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电路结构UPS变换器承担的功率强度的比较
来源:PDU电源

因为Delta变换器从交流主电路吸收了功率,此功率以电流的形式经过直流母线向主逆 变器传送,并由主逆变器转送给负载,在负载负荷一定的情况下,控制电路将通过Delta变 换器降低输入电流。如果输入电压升高为输出额定电压值的+15%,Delta变换器对主电路 形成的补偿电压Af/也是输出额定压的15% ,它从交流主电路吸收的功率和通过主逆变器传 送给负载的电流也分别为负载额定功率和额定负载电流的15%。相应的输人电流也将降低 15%。Delta变换器有功功率强度是额定负载功率的15% ,主逆变器因为承担Delta变换器 由交流主电路吸收15%负载功率并以电流形式向负载传送的过程,所以主逆变器此时的有 功功率强度也为负载功率的15%。但是,主逆变器还要承担100%的负载电流的无功成分和 谐波成分。Delta变换器则因为UPS的输入功率因数为0.99,所以不存在无功功率。
图3.25 (c)所示的是输人电压 < 输出电压额定值时的功率流程示意图。在图3.25 (c) 中,因为UPS输入电压V UPS的输出额定电压值f/。,Delta变换器在高频交替向交流主电 路输出功率和从交流主电路吸收功率的过程中,在高频的每个周期,输出功率的时间宽度> 吸收功率的时间宽度,使得它与交流主回路的功率交换的净值是输出功率。因此,它的输出 变压器的副边高频电压叠加在输人电压波形上再经电感、电容取平均值后,形成对交流输人 电压的补偿电压At/为正值。
因为Delta变换器向交流主电路输出了功率,此功率将由主逆变器以电流的形式通过直 流母线送出。在负载电流一定的情况下,传送给Delta变换器的电流又由主逆变器从输人端 取出,控制电路将通过Delta变换器增大市电输人电流。如果输入电压降低了输出额定电压 的15%, Delta•变换器对交流主电路的补偿电压也就是输出额定电压的15%,它向交流主电 路输出的功率和主逆变器从输入端取得的附加电流也就分别是负载额定功率和输出电流的 15%。主逆变器因为要承担传递15%额定负载电流给Delta变换器,并由Delta变换器以功 率形式向交流主电路输出,所以主逆变器的有功功率强度也就是负载额定功率的15%,当 然主逆变器仍然要承担100%的负载电流的无功成分和谐波成分。Delta变换器则因为UPS 的输人功率因数为0. 99,所以不存在无功功率。
图3. 25 (d)所示的是输入电压=输出电压、给蓄电池充电时的功率流程示意图。在 图3. 25 (d)中,输入电压和UPS的工作状态与图3. 25 (a)所示相同,但此时需要给蓄电 池充电,所以输入端要给出多余的电流A/给主逆变器,并由主逆变器进行AC/DC变换后给 电池充电。尽管Delta变换器也可以用从交流主电路吸收功率的方法给电池充电,但这必然伴 随着对交流主电路形成负补偿电压,造成输出电压下降,所以只能由主逆变器给电池充电。
由上面的分析可知,Delta变换UPS的两个变换器的功率强度远低于传统双变换器两个 变换器的功率强度,这是Delta变换UPS效率高输出能力强和可靠性高的根本原因。表3. 5 列出了两种电路结构UPS变换器承担的功率强度的比较。表3. 6则列出了在市电逆变情况 下两种电路结构类型UPS输出能力和可靠性的比较。
表3. 5两种电路结构UPS变换器承担的功率强度的比较
 Delta 变换 UPS 传统双变换UPS
 Delta变换器 主变换器 AC/DC变换 DC/AC变换
输入有功功率/负载功率 15%  100% 
输入无功功率/负载功率 0  100% 
输出有功功率/负载功率  15%  100%
输出无功功率/负载功率  100%  100%

表3. 6两种电路结构类型UPS输出能力和可靠性的比较
 Delta变换 传统双变换 备 注
效率 95% 〜96% 在92% 当传统双变换UPS加12脉冲整流和输人滤波环 节时,<90%
过载能力 200%,lmin 150%, lmin Delta变换UPS在120%过载时可连续工作
输出功率因数 -0.6 〜+0. 9 0.7 
输出电流峰值系数 >5:1 3:1 
输出电流浪涌系数 不限 转旁路启动 


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