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传统UPS电源的设计原理

发表日期:2017-08-30 编辑/来源:浏览次数:524 标签:        

  传统UPS电源的设计原理

  传统UPS采用的晶闸管整流器,考虑到电网电压的波动范围,三相整流输出的直流电压(充电电压)一般为500Vdc以下。施耐德UPS电池组中的电池数一般为32~35只。当电池放电时,直流电压更低。再通过IGBT逆变器经过SPWM波形变换后,输出三相交流电压只有二百多V。所以需要输出变压器进行升压以达到输出380V交流电源。

  为了提高效率和性价比,传统UPS电源一般采用6脉波晶闸管整流,这会产生很大的输入谐波电流并降低输入功率因数,这在许多场合是不可接受的,并且与一些发电机不兼容。要使谐波THDi低于5%~10%以及功率因数高于0.99,就需要很大的输入电感和谐波滤波器。采用这些元件将增加成本、重量和尺寸。

  另外,不能在较宽的负载范围内降低谐波和提高功率因数,它们通常在60%以上负载率时才有效,如图2所示。在负载率低于40%时,输入功率因数将变为超前,使得与发电机不兼容。输入功率因数还随市电电压变化,参数表只是标称值。

  为了提高输入指标,还可以采用12脉波整流器和输入滤波器。但这些将增加尺寸、重量和成本,并降低整体效率。在满载时输入指标可以达到THD《5%,PF》0.95,但在半载或更低负载时输入指标将严重恶化。

  对于输入谐波,其影响的严重程度取决于特殊的应用和现场环境。例如,一个10%失真的设备在低频时引起的电压失真比高频时要小。没有合适的输入滤波器,晶闸管(SCR)关断时产生的快速di/dt(电流尖峰)将引起严重的线路电压凹陷,进而影响电网上的邻近设备。


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