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网赚用户电能质量综合补偿器与在线UPS工作原理

发布时间:2020-10-10 16:20

  由于市电和负载的复杂性,例如电网容量不足,输变电和各种配电设备的性能和问题,各用电设备配置的不合理,或相互之间的影响,电力电子变流器的广泛应用与各类非线性负载的增加,自然界的雷击、地电及人为因素的影响等,使市电电压不稳定,并含有谐波,质量敏感的重要负载性能降低,寿命缩短,甚至造成很大的经济损失。据有关部门统计,在有代表性的场合,计算机遭受来自市电的干扰值在数十伏的每天有上百次。计算机故障的50%~70%是由电源故障造成的。因此,对

  用户电能质量综合补偿器和补偿式的电路是相同的,在直流电路中并入蓄电池就是UPS,不并入蓄电池就是综合补偿器,其原理框图如图1所示。它是由两个互为电源的双向全桥逆变器构成的一种串并联电路结构。通过变压器Tr次级串入电路的逆变器Ⅰ,是市电的稳压滤波器,其主要作用是对市电输入电压进行稳压和滤波;通过电感L并入电路的逆变器Ⅱ,是电流无功补偿滤波器,其主要作用是补偿负载需要的无功电流,并滤除非线性负载产生的谐波电流。当作为补偿式在线UPS应用时,逆变器Ⅰ输出有功功率,逆变器Ⅱ输出无功功率。

  对市电输入电压进行稳压和滤波的稳压滤波器电路如图2所示。它是由高频全桥SPWM式双向逆变器构成的。逆变器的输出电压uAB通过变比为k的输出变压器Tr变成补偿电压uac在Tr次级输出,Tr的次级串联在主电路中,以对市电电压的大小变化和谐波进行补偿,保持输出电压uaL为稳定的正弦波电压。uar为与市电同步的给定正弦基准电压,完全补偿后uaL=uar。LFCF为低通滤波器,以滤掉市电ua中和补偿电压uac中的高次谐波。由Tr次级短路阻抗、LF及市电电源内阻组成的线路阻抗为Z,电压降低为Zia,ia为市电输入电流。由图2主电路可知,当实现完全补偿时:

  令=ua-Zia-uar为全桥SPWM逆变器的调制电压,控制电路框图如图3(a)所示,图3(b)为波形图。当用=ua-Zia-uar作为调制波时,可以使补偿电压uac=ua-Zia-uar实现完全补偿。假定逆变器直流电源电压为Udc,载波三角波的频率为fc,电压幅值为Uc,市电频率为fa,则

  按照文献[1]的方法,推导出补偿电压uac的双重傅里叶级数表示式为uac=kuAB=k(uA-uB),经推导并考虑到滤波器LFCF的作用,可得

  由于图1中逆变器Ⅱ的无功补偿和滤波作用的存在,ia=Iasint,将式(5)、式(8)及ia的值代入式(1)得

  当ua1uar时,网赚M1=负值,也可以得到式(10)结果。所以式(10)说明:当用瞬时值=ua-Zia-uar作调制波时,可以使SPWM全桥逆变器通过变压器Tr的输出电压uac,完全补偿市电电压的大小变化和谐波。保持加在负载上的电压uaL=uar为稳定的正弦波电压。网赚

  从物理上看,由于控制电路采用的是=ua-Zia-uar作为调制波进行的补偿,当市电电压ua为正弦波时,uauar是负补偿ua-uac;当uauar是正补偿ua+uac。当市电电压含有谐波时,uauar部分是负补偿,uauar部分是正补偿,补偿示意图如图4所示。补偿谐波的关键是采用高频SPWM全桥逆变器和瞬时值检测。逆变器的载波比N=fc/fa越大,补偿效果越好。

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