三相電壓的相互牽制電壓隔離和邊壓
發布時間:2020/11/6 23:01:18 訪問次數:850
三相全橋逆變器的電原理。三相全橋由6只功率管構成,這種結構的UPS逆變器后面一般都有一個隔離變壓Tr,這是因為通常的用戶多是采用380V/220V三相四線制,而220V則是火線與0線之間的相電壓。可是三相全橋逆變器的輸出三條線都是火線,必須通過“D-Y”變壓器將三相三線制轉換成三相四線制。這個變壓器大都只是一個普通的電源變壓器,只起對工作電壓隔離和邊壓的作用,而不能隔離干擾。
它的工作和單相全橋一樣,也是兩只管子同時導通,它們的導通配對情況是:V1V5、V1V6、V2V4、V2V6、V3V4和V3V5,其脈寬調制波經濾波后就得出的三相全橋逆變器輸出波形UOUT。三相全橋逆變器的控制方式以前多為三相統一控制,這就造成了對輸出端三相不平衡負載的限制,就有的要求三相負載的不平衡度不要超過50%。但三相負載極度不平衡的情況是經常發生的。
比如UPS三相輸出電壓中有一相滿載而其他兩相空載或輕載,就會造成滿載的那一相電壓降低,于是逆變器控制電路就要按照負載最重的那一相調整功率管的開關時間,以使降低了的電壓恢復到正常值。這樣調整的結果,在重載的一相恢復到正常值的同時,也抬高了空載或輕載的其他相的電壓,就造成了所謂的“三相不平衡”。
有的UPS制造商對控制電路進行了重新設計,將統一控制改成了分別控制,改善了原來的功能,但仍不夠理想,因為三相全橋逆變器的輸出變壓器是“D”連接,這種結構又將三個橋臂有機地連接起來,因此就導致了三相電壓的相互牽制,換言之,調整任何一相必然會或多或少地影響其他相的電壓。不過只要細心地調整就可以將不平衡度減到最小。
為了減小由于三相負載不平衡而造成的三相輸出電壓的差異,半橋電路是一個很好的解決方案,圖7所示就是三相半橋逆變器電原理圖。從這個電路中明顯看出,電路的功率管并未增加,只是將電路換了一種接法。功率管雖未增加,但電池卻多增加了一組。這樣的一種改變就使UPS真正地具有了適應三相負載100%不平衡的能力。由圖中看出,原來的三個橋臂V1、V4、V2、V5和V3、V6的輸出是各自獨立的,各自與中線N之間形成了獨立的相電壓輸出。現以V1、V4為例把簡單的工作原理介紹一下。
當V1開通時,電流的流經途徑是:
UB+“+”→V1→L3→負載→中線N→UB+ “-” (UB-“+”),形成正半波。
當V4開通時,電流的流經途徑是:
UB-“+”→中線N→負載→反向通過L3→V4→UB-“-”,形成負半波。
(素材來源:21ic和ttic.如涉版權請聯系刪除。特別感謝)
三相全橋逆變器的電原理。三相全橋由6只功率管構成,這種結構的UPS逆變器后面一般都有一個隔離變壓Tr,這是因為通常的用戶多是采用380V/220V三相四線制,而220V則是火線與0線之間的相電壓。可是三相全橋逆變器的輸出三條線都是火線,必須通過“D-Y”變壓器將三相三線制轉換成三相四線制。這個變壓器大都只是一個普通的電源變壓器,只起對工作電壓隔離和邊壓的作用,而不能隔離干擾。
它的工作和單相全橋一樣,也是兩只管子同時導通,它們的導通配對情況是:V1V5、V1V6、V2V4、V2V6、V3V4和V3V5,其脈寬調制波經濾波后就得出的三相全橋逆變器輸出波形UOUT。三相全橋逆變器的控制方式以前多為三相統一控制,這就造成了對輸出端三相不平衡負載的限制,就有的要求三相負載的不平衡度不要超過50%。但三相負載極度不平衡的情況是經常發生的。
比如UPS三相輸出電壓中有一相滿載而其他兩相空載或輕載,就會造成滿載的那一相電壓降低,于是逆變器控制電路就要按照負載最重的那一相調整功率管的開關時間,以使降低了的電壓恢復到正常值。這樣調整的結果,在重載的一相恢復到正常值的同時,也抬高了空載或輕載的其他相的電壓,就造成了所謂的“三相不平衡”。
有的UPS制造商對控制電路進行了重新設計,將統一控制改成了分別控制,改善了原來的功能,但仍不夠理想,因為三相全橋逆變器的輸出變壓器是“D”連接,這種結構又將三個橋臂有機地連接起來,因此就導致了三相電壓的相互牽制,換言之,調整任何一相必然會或多或少地影響其他相的電壓。不過只要細心地調整就可以將不平衡度減到最小。
為了減小由于三相負載不平衡而造成的三相輸出電壓的差異,半橋電路是一個很好的解決方案,圖7所示就是三相半橋逆變器電原理圖。從這個電路中明顯看出,電路的功率管并未增加,只是將電路換了一種接法。功率管雖未增加,但電池卻多增加了一組。這樣的一種改變就使UPS真正地具有了適應三相負載100%不平衡的能力。由圖中看出,原來的三個橋臂V1、V4、V2、V5和V3、V6的輸出是各自獨立的,各自與中線N之間形成了獨立的相電壓輸出。現以V1、V4為例把簡單的工作原理介紹一下。
當V1開通時,電流的流經途徑是:
UB+“+”→V1→L3→負載→中線N→UB+ “-” (UB-“+”),形成正半波。
當V4開通時,電流的流經途徑是:
UB-“+”→中線N→負載→反向通過L3→V4→UB-“-”,形成負半波。
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