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雙環路電路

發布時間:2022-04-18 02:02:24

① 什麼是電壓外環和電流內環的雙閉環控制方式

雙閉環控制,指的是電壓外環和電流內環控制,它是通過閉環電壓和閉環電流來控制恆壓和恆流的作用

② 九陽電磁爐加熱,溫度降剄900就顯示e0維修方法

摘要 用盤子試機火力減小到900w就顯示E0。這種現象是電磁爐「挑鍋」現象,以前也修過這種現象,只是不是這個牌子的,一般都是大您好,很高興為您解答。阻值的電阻變值所致。這次直接檢查幾個大阻值電阻,沒見發問題,再換了5uf濾波電容,故障還是不變,修理工作打算到此為止,不想再花時間研究了。

③ 九陽電磁爐通電不加熱怎麼維修

造成此故障的原因有很多,包含同步電路,浪涌保護電路檢鍋電路驅動電路IGBT高壓保護電路以及PWM信號電路。下面介紹其維修方法。

(一)、同步電路故障 檢查步驟: ①在待機接線圈盤的情況下,用萬用表測量U1―LM339的8腳與9腳的工作電壓,(8腳為1.75V,9腳為1.9V),如果電壓不正常,請檢查R18、R1、R4、R239、C214、C209、D213,把有問題的元器件更換,故障可排除。

如果以上2個管腳的電壓正常,那我們再測量U1--LM339的第14腳的電壓是否為高電平,電壓值為1.23V。如是低電平,就表示U1已經損壞(在這里排除PWM信號電路的故障)。②如果是高電平,請用一條導線把9腳接地,再測量14腳的電壓是否為低電平,如果還是高電平,就表示U1--LM339已經損壞,換上同型號同規格的U201--LM339,上電試機正常,故障排除。

(二)、浪涌保護電路故障 故障分析:出現浪涌保護一般是電源中僅僅幾百萬分之一秒時間內的一種劇烈脈沖,為了保護IGBT不受損壞保護電路會輸出一個低電平使IGBT停止工作,當浪涌過後電路會自動恢復正常。檢查步驟:

①首先測量U2--LM339的13腳是否為高電平,如果是高電平,就表示浪涌保護電路沒有動作。如果是低電平,就表示浪涌保護電路已經動作(這個管腳與IGBT高壓保護電路的輸出腳相接通,在這里是排除IGBT高壓保護電路的故障所作的分析)。我們再測量U2的11腳電壓是否為3V,10腳的電壓是否比11腳的電壓低(10腳的電壓為2.51V),如果是,就表示U2―LM339已經損壞,更換後故障可排除。

如果U202的6,7腳電壓不正常,請檢查R5,C22,R6,D206,D207,C206,C207,C217,R218,R223是否正常,把不正常的元器件更換,故障可排除。

②如果測量到U2的14腳電壓只有0.3V,第11腳的電壓又大於10腳的電壓,我們再測量主IC的1腳的電壓是否低電平,如果是,就表示主IC已經損壞。更換上新的IC後故障可排除。

(三)、檢鍋電路故障 檢查步驟:

①當出現檢不到鍋時,首先我們測量主IC的19腳是否有5V的電壓,如果電壓為0V,就表示主IC已經損壞,更換後故障可排除。如果電壓正常,請測量U2―LM339的2腳是否有0.8V的電壓,如果沒有,請按第2步的方法檢查。如果有,請檢查Q202,R42,是否正常。把損壞的元器件更換,故障可排除。

如果以上的元器件沒有損壞,我們就要判斷是主IC的問題,還是U2―LM339的問題了。用一條導線把U2的4腳與5V電源接通,如果測量到的電壓為低電平,就表示主IC已壞,如果測量到的電壓還是為高電平,就表示U2- LM339已經損壞,把以上有損壞的元器件更換,上電試機正常,故障排除。

②如果在上一步沒有短接U2的4腳之前測量到U2的2腳是低電平,那我們就測量U2的4腳和5腳的電壓是否正常(4腳為低電平,5腳的電壓為3V),如果電壓不正常,那就要斷電檢查R218,R217的阻值是否正常,把不正常的元器件更換。如果測量到的電壓正常,而2腳輸出的還是低電平,就表示U2已經損壞,更換上同型號的LM339,上電試機正常,故障排除。

(四)、驅動電路故障檢查步驟:

①首先拆下線圈盤上電測量U1的2腳是否為高電平,再測量5腳與7腳的電壓,這兩個腳是驅動電路上兩個比較器的參考電壓,有一固定值,(第5腳1.7V第7腳比5腳高0.4V左右的電壓)它與前級振盪電路送過來的脈沖信號作比較,比較後的結果分別送給Q2與Q1兩個三極體的基極作驅動信號。如果這兩個腳的電壓不正常,請檢查R253,R252,Z203是否存有問題,把有問題的元器件更換,試機正常,故障排除。

②(注意:這一步中一定要把線圈盤拆下來,否則會引起燒IGBT)。如果U1的5,7腳的電壓正常斷電把U1的6腳與5V電源接通,用萬用表測量U1的1腳和2腳的電壓是否為低電平,如果這兩個腳有任何一個為高電平,就表示U1已損壞,換上新的LM339,故障可排除。

