具有不对称电流补偿功能的三相串并联补偿式UPS

　　O 引言

　　串并联补偿式UPS，是1994年由丹麦科尔丁硅能电子公司的奥维·里克·托姆等3人发明的，1998年被美国APC司收购，并将原发明中的AC调节器改进成Delta逆变器后投入市场，故也称作Delta变换式UPS。根据国际标准IEC62040．3，这种UPS属于在线互动式UPS。

　　三相串并联补偿式UPS与传统UPS相比具有如下优点：

　　1)能够同时对输入与输出端的电能参数进行双在线监测补偿，在满足市电输入功率因数等于1的要求同时，也满足了负载电压为稳定纯净的三相对称正弦波电压的要求；

　　2)可以使电能质量得到全面提高；

　　3)由于将全功率变换改成了增量补偿式变换，使uPs的设备容量仅为额定负载容量的20％，故提高了过载能力，减少了损耗；

　　4)阻断了市电与负载之间的谐波相互干扰；

　　5)由于是与市电电源同步运行，扩容容易。

　　但这种UPS也有缺点，如对无功与谐波电流补偿的效率低，效率受负载变化的影响大，不能对不对称负载电流进行补偿等，这些缺点都是由它的控制方式造成的。为了能使这种UPS具有不对称负载电流补偿功能，本文介绍的UPS控制电路中采用了特殊的方法。这里所说的不对称负载电流补偿功能，就是将三相负载的不对称电流，变换成市电输入的三相对称电流之义。这项功能具有重要的使用价值。

　　1 电路组成与各部分的功能及控制方式

　　具有不对称负载补偿功能的三相串并联补偿式UPS的原理电路如图1所示，它是由两个直流侧带中性点的，可以双向四象限工作的三相PWM半桥式逆变器，以串并联补偿式电路构成的，其各部分的功能如下。

　　Delta逆变器 容量取决于市电电压波动范围和负载功率因数，大约只有USP标称容量的20％。在输入端通过其输出变压器Tra、Trb、Trc、的次级与负载串联，工作在正弦波电流源状态。其主要功能是消除市电输入电流中的无功与谐波分量，使市电输入功率因数等于1；对市电电压的波动、三相不对称度进行补偿；将三相负载的不对称电流、变换成市电输入的三相对称电流；控制UPS输入与输出功率的平衡和向蓄电池充电；靠电流源的无限大内阻来阻止市电与负载之间的谐波相互干扰。