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UPS的节能控制与Udc-PWM控制(中上)
  • 本文介绍了高频UPS的一种SPWM节能控制的基本工作原理与控制方法;介绍了工频UPS的一种Udc-PWM控制的基本工作原理喻控制方法。
  •   刘凤君
      
      (中国航天二院北京100039)
      
      摘要:本文介绍了高频UPS的一种SPWM节能控制的基本工作原理与控制方法;介绍了工频UPS的一种Udc-PWM控制的基本工作原理喻控制方法。并对典电路进行了优点分析和比较。  
        

    2.2采用单极性SPWM相电压作驱动信号的节能控制
      
      三相半桥式高频SPWMBoostPFC整流器的节能控制,也可以采用其它的SPWM波形作为IGBT开关管的驱动信号,如图2中的相电压upa、upb、upc波形或图6(a)中所示的单极性SPWM相电压u’pa、u’pb、u’pc波形。但这些电压波形的特点是三相瞬时值之和不等于零,都含有零序谐波,但它们的基波电压之和等于零,故可以在三相三线制输入时才可以用作节能控制开关管的驱动信号。三者的对比如表1所示。

    综合比较还是采用图2中线电压波形作为节能控制驱动信号波形为最好。它可以使高频整流器的开关损耗节省50%;可以使市电输入电流的THDI减小到3.9%,可以使市电输入功率因数提高到0.999,可以消除同桥臂开关管之间的串通故障,可以使输入不用零线,消除了电源侧零点漂移干扰的影响。
      
      
      3 高频UPS市电输入功率因数高的原因
      
      根据市电输入功率因数的定义
      

      
       


      kφ=cosφ,kφ与φ(基波电流滞后于电压的相位角)的关系如表3所示


      
      3.1对于SCR多相相控工频整流器
      
      由于工频整流器采用的是SCR多相相控整流,故会导致市电电压的畸变,而且它又是一个低速时滞环节,不仅仅无法实现输出电压的快速调节,而且在相控调节过程中还会改变输入电流与市电电压之间的相位角,引发出位移因数kφ=cosα(式中α为SCR的相位控制角)


      
      SCR多相相控整流器的特性值如表4所示,由表4可知:


      
     
      对于SCR多相相控整流器,在满足市电电压波动±15%的调节范围时,会使相位控制角α具有0~32°的变化如图7所示。

    当α=32°时,kφ=cos32°=0.848。kφ是功率因数低的根源。 
      对于12相整流,THDI=0.1522,
      
      PF=0.9886×0.848=0.838
      
      对于18相整流,THDI=0.1011,


        
      PF=0.997×0.848=0.845
      
       (未完待续)
      【红尘有你】

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