關(guān)于UPS環(huán)流產(chǎn)生的原因分析

1、關(guān)于UPS環(huán)流產(chǎn)生的原因分析有不少技術(shù)人員很關(guān)心UPS的并機(jī)環(huán)流問(wèn)題，總是擔(dān)心并機(jī)系統(tǒng)會(huì)被環(huán)流燒壞。尤其是有些用戶開口就問(wèn)“你的UPS并機(jī)環(huán)流是多少？”這個(gè)問(wèn)題有時(shí)馬上會(huì)得到答案：“1%”或“2%”，但有時(shí)就得不到確切答案。得到確切答案也好，得不到確切答案也罷，實(shí)際上都是不確定的。這UPS并機(jī)環(huán)流自調(diào)整原理圖一般的理解是：當(dāng)兩臺(tái)UPS并聯(lián)時(shí)，兩臺(tái)UPS的輸出電壓不會(huì)完全相等，即圖2中的E1HE2，由于差值DE(=E1-E2)的存在，兩臺(tái)UPS在線負(fù)載提供負(fù)載電流的同時(shí)，他們之間還會(huì)有一個(gè)很大的環(huán)流IL附加上去，如圖中點(diǎn)劃線所示，就會(huì)將UPS燒毀。出于此擔(dān)心，用戶提出這樣的詢問(wèn)是正常的。豈不知這

2、當(dāng)中存在著一定的誤解，現(xiàn)就以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論。(1) 環(huán)流與回路電流的細(xì)微區(qū)別在人們的心目中環(huán)流是一種非常大的對(duì)負(fù)載無(wú)益而對(duì)電路有害的電流，所謂環(huán)流就是在一個(gè)閉環(huán)電路中，電流周而復(fù)始的轉(zhuǎn)圈。一般負(fù)載電流則不同，負(fù)載電流雖然也是形成回路的一種環(huán)流，但它的電流是由電動(dòng)勢(shì)的正極流出而中止于負(fù)極，看起來(lái)也是構(gòu)成了一個(gè)環(huán)路，而且這個(gè)電流是負(fù)載所要求的，因此對(duì)負(fù)載是有用的。(2) 環(huán)流的產(chǎn)生與含義由于上述的細(xì)微區(qū)別，在產(chǎn)生的機(jī)制上就有所不同，形成環(huán)流必須有兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)，在這一點(diǎn)上的認(rèn)識(shí)是一致的，認(rèn)識(shí)不一致的地方在于：一個(gè)認(rèn)為只要電路中同時(shí)存在幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)就會(huì)有環(huán)流；一個(gè)認(rèn)為只有幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，才會(huì)形

3、成環(huán)流。所謂優(yōu)勢(shì)是指在一個(gè)電路中同時(shí)存在幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)的情況下，而串聯(lián)的數(shù)量和電壓都占優(yōu)勢(shì)時(shí)的概念。這里以兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)為例，如3(a)所示。（a）兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)電路（b）兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)并聯(lián)電路圖3環(huán)流與負(fù)載電流的區(qū)別從該圖中可以看出，兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)是串聯(lián)關(guān)系，電流從一個(gè)電動(dòng)勢(shì)的正極出發(fā)到達(dá)另一個(gè)電動(dòng)勢(shì)的負(fù)極，而且兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)又互為負(fù)載，其環(huán)流IL的大小為：式中：IL是電路中的環(huán)流值，安培（A）。E1,E2是電路時(shí)電路中的電源電動(dòng)勢(shì)，伏特（V）。rl,r2是電路中的線路阻抗與兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻綜合值，歐姆（W）。電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)在UPS中引用不多，但有時(shí)為了某種目的也采用這種方法，這時(shí)就是有用的了，比如當(dāng)一個(gè)電壓值不夠

4、高時(shí)，可用幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)串聯(lián)的方法來(lái)滿足要求。又比如大功率（上兆瓦）高壓逆變器就采用幾個(gè)晶閘管方波逆變器輸出串聯(lián)的方法來(lái)構(gòu)成階梯波電壓，以接近正弦波波形等。所以，從根本上講，幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)的并聯(lián)在效果上就是構(gòu)成了一個(gè)電源。圖3（b）所表示的是兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)并聯(lián)的電路。但兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)E1HE2，并假設(shè)E1>E2時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似環(huán)流的情況，這時(shí)的電流大小為：T_Ei-E：1r_n+i3式中：IR是電路中的回路電流值，安培（A）。其他符號(hào)與計(jì)量單位和（a）相同。在這里的不同在于是兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)電壓相減，這就相當(dāng)于兩臺(tái)UPS輸出并聯(lián)的情況。由于UPS的輸出電壓設(shè)定后一般就不會(huì)自動(dòng)更改了，而且逆變器功率管一般也不會(huì)

