三相电压的相互牵制电压隔离和边压
发布时间:2020/11/6 23:01:18 访问次数:871
三相全桥逆变器的电原理。三相全桥由6只功率管构成,这种结构的UPS逆变器后面一般都有一个隔离变压Tr,这是因为通常的用户多是采用380V/220V三相四线制,而220V则是火线与0线之间的相电压。可是三相全桥逆变器的输出三条线都是火线,必须通过“D-Y”变压器将三相三线制转换成三相四线制。这个变压器大都只是一个普通的电源变压器,只起对工作电压隔离和边压的作用,而不能隔离干扰。
它的工作和单相全桥一样,也是两只管子同时导通,它们的导通配对情况是:V1V5、V1V6、V2V4、V2V6、V3V4和V3V5,其脉宽调制波经滤波后就得出的三相全桥逆变器输出波形UOUT。三相全桥逆变器的控制方式以前多为三相统一控制,这就造成了对输出端三相不平衡负载的限制,就有的要求三相负载的不平衡度不要超过50%。但三相负载极度不平衡的情况是经常发生的。
比如UPS三相输出电压中有一相满载而其他两相空载或轻载,就会造成满载的那一相电压降低,于是逆变器控制电路就要按照负载最重的那一相调整功率管的开关时间,以使降低了的电压恢复到正常值。这样调整的结果,在重载的一相恢复到正常值的同时,也抬高了空载或轻载的其他相的电压,就造成了所谓的“三相不平衡”。
有的UPS制造商对控制电路进行了重新设计,将统一控制改成了分别控制,改善了原来的功能,但仍不够理想,因为三相全桥逆变器的输出变压器是“D”连接,这种结构又将三个桥臂有机地连接起来,因此就导致了三相电压的相互牵制,换言之,调整任何一相必然会或多或少地影响其他相的电压。不过只要细心地调整就可以将不平衡度减到最小。
为了减小由于三相负载不平衡而造成的三相输出电压的差异,半桥电路是一个很好的解决方案,图7所示就是三相半桥逆变器电原理图。从这个电路中明显看出,电路的功率管并未增加,只是将电路换了一种接法。功率管虽未增加,但电池却多增加了一组。这样的一种改变就使UPS真正地具有了适应三相负载100%不平衡的能力。由图中看出,原来的三个桥臂V1、V4、V2、V5和V3、V6的输出是各自独立的,各自与中线N之间形成了独立的相电压输出。现以V1、V4为例把简单的工作原理介绍一下。
当V1开通时,电流的流经途径是:
UB+“+”→V1→L3→负载→中线N→UB+ “-” (UB-“+”),形成正半波。
当V4开通时,电流的流经途径是:
UB-“+”→中线N→负载→反向通过L3→V4→UB-“-”,形成负半波。
(素材来源:21ic和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
三相全桥逆变器的电原理。三相全桥由6只功率管构成,这种结构的UPS逆变器后面一般都有一个隔离变压Tr,这是因为通常的用户多是采用380V/220V三相四线制,而220V则是火线与0线之间的相电压。可是三相全桥逆变器的输出三条线都是火线,必须通过“D-Y”变压器将三相三线制转换成三相四线制。这个变压器大都只是一个普通的电源变压器,只起对工作电压隔离和边压的作用,而不能隔离干扰。
它的工作和单相全桥一样,也是两只管子同时导通,它们的导通配对情况是:V1V5、V1V6、V2V4、V2V6、V3V4和V3V5,其脉宽调制波经滤波后就得出的三相全桥逆变器输出波形UOUT。三相全桥逆变器的控制方式以前多为三相统一控制,这就造成了对输出端三相不平衡负载的限制,就有的要求三相负载的不平衡度不要超过50%。但三相负载极度不平衡的情况是经常发生的。
比如UPS三相输出电压中有一相满载而其他两相空载或轻载,就会造成满载的那一相电压降低,于是逆变器控制电路就要按照负载最重的那一相调整功率管的开关时间,以使降低了的电压恢复到正常值。这样调整的结果,在重载的一相恢复到正常值的同时,也抬高了空载或轻载的其他相的电压,就造成了所谓的“三相不平衡”。
有的UPS制造商对控制电路进行了重新设计,将统一控制改成了分别控制,改善了原来的功能,但仍不够理想,因为三相全桥逆变器的输出变压器是“D”连接,这种结构又将三个桥臂有机地连接起来,因此就导致了三相电压的相互牵制,换言之,调整任何一相必然会或多或少地影响其他相的电压。不过只要细心地调整就可以将不平衡度减到最小。
为了减小由于三相负载不平衡而造成的三相输出电压的差异,半桥电路是一个很好的解决方案,图7所示就是三相半桥逆变器电原理图。从这个电路中明显看出,电路的功率管并未增加,只是将电路换了一种接法。功率管虽未增加,但电池却多增加了一组。这样的一种改变就使UPS真正地具有了适应三相负载100%不平衡的能力。由图中看出,原来的三个桥臂V1、V4、V2、V5和V3、V6的输出是各自独立的,各自与中线N之间形成了独立的相电压输出。现以V1、V4为例把简单的工作原理介绍一下。
当V1开通时,电流的流经途径是:
UB+“+”→V1→L3→负载→中线N→UB+ “-” (UB-“+”),形成正半波。
当V4开通时,电流的流经途径是:
UB-“+”→中线N→负载→反向通过L3→V4→UB-“-”,形成负半波。
(素材来源:21ic和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
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