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双变换UPS技术发展现状与趋势(二)

时间:2014-04-11 17:30来源:未知 作者:admin 点击:
双变换UPS中的静态开关是非常重要的部件,因为许多逆变器特别是PWN逆变器的过载能力较差,一般不能承受较大的负载设备的启动电流和负载短路电流。在这种情况下,逆变器将进入限流状态,故一般不能启动较大的负载设备或在输出短路时不能熔断输出熔断器以排除故障。当UPS输出

     双变换UPS中的静态开关是非常重要的部件,因为许多逆变器特别是PWN逆变器的过载能力较差,一般不能承受较大的负载设备的启动电流和负载短路电流。在这种情况下,逆变器将进入限流状态,故一般不能启动较大的负载设备或在输出短路时不能熔断输出熔断器以排除故障。当UPS输出电流大于一定值时,静态开关将负载转换市电电源,利用市电启动负载或排除故障。
   
   
     双变换UPS中的整流器/充电器、逆变器均为连续工作,其内部的半导体元件长期处于满负载状态,负载浪涌电流的冲击也会使半导体元件承受较大的应力,造成潜在的故障。因此,双变换UPS的静态开关和整流器/充电器、逆变器都是非常关键的部件,其半导体元件一般都降额使用或按照冗余方式设计,以提高系统的可靠性。
   

     双变换UPS系统的不足
   

     a.输入纹波电流大

   
     双变换UPS的输入端一般采用6脉冲晶闸管相控整流器,有些大功率UPS采用12脉冲晶闸管相控整流器。这些整流器内部的晶闸管整流元件在每个电源周期内轮流导通,因为换相时连接在交流电源不同相线上的两个晶闸管在短暂的时间内同时导通,造成瞬时电源相间短路,因而在电源电压波形上形成了所谓换相凹口,实际上就是电压波形失真。
   

     此外,当某个整流元件被触发导通时,市电电源相应的相电压就突然加到直流侧的滤波电感上,使该相电流突然上升,由于滤波电感足够大,电流基本上保持恒定,直到下一个整流元件被触发导通。结果形成了脉冲型的输入电流波形。因此该种电流波形不是平滑的正弦波,这种非正弦波是由基波和谐波分量组成的。输入端为6脉冲整流器的双变换UPS的输入电流中含有5、7、11和13次等谐波分量,总谐波失真(THD)可达30%以上。采用12脉冲整流器时,含有11,13次等谐波分量,总谐波失真为10%左右。
   

     另外,谐波电流在配电系统中流动时,由于集肤效应导致电路阻抗增加,引起附加的损耗,使电缆、配电设备、熔丝、变压器和备用发电机发热,从而导致了系统的可靠性降低。

   

     b.电源电压波形失真较大

   
     在电源系统中,非线性负载可以等效为一线性负载和一系列的谐波电流源(多个不同频率的谐波电流源)的叠加。因此可以认为,连接到50Hz市电电源上的非线性负载从电源吸收基波电流并向电源反馈谐波电流,谐波电流沿着阻抗最小的通道流向电源。

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