UPS工作原理課件

1、UPS工作原理UPS工作原理工作原理l1、準方波輸出后備式UPS工作原理l2、正弦波輸出后備式UPS工作原理l3、在線式UPS工作原理l4、串并聯(lián)式UPS技術(shù)l5、三相輸入型UPS工作原理l6、中頻UPS工作原理l7、變頻UPS工作原理l8、電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理lUPS按輸出電壓波形分，有方波、準方波以及正弦波等，所謂的“方波”或“階梯波”實際上就是準方波。一般容量較小。l主要特點：工作范圍寬：交流輸入電壓155-285V穩(wěn)壓范圍寬：輸入175-275V之間，保證輸出在220V的10%范圍內(nèi)。UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理準方

2、波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理l大容量后備式UPS原理UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理l大容量后備式UPS工作原理與小容量相同，但是有一些關(guān)鍵技術(shù)問題：適用于電動機負載的大功率逆變技術(shù)；大容量后備UPS的市電、逆變切換技術(shù)。UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理l適用于電動機負載的大功率逆變技術(shù)大容量后備式UPS，負載常為電動機負載，沖擊時間長，啟動沖擊電流大（5-7倍），時間長（10s），必須采用相應(yīng)的逆變技術(shù)。UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理準方波輸出后備式UPS

3、工作原理l大容量后備UPS的市電、逆變切換技術(shù)后備式UPS允許一定的時間間斷，采用靜態(tài)旁路技術(shù)和適當(dāng)?shù)目刂萍夹g(shù)，可以將時間控制在半周波內(nèi)，因此必須保證電源之間環(huán)流在允許的范圍內(nèi)。UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理準方波輸出后備式UPS工作原理l市電恢復(fù)切換切換控制電路必須協(xié)助逆變器實現(xiàn)以下目標(biāo)：l逆變器輸出相位與市電完全同步；l逆變器輸出電壓與市電電壓相等。UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理l該UPS由逆變電路、SPWM電路、充電電路、調(diào)整電路、保護和告警電路、轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中SPWM電路包含三角波、正弦發(fā)生器等。l保護電路包含短路及過載保護、空載保護、蓄電池保

4、護、交流極性保護等。UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理l基本工作原理UPS處于逆變器供電狀態(tài)的控制過程UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理市電供電-逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路工作過程。UPS工作原理正弦波輸出后備式UPS工作原理UPS工作原理在線式UPS工作原理l在線式UPS工作原理當(dāng)市電正常時，主路由功率因素校正電路產(chǎn)生逆變器工作所需的370V直流電壓，再經(jīng)逆變器DC/AC變化輸出，另一路變換為110V直流對蓄電池充電；當(dāng)市電失去時，蓄電池經(jīng)DC/DC變換為400V直流經(jīng)逆變器輸出。UPS工

5、作原理在線式UPS工作原理UPS工作原理在線式UPS工作原理UPS工作原理在線式UPS工作原理UPS工作原理在線式UPS工作原理UPS工作原理在線式UPS工作原理UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)l基本特點：輸入功率因素高0.99-1，諧波電流分量小5%，對市電利用率高；雙向隔離干擾能力強，除了一般的高頻濾波器外，還有構(gòu)成電流源的DELTA變換器；輸出功率大；效率高；故障率低；電流峰值大，對沖擊負載適應(yīng)能力強；但缺點是：輸出電壓精度一般不如傳統(tǒng)雙變換高。UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)l基本工作原理串聯(lián)調(diào)整，圖2.39并聯(lián)調(diào)整，圖2.40，圖2.41串并聯(lián)調(diào)整，圖2.43UPS工作原理串并聯(lián)式U

