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工频UPS电源的基本组成、原理及应用

发布时间:2015-11-03 09:52 浏览次数:
前面我们讲过高频UPS电源的基本组成、原理及应用,这节说说工频UPS电源的基本组成、原理及应用。

工频UPS电源的基本组成、原理

  工频UPS电源是按UPS电源的设计电路工作频率来区分的另一种UPS电源。工频UPS电源是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS或者工频机。
典型的工频UPS拓扑如下:
工频UPS电源拓扑结构图

工频UPS拓扑
 
  主路三相交流输入经过换相电感接到三个SCR桥臂组成的整流器之后变换成直流电压。通过控制整流桥SCR的导通角来调节输出直流电压值。由于SCR属于半控器件,控制系统只能够控制开通点,一旦SCR导通之后,即使门极驱动撤消,也无法关断,只有等到其电流为零之后才能自然关断,所以其开通和关断均是基于一个工频周期,不存在高频的开通和关断控制。    

  由于SCR整流器属于降压整流,所以直流母线电压经逆变输出的交流电压比输入电压低,要使输出相电压能够得到恒定的220V电压,就必须在逆变输出增加升压隔离变压器。同时,由于增加了隔离变压器,系统输出零线可以通过变压器与逆变器隔离,显著减少了逆变高频谐波给输出零线带来的干扰。
 
  同时,工频机的降压整流方式使电池直挂母线成为可能。工频机典型母线电压通常为300V~500V之间,可直接挂接三十几节电池,不需要另外增加电池充电器。    
按整流器晶阐管数量的不同,工频机通常分为6脉冲和12脉冲两种类型。6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,所以叫6脉冲整流。6脉冲整流拓扑如下:
6脉冲整流拓扑结构

典型6脉冲拓扑

  12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端增加移相变压器后再增加一组6脉冲整流器,使直流母线由12个可控硅整流完成,因此又称为12脉冲整流。      下图所示两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。
12脉冲整流器示意图

典型12脉冲整流器示意图

工频UPS电源应用

  工频UPS电源是UPS行业里长期存在的一款电源,广泛用于通信行业计费中心、通信基站、银行营业网点、ATM自动取款机及证券、交通、电力、工业等各行业网络办公环境。而目前最新的工频机采用了全球最先进的DSP数字化控制技术,具有语音报警功能、高速微处理器(MCU)、可编程逻辑器件(CPLD)、第六代低损耗大功率IGBT和静态开关;实现了UPS电源容量大、可靠性高、性能稳定。
 
  发展状况 由于工频UPS电源性能稳定,应用广泛,国内的发展很快,技术也在不断提升,工频机已经成为国内大多数UPS电源厂家的主打产品,为社会建设提供了可靠的电源保障,拥有很大的发展前景。

  本节主要介绍了工频UPS电源组成、原理以及其基本应用,更多关注http://www.soroups.com
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