两个6脉冲整流桥I和II30°桥1的网侧电流傅立叶级数展开为:iIA=iIa=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-
3、1/17Sin17wt-1/19sinwt+…)(1-2)桥II网侧线电压比桥I超前30°,因网侧线电流比桥I超前30°。iIA=2´31/2/p´Id(sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/17Sin17wt+1/19sinwt+…)(1-3)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)可见,两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消,注入电网的只有12k±1(k为正整数)次谐波,且其有效值与与谐
4、波次数成反比,而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。3、IGBT整流器IGBT整流器电气图如下:IGBT整流是和6脉、12脉冲整流器完全不同的架构,其特点是: (1)采用三相半桥式SPWM逆变器构成输入Boost开关整流器与输出逆变器,这是高频化UPS的典型特征。 (2)不用(也不能用)输出隔离变压器及ZVS软开关技术。 (3)用高频IGBT作开关管,开关频率大于或等于20kHz。高频大功率UPS与工频机的对比高频机工频机1采用IGBT整流技术,根据统计数据,IGBT整流故障率远高于可控制硅整流采用可控硅整流技术,系统可靠性高2输出有高
5、次谐波,高频谐波耦合在零线上,可能抬升零地电压。很难满足IBM,HP等服务器厂家对零地电压小于1V的场地需求输出配置隔离变压器,零地电压增量为零,更可靠保证负载运行3逆变器直接挂接负载,抗负载冲击能力弱,降低逆变器的可靠性输出隔离变压器自身短路阻抗的作用及高频衰减隔离特性,使得工频机具有很好的抗负载冲击能力,降低负载突变和短路对UPS的影响4逆变器直接带载,带不平衡负载能力弱通过变压器的负载重新分配,提高了UPS带不平衡负载的能力。5负载直挂,带非线性负载的能力弱输出变压器具有3N次谐波电流的隔离能力,带非线性负载的能力强;6无输出隔离变压器,在U
6、PS故障的情况下存在输出直流电压损坏负载的风险即使在UPS故障的情况下也不存在输出直流电压的风险,负载更加安全可靠;7主路旁路N线必须相同,因此无法实现主旁路不同源配置可以实现主旁路不同输入源的配置方案,满足高可靠性场地的配电要求;8某些厂家的高频机输入零线中断时,UPS无法正常工作,当市电和柴油发电机切换时,因零线短时“缺失”可能出现“零偏”故障,造成输出闪断,负载掉电的重大故障隔离变压器重新生成中心点,UPS输入零线中断时可正常工作。9采用专用充电器,充电能力弱。只能满足短时间(5-10分钟)后备电池的充电能力,长延时配置时电池充电能力不足,电
7、池寿命严重缩短电池直接挂接母线,在负载不足满载时可将剩余的整流器容量用于充电,特别适应中国客户长延时配置后备电池的需求10电池与逆变器之间增加了电压变换电路,降低了电池放电时系统效率,同等负载时需配置更多的电池。且系统可靠性降低电池直接挂接母线,逆变效率高,节省电池的配置容量1工频机和高频机的原理分析 工频机和高频机是按UPS的设计电路工作频率来区分的。工频机是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。 高频机通常由IGBT
8、高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断,IGBT整流器开关频率通常
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