6、PS技術(shù)UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)l基本構(gòu)成和基本功能主變換器，由IGBT構(gòu)成四象限脈寬調(diào)制變換器，其為固定電壓源，調(diào)整負載電壓。l基本功能：控制輸出電壓、給蓄電池充電DELTA變換器，由IGBT構(gòu)成四象限脈寬調(diào)制變換器，其為可變電流源，調(diào)整電池電壓控制輸入功率。l基本功能：控制輸入電流幅值和電流正弦波形、控制電池充電、調(diào)整輸入功率因素、補償輸入輸出之間差值。DELTA變壓器，用于UPS輸入輸出之間隔離，電流相位、波形和幅值均由其控制。UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)DC電容器，對直流總線上的

7、高頻電流紋波提供能量儲存，并且抑制電池上的電壓紋波。靜態(tài)開關(guān)，由反接并聯(lián)可控硅組成，一個為主靜態(tài)開關(guān)，一個為旁路靜態(tài)開關(guān)，旁路作用為當(dāng)UPS過載或逆變器故障時，保證不間斷切換至電網(wǎng)供電，主靜態(tài)開關(guān)保證當(dāng)電網(wǎng)故障轉(zhuǎn)換為電池供電時，UPS電壓不反饋到電網(wǎng)。UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)lDELTA變換基本功能圖2.45圖2.46UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)UPS工作原理串并聯(lián)式UPS技術(shù)UPS工作原理三相輸入型UPS工作原理l以三相輸入、單相輸出小功率在線式UPS為例。UPS工作原理三相輸入型UPS工作原理l各組成部分：主電路、調(diào)整電路、正弦脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動電路構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使UPS

8、輸出電壓穩(wěn)定，輸出波形失真??；跟蹤倍頻技術(shù)、正弦脈寬調(diào)制（SPWM）電路、驅(qū)動電路構(gòu)成控制電路，使UPS輸出頻率穩(wěn)定；主電路中設(shè)置大容量濾波電路，提高UPS抗干擾能力；充電、保護及其他輔助電路UPS工作原理三相輸入型UPS工作原理UPS工作原理三相輸入型UPS工作原理UPS工作原理中頻UPS工作原理l大部分用電設(shè)備為工頻特性，但在特殊場合需要中頻電源（400Hz）。l目前不同頻率主要由工頻變換得到，存在變頻再調(diào)節(jié)過程。l將工頻UPS與變頻電源相結(jié)合得到中頻UPS。UPS工作原理中頻UPS工作原理l系統(tǒng)組成與工作原理矢量變頻器蓄電池組靜態(tài)開關(guān)DC/DC變換器UPS工作原理中頻UPS工作原理UPS

9、工作原理中頻UPS工作原理UPS工作原理中頻UPS工作原理UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l傳統(tǒng)諧波抑制和無功補償多采用無源濾波技術(shù)，如電力電容器等無源濾波器。無源濾波器存在的主要問題：l抑制固定次數(shù)諧波，并會對某些次數(shù)諧波產(chǎn)生諧振，造成諧波放大；l補償固定無功功率，對變化無功負載不能精確補償；l濾波特性受到系統(tǒng)參數(shù)影響很大。UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l電力有源濾波器主電路一般由PWM逆變電路構(gòu)成，根據(jù)逆變器直流側(cè)儲能元件的不同分為電壓型APF（電容儲能）和電流型APF（電感儲能）。l從原理上看，電力有源濾波器均采用瞬時濾波技術(shù)，包含對諧波和無功分量的非正弦進行處理，這與基于穩(wěn)態(tài)量的濾波有較

10、大的區(qū)別。UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l基本組成：指令運算電路補償電流發(fā)生電路l由電流跟蹤控制電路；l驅(qū)動電路；l主電路。UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l以電路拓撲進行分類：l并聯(lián)型，圖2.108l串聯(lián)型，圖2.109l混合型，圖2.110l串并聯(lián)型，圖2.111UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l指令電流運算基于頻域運算方法瞬時空間矢量法現(xiàn)代控制理論法自適應(yīng)檢測法UPS工作原理電力有源濾波技術(shù)l補償電流的產(chǎn)生對于采用PWM電壓源逆變器的電力有源濾波器，補償電流產(chǎn)生方法有以下三種：l三角載波線性控制，以指令電流與實際電流差值作為調(diào)整信號，與高頻三角載