1、UPS工作原理,1、準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理 2、正弦波輸出后備式UPS工作原理 3、在線式UPS工作原理 4、串并聯(lián)式UPS技術(shù) 5、三相輸入型UPS工作原理 6、中頻UPS工作原理 7、變頻UPS工作原理 8、電力有源濾波技術(shù),準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,UPS按輸出電壓波形分，有方波、準(zhǔn)方波以及正弦波等，所謂的“方波”或“階梯波”實(shí)際上就是準(zhǔn)方波。一般容量較小。 主要特點(diǎn)： 工作范圍寬：交流輸入電壓155-285V 穩(wěn)壓范圍寬：輸入175-275V之間，保證輸出在220V的10%范圍內(nèi)。,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作

2、原理,大容量后備式UPS原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,大容量后備式UPS工作原理與小容量相同，但是有一些關(guān)鍵技術(shù)問題： 適用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的大功率逆變技術(shù)； 大容量后備UPS的市電、逆變切換技術(shù)。,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,適用于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的大功率逆變技術(shù) 大容量后備式UPS，負(fù)載常為電動(dòng)機(jī)負(fù)載，沖擊時(shí)間長，啟動(dòng)沖擊電流大（5-7倍），時(shí)間長（10s），必須采用相應(yīng)的逆變技術(shù)。,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,大容量后備UPS的市電、逆變切換技術(shù) 后備式UPS允許一定的時(shí)間間斷，采用靜態(tài)旁路技術(shù)和適當(dāng)?shù)目刂萍夹g(shù)，可以將

3、時(shí)間控制在半周波內(nèi)，因此必須保證電源之間環(huán)流在允許的范圍內(nèi)。,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,準(zhǔn)方波輸出后備式UPS工作原理,市電恢復(fù)切換 切換控制電路必須協(xié)助逆變器實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)： 逆變器輸出相位與市電完全同步； 逆變器輸出電壓與市電電壓相等。,正弦波輸出后備式UPS工作原理,該UPS由逆變電路、SPWM電路、充電電路、調(diào)整電路、保護(hù)和告警電路、轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中SPWM電路包含三角波、正弦發(fā)生器等。 保護(hù)電路包含短路及過載保護(hù)、空載保護(hù)、蓄電池保護(hù)、交流極性保護(hù)等。,正弦波輸出后備式UPS工作原理,正弦輸出后備式UPS,正弦波輸出后備式UPS工作原理,基本工作原理 UPS處于逆變器供電狀態(tài)的控制

4、過程,正弦波輸出后備式UPS工作原理,正弦波輸出后備式UPS工作原理,市電供電-逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路工作過程。,正弦波輸出后備式UPS工作原理,在線式UPS工作原理,在線式UPS工作原理 當(dāng)市電正常時(shí)，主路由功率因素校正電路產(chǎn)生逆變器工作所需的370V直流電壓，再經(jīng)逆變器DC/AC變化輸出，另一路變換為110V直流對(duì)蓄電池充電；當(dāng)市電失去時(shí)，蓄電池經(jīng)DC/DC變換為400V直流經(jīng)逆變器輸出。,在線式UPS工作原理,在線式UPS工作原理,在線式UPS工作原理,在線式UPS工作原理,在線式UPS工作原理,串并聯(lián)式UPS技術(shù),基本特點(diǎn)： 輸入功率因素高0.99-1，諧波電流分量小5%，對(duì)市電利用率

5、高； 雙向隔離干擾能力強(qiáng)，除了一般的高頻濾波器外，還有構(gòu)成電流源的DELTA變換器； 輸出功率大； 效率高； 故障率低； 電流峰值大，對(duì)沖擊負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)； 但缺點(diǎn)是：輸出電壓精度一般不如傳統(tǒng)雙變換高。,串并聯(lián)式UPS技術(shù),基本工作原理 串聯(lián)調(diào)整，圖2.39 并聯(lián)調(diào)整，圖2.40，圖2.41 串并聯(lián)調(diào)整，圖2.43,串并聯(lián)式UPS技術(shù),串并聯(lián)式UPS技術(shù),串并聯(lián)式UPS技術(shù),串并聯(lián)式UPS技術(shù),串并聯(lián)式UPS技術(shù),基本構(gòu)成和基本功能 主變換器，由IGBT構(gòu)成四象限脈寬調(diào)制變換器，其為固定電壓源，調(diào)整負(fù)載電壓。 基本功能：控制輸出電壓、給蓄電池充電 DELTA變換器，由IGBT構(gòu)成四象限脈寬調(diào)制

