第8章 电力电子技术 知识的应用 工学硕士电力电子技术 知识课件.ppt

特点：负载的全部功率都由逆变器输出，输出电能质量高。但UPS的容量裕量有限，输出能力不理想，整机效率低，相对价格高，输入功率因数低（一般在0.6~0.8），谐波电流大（60%~30%），对市电电网存在干扰。 3. 在线互动式UPS（又称并联补偿式UPS） 当市电供电正常时，控制电路将S0置于闭合，转换开关S也闭合为负载供电，在此同时，双向变流器运行于整流状态，从电网中吸取能量储存在蓄电池中。 当市电供电异常，当电压偏低或偏高，利用升压绕组或降压绕组对市电经过处理后给负载供电，同时也为蓄电池充电。当电压太高或太低以及供电中断时，控制电路将转换开关断开，切断交流旁路电源与负载的连接，同时双向变流器由原来的整流状态转化为逆变状态。 性能特点：效率高，结构简单，成本低、可靠性高；但输出电能质量差，市电中断供电时，负载有一定时间的供电中断。 4.串并联补偿式UPS（也称Delta变换式UPS） （1）各单元功能 ①主变换器：四象限PWM变换器，通过正弦脉宽调制，向外输出恒压恒频、波形畸变率小、与电网输入电压同步的高质量的电压源。它主要是控制输出电压； ③直流电容起滤除高频纹波的作用。 ②Delat变换器与补偿变压器 主要是控制输入电流的幅度和正弦度，抑制谐波，提高输入功率因数，使其接近于1。 （2）不同工作状态下的工作原理 性能特点：输出电能质量高，功率裕量大，系统过载能力强，整机效率高，输入功率因数高，可接近1，输入谐波电流小；但主电路和控制电路相对复杂，可靠性差。 市电正常供电时，Delta变换式UPS是根据能量平衡的原则进行调控的。市电供电异常，静态开关和都处于关闭状态，停止Delta变换器工作。此时主变换器在蓄电池提供直流能量的支持下，以逆变器的形式向负载供电。 8.5.3 不间断电源用整流器 容量较大的通常采用多桥并联的结构，锁相同步控制。 8.5.4 蓄电池组 多用传统的铅酸电池。 8.5.5 不间断电源用逆变器 常采用PWM控制的开关型直交变换器。大型的UPS可采用多个逆变器并联输出的电路结构，如图所示。能更好的谐波抑制。 UPS供电的多数为非线性负载，它们会向UPS中注入谐波电流，致使其输出电压波形产生畸变。因此对输出交流电压波形实现瞬时值反馈控制，减小谐波畸变。 8.6 静止无功补偿装置 在电力系统中电压的稳定性是衡量电能质量的一个重要指标。一般要求电压允许变化范围为5%～10%。 保证电压稳定的主要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制。电力电子器件和储能元件构成的静止无功功率补偿装置，得到了广泛的应用。其显著的特点是能快速平滑无级地调节容性或感性无功功率，实现动态补偿，提高电力系统的动态稳定性。 根据工作特点分两大类： 用晶闸管控制的静止无功功率补偿器，即晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器； 采用自换相变流器运用PWM控制技术构成无功发生器也称为高级静止无功补偿装置。 控制角在 的范围内，处于失控状态，不能通过α的变化来改变L的大小。此时电感电 流有效值 当 ， 8.6.1 晶闸管控制电抗器(TCR) 主要起可变电感的作用，实 现感性无功功率的快速、平滑调 节，基本原理如图。为确保晶闸 管可靠、对称导通，避免偶次谐 波和直流分量，应采用宽脉冲或 序列脉冲触发。 晶闸管的导通角小于180°，电感中的电流将受到控制。等效电感为 电感电流的基波分量 基波无功功率 通过改变控制角，可控制电感中的电流。在外加电压不变的情况下，起到控制电感量的作用，使其吸收的无功功率在零到最大值间连续变化。 为了防止三次及整倍数次谐波对交流电网的影响，通常将TCR作三角形联接。 若需要容性无功功率，在TCR两端并联电容器组。 8.6.2 晶闸管投切电抗器(TSC) TSC是一种分级可调的动态无功功率补偿装置。 晶闸管构成无触点开关，可将电容器分组投切到交流电网上。小电感用于抑制电容投入电网时可能出现的电流冲击。 TSC运行时，应选择电源电压和电容器预先充电电压相等的时刻触发晶闸管投入电容。 在实际应用中，通常将TSC、TCR和无源L0C0串联谐振电路共同组成无功功率和谐波电流综合补偿器。 L0C0用以消除电网中的主要谐波电流分量，但对基波呈容性，以补偿负载中的部分感性无功电流。使电网的功率因数接近于1，同时保证电网电压的稳定性。 第三篇 电力电子技术的应用