三瑞蓄電池6FM33-X 6FM系列產(chǎn)品參數(shù)

三瑞蓄電池6FM33-X 6FM系列產(chǎn)品參數(shù)

UPS的節(jié)能控制與Udc-PWM控制（下下）

（中國航天二院北京100039）
　　
　　摘要：本文介紹了高頻UPS的一種SPWM節(jié)能控制的基本工作原理與控制方法；介紹了工頻UPS的一種Udc-PWM控制的基本工作原理喻控制方法。并對(duì)典電路進(jìn)行了優(yōu)點(diǎn)分析和比較。
　　

如果想進(jìn)一步提高市電輸入功率因數(shù)，可以加入11次諧波濾波器，或采用如圖13所示的諧波注入電路，把12脈波整流成24脈波整流，這樣可以使市電輸入電流的THDI減小到11.16%或7.57%使市電輸入功率因數(shù)提高到

　　
　　　
　　為了把整流器對(duì)市電電壓波動(dòng)的適應(yīng)能力由±15%提高到±30%，采用了Udc-PWM控制法。為此把圖11（e）所示的六梯級(jí)階梯波改造成了如圖12所示，

中間帶縫的六梯級(jí)階梯波，其中小方波脈沖的寬度為，γ為調(diào)節(jié)度，用調(diào)節(jié)γ的辦法通過調(diào)節(jié)小方波脈沖的寬度來調(diào)節(jié)直流輸出電壓。整流器的Udc-PWM控制電路如圖14所示。

用12個(gè)鐘脈沖產(chǎn)生出12個(gè)載波三角波uc，用uc與直流控制電壓Udc進(jìn)行比較，在Udc＞uc的部分產(chǎn)生出整流器開關(guān)管的PWM觸發(fā)信號(hào)Ug，將Ug與整流器原有的觸發(fā)信號(hào)一起送到門電路中，當(dāng)原有的觸發(fā)信號(hào)與Ug同時(shí)為正時(shí)，就能產(chǎn)生出整流器各開關(guān)管的PWM觸發(fā)脈沖信號(hào)。直流控制電壓Udc是雙環(huán)控制電路中電流調(diào)節(jié)器的輸出直流電壓（這部分在圖中沒有畫出），如高頻整流器一樣，通過調(diào)節(jié)Udc的大小就可以調(diào)節(jié)整流器的直流輸出電壓，整流器的調(diào)節(jié)特性可以用下式表示：

　　
　　而且適應(yīng)調(diào)節(jié)范圍也是足夠大。可以滿足對(duì)市電電壓波動(dòng)的適應(yīng)能力達(dá)到±30%的要求。并能保證使整流器的直流輸出電壓為800±3%以內(nèi)。
　　
　　此外，由于在Udc-PWM控制的工頻整流器中，去掉了控制市電輸入電壓的SCR多相相控整流，取而代之的是通過控制市電輸入電流來調(diào)壓的Udc-PWM控制，因此空載損耗較小，PI點(diǎn)的比例比原來SCR相控工頻整流器要大，故整流效率受負(fù)載率的影響要小一些。
　　
　　這里還需要說明的一點(diǎn)是，雖然在Udc-PWM控制的工頻UPS中，沒有省略掉市電輸入整流變壓器，但它是一個(gè)一職多用途的變壓器，除了作為多相整流變壓器之外，還具有升壓與隔離功能。對(duì)于一些要求負(fù)載與市電電源隔離的UPS用戶，這種用Udc-PWM控制的工頻整流器式UPS是蕞適合的。
　　
　　10 結(jié)束語
　　
　　通過本文對(duì)高頻UPS與工頻UPS優(yōu)缺點(diǎn)的分析可以得到如下的結(jié)論：節(jié)能控制與Udc-PWM控制提高了UPS的性能。
　　
　　(1)高頻UPS諸多優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)生的根本原是由于采用了SPWMBoostPFC節(jié)能控制造成的；工頻UPS諸多缺點(diǎn)產(chǎn)生的根本原因，是由于采用了SCR多相相控方式造成的。這說明UPS的性能主要取決與它所采用的控制方式，而與主電路的型式關(guān)系不大。
　　
　　(2)把高頻UPS的SPWM控制方式，創(chuàng)造性地應(yīng)用到工頻UPS的控制上，也同樣可以提高UPS的諸多性能。
　　
　　(3)采用SPWMBoostPFC節(jié)能控制的高頻整流式UPS，與采用Udc-PWM控制的工頻整流器式UPS的性能比較如表6所示。

可知它們基本處在相同的水平上。高頻UPS今后要解決的主要問題是開關(guān)損耗；工頻UPS今后要解決的主要問題是市電輸入電流的THDI。兩者各具特點(diǎn)，可以相互促進(jìn)交替發(fā)展。
　　
　　(4)SPWMBoostPFC高頻整流器的開關(guān)損耗（開關(guān)頻率fs=20kHz）是Udc-PWM工頻整流器（12脈波工頻整流器）開關(guān)損耗的倍，即是采用了節(jié)能控制，它的開關(guān)損耗也要比Udc-PWM工頻UPS大16.6倍，高出的開關(guān)損耗足以可以抵消掉采用大功率整流變壓器所帶來損耗，因此兩種UPS的總效率是大致相等的。
　　
　　(5)Udc-PWM工頻整流器的THDI的降低，是用增加整流器的相數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，高頻整流器的THDI的減小，是用高頻化來實(shí)現(xiàn)的。增加開關(guān)頻率要比增加整流相數(shù)容易的多，但增加開頻率所引起的開關(guān)損耗的增加要比增加整流相數(shù)引起的開關(guān)損耗要大33.4倍，這就說明高頻整流器THDI較小的優(yōu)點(diǎn)是用增加開關(guān)損耗的缺點(diǎn)為代價(jià)換來的。因此UPS的THDI（或市電輸入功率因數(shù)）與整流效率兩項(xiàng)指標(biāo)是一對(duì)矛盾，必須統(tǒng)籌考慮，不可只偏面地追求某一項(xiàng)指標(biāo)，例如THDI小時(shí)效率也會(huì)下降。
　　
　　⑥工頻UPS與高頻UPS從歷*來看就是相互促進(jìn)交替發(fā)展的，它們的性能水平取決于當(dāng)時(shí)電力電子技術(shù)，其中特別是控制技術(shù)的發(fā)展對(duì)哪一種UPS更有利而定，不只是取決于UPS電路的結(jié)構(gòu)型式。
　　
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