张兴起1任开春1张小春1张迁1罗敏2
　　
　　(1.重庆通信学院,重庆400035)
　　
　　(2.75706部队,海丰县516400)
　　
　　摘要:Delta逆变器是对交流电源全面进行补偿的新型逆变器,是串联、并联、串并联结构补偿电路的基础。串并联补偿式UPS是采用Delta逆变器的UPS,可以完善和提高系统供电的性能。通过对串并联补偿式UPS中Delta逆变器工作原理和功能分析,对于改进UPS设计有重要意义。　　

2.3Delta逆变器Ⅰ与Delta逆变器Ⅱ对三相不对称电压􀉺电流的补偿分析
　　
　　Delta逆变器Ⅱ对市电输入三相电压的每一相单独进行补偿,由Delta逆变器Ⅰ与Delta逆变器Ⅱ对市电电压波动补偿原理可知:市电输入的三相电压不对称时,只要不超过设计的波动范围,就能实现完全补偿。
　　
　　根据上面分析，Delta逆变器Ⅰ对输入市电无功和谐波电流的补偿，Delta逆变器Ⅱ向负载提供无功与谐波电流。因此对市电输入的三相不对称电流补偿分析时，不考虑高次谐波的影响。利用电流指令值检测运算电路检测出中性线中不对称电流为
　　
　　将不对称电流i变换为三相对称电流,每相电流为i/3,使中性线电流为零。以A相为例,计算A相不对称电流补偿指令值iaz。电流指令值检测运算电路,如图3所示。

因为乘法器Ⅰ是一个除以2的运算环节,所以用A相负载电流减去2i/3。A相负载电流为
　　
　　

补偿后,可以使市电输入三相电流对称。因此具有有源中性点形成变压器(NFT)的功能,从而使公共零线电流为0。
　　
　　2.4设计串并联补偿式UPS时应注意的问题
　　
　　根据串并联补偿式UPS的工作原理,设计时应充分考虑以下几个方面:
　　
　　(1)串联补偿变压器具有双重功能,对电压波动补偿时作为输出变压器;对电流中无功和谐波补偿时作为电流互感器,因此参数设计必须考虑周到。
　　
　　(2)系统中的蓄电池起双重作用,一是对电压波动补偿时起平衡功率作用;二是断电后向主逆变器提供电能。因此要考虑电池容量与保护。
　　
　　(3)Delta逆变器Ⅰ与Delta逆变器Ⅱ功能不同,容量也不同。Delta逆变器Ⅰ的容量与市电波动范围和负载功率因数有关,一般为UPS标称容量的20%。Delta逆变器Ⅱ是主逆变器,容量由断电后UPS供电负载大小决定。
　　
　　(4)与双变换式UPS不同,不能实现变频和变换相数的功能。
　　
　　(5)不管负载大小,对市电波动补偿不变,系统效率受负载影响比较大。
　　
　　(6)系统控制参数比较多,应充分考虑系统的稳定性与抗干扰性。
　　
　　3 串并联补偿式UPS的新特点
　　
　　常用的互动式UPS,在市电供电时,仅对电网电压粗略稳压和吸收部分电网干扰,输出电能质量较差,主要应用在对交流电压精确度要求不高的场合[3]。双变换式UPS以逆变器供电为主,供电质量较好，但功率传输要经过AC-DC-AC两次转换，使系统输入功率因数偏低、成本高;输入电流谐波高达30%，无功功率和谐波电流对电网危害较大[4]。与上述UPS相比,串并联补偿式UPS具有新特点:
　　
　　(1)打破了常用UPS的结构,采用了两个双向四象限工作的Delta逆变器,实现对市电全面补偿。
　　
　　(2)将常用UPS的全功率变换工作方式转换为对市电综合补偿的部分功率变换工作方式,提高了系统效率,使UPS带载能力增强。
　　
　　(3)当UPS采用三相三线制电源供电时,采用三相不对称电流补偿技术,可以省去输出变压器,减小体积和重量,降低成本。
　　
　　(4)系统高性能输出,可以实现市电输入功率因数为1,大大降低了对电网的污染。
　　
　　(5)对输入端和输出端的谐波进行了补偿,能够消除市电与负载间的谐波相互干扰。
　　
　　(6)与市电完全同步工作,输出电压与频率、相位也都相同,因此扩容并机容易。
　　
　　4 结束语
　　
　　串并联补偿式UPS采用了Delta逆变技术,通过对市电输入电压及电流的综合补偿,实现了市电高性能输出,具有常用UPS无法比拟的优势。同时由于控制参量多，控制系统比较复杂，稳定性上存在争议。随着电力电子技术和DSP、ARM、FPJA等微处理器飞速发展，这一问题将会得到圆满解决。
　　
　　参考文献
　　
　　[1]徐立娟,杨立军.Delta逆变技术及其在交流电源方面的应用[J].电气时代,2006(6):124-126.
　　
　　[2]刘凤君.Delta逆变技术及其在交流电源中的应用[M].北京:机械工业出版社,2003,9.
　　
　　[3]杨子立.UPS技术及发展方向[J].硅谷,2010(15):36-37.
　　
　　[4]陈坚.电力电子学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2004
　　
　　作者简介
　　
　　张兴起(1984-),男,河北唐山,硕士研究生,主要从事港口大型电机节能控制系统的研究。
　　
　　任开春(1970.2-),副教授,博士学位,硕士研究生导师,主要从事电力电子和智能控制的研究。
　　
　　张迁(1989.8-),在校研究生,主要从事智能控制的研究。
　　
　　罗敏(1986.10-),助理工程师,主要从事通信电源的研究。
　　
　　张小春(1987.12-),在校研究生,主要从事智能控制的研究。

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