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UPS电路的演变史反映了UPS电路技术的发展历程

2013-05-31 10:27
九一隐士
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  最初的UPS输出逆变器都是带有输出变压器的。应该说,采用输出变压器是UPS逆变器输出电路形式所决定的,而变压器的存在却是弊大于利。逆变器电路技术演变过程的一个显着的表现形式是:是否必须用变压器,如何配置变压器,是否可能去掉变压器。

  图1是20世纪70年代生产的第一代三相UPS的典型电路结构形式。

  图1所示的UPS包括一个由降压式自耦变压器绕组供电的二极管全波整流器和一个与整流器相并联的、由自耦变压器的辅助二次侧绕组供电的可控硅电池充电器。当电网停电时静态开关可将电池组连接到直流母线上供电。

  逆变器由4个三相逆变器以全波方式运行(按照基波频率进行换向),每一个三相逆变器都与变压器的一次侧绕组相连接(三角形连接),再把这些二次侧绕组开放式变压器(OpenPhaseTransformers)的二次侧以一定方式进行连接,以获得合成的输出电压。这4个变压器被分为两组,每一组都包含一个星形和一个Z形(曲折星形)的二次侧绕组,这两个二次侧绕组之间具有30°相位差。这一特殊的连接可消除n=6k±1(k为奇数)次的电压谐波,这等效于12脉冲整流器中的两个移相式绕组在变压器一次侧中可抵消5、7次谐波。对于在变压器一次侧绕组中每相可能出现的3次和3n次电流谐波,由一次侧绕组的三角形接线方式来抵消。因此,输出端首先需要滤除的谐波为第11次谐波。输出电压的调整是通过移动两组变压器之间的相位(0<φ<180°)来完成的。由于首先需要滤除的是第11次谐波,所以输出滤波器的尺寸较小,这使得逆变器对负载变化的动态响应特性加快。

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