長沙科電電子科技有限公司
Changsha Kedian Electronic Technology Co., Ltd
科電UPS電源·始于2008
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初的UPS輸出逆變器都是帶有變壓器的。應(yīng)該說，帶變壓器是UPS輸出逆變器電路形式所決定的，而變壓器的存在卻是弊大于利。逆變器電路技術(shù)演變過程的一個(gè)顯著的表現(xiàn)形式是:是否必須用變壓器以及如何配置變壓器。
代三相UPS的典型電路結(jié)構(gòu)形式，這個(gè)系列的UPS包括一個(gè)由降壓式自藕變壓器繞組供電的二極管全波整流器和一個(gè)與整流器相并聯(lián)的、由自稍變壓器的輔助二次側(cè)繞組供電的電池充電器。當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)靜態(tài)開關(guān)可將電池組連接到直流母線上供電。
逆變器由4個(gè)三相變換器以全波方式運(yùn)行(按照基波頻率進(jìn)行換向)，每一個(gè)三相變換器都與變壓器的一次側(cè)繞組相連接(A連接)，把這些二次側(cè)繞組開放式的變壓器(OpenPhaseTransformers)以一定方式進(jìn)行串聯(lián)，以獲得合成的輸出電壓。這4個(gè)變壓器被分為兩組，每一組都包含一個(gè)Y形和一個(gè)曲折Y型(Z形)的二次側(cè)繞組，這兩個(gè)二次側(cè)繞組之間具有30。相位差。這一特殊連接可消除序號(hào)為"n=6k±1次的電壓諧波，其中K為奇數(shù)，這等效于一個(gè)具有兩組移相式整流橋的變壓器一次側(cè)繞組所吸收的電流。對(duì)于在變壓器一次側(cè)繞組中每相可能出現(xiàn)的3次和3n次諧波，由一次側(cè)繞組的人接線方式來抵消。因此，首先需要濾除的諧波為第11次諧波。輸出電壓的調(diào)整是通過移動(dòng)兩組變壓器之間的相位來完成的。由于首先進(jìn)行濾除的是第11次諧波，所以輸出濾波器的尺寸較小，這使得逆變器對(duì)負(fù)載變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性加快。
隨著發(fā)展需求的變化UPS逆變器開始只含有一臺(tái)變壓器。同時(shí)，隨著功率半導(dǎo)體的革新，雙極型晶體管以及電子控制級(jí)的IGBT等功率半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，逆變電路中的可控硅器件被取代，但帶輸出變壓器這種情況仍在繼續(xù)且一直持續(xù)到21世紀(jì)伊始，其間，雖然在1995年出現(xiàn)了無變壓器的逆變器結(jié)構(gòu)，然而此類產(chǎn)品僅適用于功率≤3OkVA的UPS。造成這一情形的主要原因是功率半導(dǎo)體器件換向時(shí)的損耗較大，而較高的耐壓要求又使得人們很難在不用變壓器的條件下成功地制造出大容量的逆變器。
無論是否有變壓器，此種配置都可使從整流器到逆變器的整機(jī)效率提高到94%。不僅僅只是一個(gè)變換器的事情了，此變壓器的藕合方式采用一次側(cè)A/二次側(cè)Z形連接。Z形連接不能消除三次及3n次的電壓諧波，諧波抑制是通過一次側(cè)A連接來實(shí)現(xiàn)。這種連接方式可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)額外的功能:首先，它可以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)每相的輸出電壓，而各相電壓都與相應(yīng)的電壓變換器的輸出同相;此外，它可以吸收負(fù)載的3n次諧波電流，避免這些諧波傳輸?shù)揭淮蝹?cè)繞組，這樣，IGBT的換向電流得以減弱，從而減少了換向損耗。