5、使電流倒灌，最多就是不輸出電流而保持空載電壓就是了。因此電壓高的那一個(gè)（如E1）就把另一個(gè)的系統(tǒng)（如E2）當(dāng)成了負(fù)載。需指出的是，在UPS并聯(lián)系統(tǒng)中，為了電流的均分，其各自的電動(dòng)勢(shì)電壓調(diào)試的非常接近，一般都很難分辨高低。在這個(gè)前提下談“環(huán)流”問(wèn)題就有實(shí)際意義了。當(dāng)系統(tǒng)并聯(lián)調(diào)試完畢后，空載加電時(shí)由于細(xì)小的電壓差而形成了所謂環(huán)流，比如由于E2是空載，電壓肯定是額定值，這時(shí)在并聯(lián)回路中流動(dòng)的只是IR,這個(gè)電流與電路中的沿路電阻會(huì)形成壓降，這個(gè)壓降會(huì)把二者的差壓DU補(bǔ)償?shù)?。?dāng)然會(huì)有這種情況出現(xiàn)：即，是由于這個(gè)“環(huán)流”將二者的差壓DU補(bǔ)償?shù)舻?，是不是補(bǔ)償?shù)粢院缶蜎](méi)電流了？不是的，如果電流IR沒(méi)有了就又會(huì)

6、出現(xiàn)壓差，因此這個(gè)電流值會(huì)保持在一定的平衡值，使回路達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這個(gè)電流值是可以測(cè)量出來(lái)的，如圖2中的兩個(gè)電流傳感器就可測(cè)量，而且在空載時(shí)的兩個(gè)電流值應(yīng)該相等而方向相反。（3）并聯(lián)UPS系統(tǒng)加載時(shí)的“環(huán)流”情況不少用戶就怕負(fù)載電流再加上環(huán)流而形成損壞機(jī)器的強(qiáng)大電流，因而就將這項(xiàng)指標(biāo)作為衡量UPS性能好壞的重要指標(biāo)提出來(lái)，甚至有的還寫入標(biāo)書。實(shí)際請(qǐng)看到底如何？利用圖4來(lái)進(jìn)行說(shuō)明?？梢钥闯?，這個(gè)并聯(lián)UPS冗余系統(tǒng)相同一個(gè)負(fù)載供電，按照冗余并聯(lián)UPS圖4并聯(lián)UPS系統(tǒng)電流流向圖系統(tǒng)的一般性能應(yīng)該是負(fù)載均分。而均分的根據(jù)就是不但兩臺(tái)UPS輸出的電動(dòng)勢(shì)電壓相等，而且他們的等效內(nèi)阻抗也應(yīng)該相等，即rl=

7、r2。只有這樣才可以保證送到負(fù)載端的兩個(gè)電壓值相等。即負(fù)載端的電壓值UR為：2009-11-2311:11:26上傳下載附件(4.83KB)從上式中可以看出，一個(gè)方程中有兩個(gè)變量：E和r，所以UR很好保證。由于上面的條件：并聯(lián)UPS系統(tǒng)中各自的電動(dòng)勢(shì)電壓調(diào)試的非常接近，一般都很難分辨。像這樣一點(diǎn)小小的差別，當(dāng)加負(fù)載時(shí)，數(shù)值可觀的負(fù)載電流在流過(guò)內(nèi)部等效電阻時(shí)，由式（7）可以看出，到負(fù)載端的電壓已得到調(diào)整。比如一個(gè)20A的負(fù)載，由于E1電壓較高開始瞬間送給負(fù)載11A,E2送給負(fù)載9A,當(dāng)r1=r2時(shí)，流過(guò)11A的壓降就比流過(guò)9A電流的壓降大，所以送到負(fù)載端的電壓就被降低了一點(diǎn)，由于電壓的降低也使電流減小了一點(diǎn)。由于E1送到負(fù)載端電壓的降低，就使得E2送出的電流增加到10A，使二者達(dá)到了平衡。另一方面，在同一條線路上不能同時(shí)有兩個(gè)方向的電流通過(guò)，就是說(shuō)只要兩臺(tái)UPS都向負(fù)載輸出電流，這個(gè)系統(tǒng)就不會(huì)有環(huán)流發(fā)生。因?yàn)?/p>