UPS工作原理及简易结构图.pptx

《UPS工作原理及简易结构图.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《UPS工作原理及简易结构图.pptx（56页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理UPS按输出电压波形分，有方波、准方波以及正弦波等，所谓的“方波”或“阶梯波”实际上就是准方波。一般容量较小。主要特点：工作范围宽：交流输入电压155-285V稳压范围宽：输入175-275V之间，保证输出在220V的10%范围内。第1页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第2页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第3页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理大容量后备式UPS原理第4页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUP

2、S工作原理工作原理大容量后备式UPS工作原理与小容量相同，但是有一些关键技术问题：适用于电动机负载的大功率逆变技术；大容量后备UPS的市电、逆变切换技术。第5页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理适用于电动机负载的大功率逆变技术大容量后备式UPS，负载常为电动机负载，冲击时间长，启动冲击电流大（5-7倍），时间长（10s），必须采用相应的逆变技术。第6页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第7页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第8页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作

3、原理工作原理大容量后备UPS的市电、逆变切换技术后备式UPS允许一定的时间间断，采用静态旁路技术和适当的控制技术，可以将时间控制在半周波内，因此必须保证电源之间环流在允许的范围内。第9页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第10页/共56页准方波输出后备式准方波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理市电恢复切换切换控制电路必须协助逆变器实现以下目标：逆变器输出相位与市电完全同步；逆变器输出电压与市电电压相等。第11页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理该UPS由逆变电路、SPWM电路、充电电路、调整电路、保护和告警电路、转换开

4、关，其中SPWM电路包含三角波、正弦发生器等。保护电路包含短路及过载保护、空载保护、蓄电池保护、交流极性保护等。第12页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理正弦输出后备式正弦输出后备式UPSUPS第13页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理基本工作原理UPS处于逆变器供电状态的控制过程第14页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理第15页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备式UPSUPS工作原理工作原理市电供电-逆变器供电转换控制电路工作过程。第16页/共56页正弦波输出后备式正弦波输出后备

5、式UPSUPS工作原理工作原理第17页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作原理在线式UPS工作原理当市电正常时，主路由功率因素校正电路产生逆变器工作所需的370V直流电压，再经逆变器DC/AC变化输出，另一路变换为110V直流对蓄电池充电；当市电失去时，蓄电池经DC/DC变换为400V直流经逆变器输出。第18页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作原理第19页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作原理第20页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作原理第21页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作原理第22页/共56页在线式在线式UPSUPS工作原理工作

6、原理第23页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术基本特点：输入功率因素高0.99-1，谐波电流分量小5%，对市电利用率高；双向隔离干扰能力强，除了一般的高频滤波器外，还有构成电流源的DELTA变换器；输出功率大；效率高；故障率低；电流峰值大，对冲击负载适应能力强；但缺点是：输出电压精度一般不如传统双变换高。第24页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术基本工作原理串联调整，图2.39并联调整，图2.40，图2.41串并联调整，图2.43第25页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术第26页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术第27页/共56页串并联式串并联式

7、UPSUPS技术技术第28页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术第29页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术基本构成和基本功能主变换器，由IGBT构成四象限脉宽调制变换器，其为固定电压源，调整负载电压。基本功能：控制输出电压、给蓄电池充电DELTA变换器，由IGBT构成四象限脉宽调制变换器，其为可变电流源，调整电池电压控制输入功率。基本功能：控制输入电流幅值和电流正弦波形、控制电池充电、调整输入功率因素、补偿输入输出之间差值。DELTA变压器，用于UPS输入输出之间隔离，电流相位、波形和幅值均由其控制。第30页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术DC电容器，对直流

8、总线上的高频电流纹波提供能量储存，并且抑制电池上的电压纹波。静态开关，由反接并联可控硅组成，一个为主静态开关，一个为旁路静态开关，旁路作用为当UPS过载或逆变器故障时，保证不间断切换至电网供电，主静态开关保证当电网故障转换为电池供电时，UPS电压不反馈到电网。第31页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术DELTA变换基本功能图2.45图2.46第32页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术第33页/共56页串并联式串并联式UPSUPS技术技术第34页/共56页三相输入型三相输入型UPSUPS工作原理工作原理以三相输入、单相输出小功率在线式UPS为例。第35页/共56页三相输入

9、型三相输入型UPSUPS工作原理工作原理各组成部分：主电路、调整电路、正弦脉宽调制电路、驱动电路构成双闭环调节系统，使UPS输出电压稳定，输出波形失真小；跟踪倍频技术、正弦脉宽调制（SPWM）电路、驱动电路构成控制电路，使UPS输出频率稳定；主电路中设置大容量滤波电路，提高UPS抗干扰能力；充电、保护及其他辅助电路第36页/共56页三相输入型三相输入型UPSUPS工作原理工作原理主电路主电路第37页/共56页三相输入型三相输入型UPSUPS工作原理工作原理跟踪倍频器跟踪倍频器第38页/共56页中频中频UPSUPS工作原理工作原理大部分用电设备为工频特性，但在特殊场合需要中频电源（400Hz）。

10、目前不同频率主要由工频变换得到，存在变频再调节过程。将工频UPS与变频电源相结合得到中频UPS。第39页/共56页中频中频UPSUPS工作原理工作原理系统组成与工作原理矢量变频器蓄电池组静态开关DC/DC变换器第40页/共56页中频中频UPSUPS工作原理工作原理第41页/共56页中频中频UPSUPS工作原理工作原理第42页/共56页中频中频UPSUPS工作原理工作原理第43页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术传统谐波抑制和无功补偿多采用无源滤波技术，如电力电容器等无源滤波器。无源滤波器存在的主要问题：抑制固定次数谐波，并会对某些次数谐波产生谐振，造成谐波放大；补偿固定无功功率，对变化

11、无功负载不能精确补偿；滤波特性受到系统参数影响很大。第44页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术电力有源滤波器主电路一般由PWM逆变电路构成，根据逆变器直流侧储能元件的不同分为电压型APF（电容储能）和电流型APF（电感储能）。从原理上看，电力有源滤波器均采用瞬时滤波技术，包含对谐波和无功分量的非正弦进行处理，这与基于稳态量的滤波有较大的区别。第45页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术基本组成：指令运算电路补偿电流发生电路由电流跟踪控制电路；驱动电路；主电路。第46页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术有源滤波有源滤波基本框图基本框图第47页/共56页电力有源滤波技术电力有

12、源滤波技术以电路拓扑进行分类：并联型，图2.108串联型，图2.109混合型，图2.110串并联型，图2.111第48页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术第49页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术第50页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术第51页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术第52页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术指令电流运算基于频域运算方法瞬时空间矢量法现代控制理论法自适应检测法第53页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术补偿电流的产生对于采用PWM电压源逆变器的电力有源滤波器，补偿电流产生方法有以下三种：三角载波线性控制，以指令电流与实际电流差值作为调整信号，与高频三角载波相比较，得到逆变器开关器件所需的控制信号，该方法动态相应好。第54页/共56页电力有源滤波技术电力有源滤波技术滞环比较控制，以指令电流与实际电流差值作为调整信号，输入至具有滞环特性的比较电路中，输出控制逆变器开关器件。无差拍控制，全数字控制技术，利用前一时刻的指令电流值与实际补偿电流值，根据空间矢量理论计算出逆变器下一时刻开关模式。第55页/共56页谢谢您的观看！第56页/共56页