6、變換器，其為可變電流源，調(diào)整電池電壓控制輸入功率。 基本功能：控制輸入電流幅值和電流正弦波形、控制電池充電、調(diào)整輸入功率因素、補(bǔ)償輸入輸出之間差值。 DELTA變壓器，用于UPS輸入輸出之間隔離，電流相位、波形和幅值均由其控制。,串并聯(lián)式UPS技術(shù),DC電容器，對(duì)直流總線上的高頻電流紋波提供能量儲(chǔ)存，并且抑制電池上的電壓紋波。 靜態(tài)開關(guān)，由反接并聯(lián)可控硅組成，一個(gè)為主靜態(tài)開關(guān)，一個(gè)為旁路靜態(tài)開關(guān)，旁路作用為當(dāng)UPS過載或逆變器故障時(shí)，保證不間斷切換至電網(wǎng)供電，主靜態(tài)開關(guān)保證當(dāng)電網(wǎng)故障轉(zhuǎn)換為電池供電時(shí)，UPS電壓不反饋到電網(wǎng)。,串并聯(lián)式UPS技術(shù),DELTA變換基本功能 圖2.45 圖2.46,

7、串并聯(lián)式UPS技術(shù),串并聯(lián)式UPS技術(shù),三相輸入型UPS工作原理,以三相輸入、單相輸出小功率在線式UPS為例。,三相輸入型UPS工作原理,各組成部分： 主電路、調(diào)整電路、正弦脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使UPS輸出電壓穩(wěn)定，輸出波形失真??； 跟蹤倍頻技術(shù)、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）電路、驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成控制電路，使UPS輸出頻率穩(wěn)定； 主電路中設(shè)置大容量濾波電路，提高UPS抗干擾能力； 充電、保護(hù)及其他輔助電路,三相輸入型UPS工作原理,主電路,三相輸入型UPS工作原理,跟蹤倍頻器,中頻UPS工作原理,大部分用電設(shè)備為工頻特性，但在特殊場(chǎng)合需要中頻電源（400Hz）。 目前不同頻率主要

8、由工頻變換得到，存在變頻再調(diào)節(jié)過程。 將工頻UPS與變頻電源相結(jié)合得到中頻UPS。,中頻UPS工作原理,系統(tǒng)組成與工作原理 矢量變頻器 蓄電池組 靜態(tài)開關(guān) DC/DC變換器,中頻UPS工作原理,中頻UPS工作原理,中頻UPS工作原理,電力有源濾波技術(shù),傳統(tǒng)諧波抑制和無功補(bǔ)償多采用無源濾波技術(shù)，如電力電容器等無源濾波器。 無源濾波器存在的主要問題： 抑制固定次數(shù)諧波，并會(huì)對(duì)某些次數(shù)諧波產(chǎn)生諧振，造成諧波放大； 補(bǔ)償固定無功功率，對(duì)變化無功負(fù)載不能精確補(bǔ)償； 濾波特性受到系統(tǒng)參數(shù)影響很大。,電力有源濾波技術(shù),電力有源濾波器主電路一般由PWM逆變電路構(gòu)成，根據(jù)逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能元件的不同分為電壓型AP

9、F（電容儲(chǔ)能）和電流型APF（電感儲(chǔ)能）。 從原理上看，電力有源濾波器均采用瞬時(shí)濾波技術(shù)，包含對(duì)諧波和無功分量的非正弦進(jìn)行處理，這與基于穩(wěn)態(tài)量的濾波有較大的區(qū)別。,電力有源濾波技術(shù),基本組成： 指令運(yùn)算電路 補(bǔ)償電流發(fā)生電路 由電流跟蹤控制電路； 驅(qū)動(dòng)電路； 主電路。,電力有源濾波技術(shù),有源濾波 基本框圖,電力有源濾波技術(shù),以電路拓?fù)溥M(jìn)行分類： 并聯(lián)型，圖2.108 串聯(lián)型，圖2.109 混合型，圖2.110 串并聯(lián)型，圖2.111,電力有源濾波技術(shù),電力有源濾波技術(shù),電力有源濾波技術(shù),電力有源濾波技術(shù),電力有源濾波技術(shù),指令電流運(yùn)算 基于頻域運(yùn)算方法 瞬時(shí)空間矢量法 現(xiàn)代控制理論法 自適應(yīng)檢測(cè)法,電力有源濾波技術(shù),補(bǔ)償電流的產(chǎn)生 對(duì)于采用PWM電壓源逆變器的電力有源濾波器，補(bǔ)償電流產(chǎn)生方法有以下三種： 三角載波線性控制，以指令電流與實(shí)際電流差值作為調(diào)整信號(hào)，與高頻三角載波相比較，得到逆