③如果這兩個腳的輸出電壓都正常,而故障沒有排除,我們就要對Q1、Q2、R234、R235、R237、R238、R7、R8,Z1,D212,進行檢查,把存在問題的元器件柝下來,換上同型號的元器件,上電試機正常,故障即可排除。

(3)雙環路電路擴展閱讀:

工作原理:

九陽電磁灶是利用電磁感應渦流加熱原理工作,電流通過線盤產生磁場,磁場感應到爐面的鐵制鍋具底部產生渦流,從而產生大量的熱能,鍋具自身發熱,從而加熱食物,是一種高效節能環保的新型炊具。

④ 燃氣灶 打火時無滴滴響,不能打火了

⑤ UC3842脈沖控制驅動電路,實物圖輸出太小,達不到MOS管工作電壓,求幫忙分析原因!!!急急急急

UC3842是由Unitrode公司開發的新型控制器件,是國內應用比較廣泛的一種電流控制型脈寬調制器。所謂電流型脈寬調制器是按反饋電流來調節脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈電流的信號與誤差放大器輸出信號進行比較,從而調節占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由於結構上有電壓環、電流環雙環系統,因此,無論開關電源的電壓調整率、負載調整率和瞬態響應特性都有提高,是比較理想的新型的控制器閉。 電路設計和原理1.1 UC3842工作原理 uc3842中文資料下載 UC3842是單電源供電,帶電流正向補償,單路調制輸出的集成晶元,其內部組成框圖如圖l所示。其中腳1外接阻容元件,用來補償誤差放大器的頻率特性。腳2是反饋電壓輸入端,將取樣電壓加到誤差放大器的反相輸入端,再與同相輸入端的基準電壓進行比較,產生誤差電壓。腳3是電流檢測輸入端,與電阻配合,構成過流保護電路。腳4外接鋸齒波振盪器外部定時電阻與定時電容,決定振盪頻率,基準電壓VREF為0.5V。輸出電壓將決定變壓器的變壓比。由圖1可見,它主要包括高頻振盪、誤差比較、欠壓鎖定、電流取樣比較、脈寬調制鎖存等功能電路。UC3842主要用於高頻中小容量開關電源,用它構成的傳統離線式反激變換器電路在驅動隔離輸出的單端開關時,通常將誤差比較器的反向輸入端通過反饋繞組經電阻分壓得到的信號與內部2.5V基準進行比較,誤差比較器的輸出端與反向輸入端接成PI補償網路,誤差比較器的輸出端與電流采樣電壓進行比較,從而控制PWM序列的占空比,達到電路穩定的目的。1.2 系統原理 本文以UC3842為核心控制部件,設計一款AC 220V輸入,DC 24V輸出的單端反激式開關穩壓電源。開關電源控制電路是一個電壓、電流雙閉環控制系統。變換器的幅頻特性由雙極點變成單極點,因此,增益帶寬乘積得到了提高,穩定幅度大,具有良好的頻率響應特性。 主要的功能模塊包括:啟動電路、過流過壓欠壓保護電路、反饋電路、整流電路。以下對各個模塊的原理和功能進行分析。電路原理圖如圖2所示。1.2.1 啟動電路 如圖2所示交流電由C16、L1、C15以及C14、C13進行低通濾波,其中C16、C15組成抗串模干擾電路,用於抑制正態雜訊;C14、C13、L1組成抗共模干擾電路,用於抑制共態雜訊干擾。它們的組合應用對電磁干擾由很強的衰減旁路作用。濾波後的交流電壓經D1~D4橋式整流以及電解電容C1、C2濾波後變成3lOV的脈動直流電壓,此電壓經R1降壓後給C8充電,當C8的電壓達到UC3842的啟動電壓門檻值時,UC3842開始工作並提供驅動脈沖,由腳6輸出推動開關管工作。隨著UC3842的啟動,R1的工作也就基本結束,餘下的任務交給反饋繞組,由反饋繞組產生電壓給UC3842供電。由於輸入電壓超過了UC3842的工作,為了避免意外,用D10穩壓管限定UC3842的輸入電壓,否則將出現UC3842被損壞的情況。1.2.2 短路過流、過壓、欠壓保護電路 由於輸入電壓的不穩定,或者一些其他的外在因素,有時會導致電路出現短路、過壓、欠壓等不利於電路工作的現象發生,因此,電路必須具有一定的保護功能。如圖2所示,如果由於某種原因,輸出端短路而產生過流,開關管的漏極電流將大幅度上升,R9兩端的電壓上升,UC3842的腳3上的電壓也上升。當該腳的電壓超過正常值0.3V達到1V(即電流超過1.5A)時,UC3842的PWM比較器輸出高電平,使PWM鎖存器復位,關閉輸出。這時,UC3842的腳6無輸出,MOS管S1截止,從而保護了電路。如果供電電壓發生過壓(在265V以上),UC3842無法調節占空比,變壓器的初級繞組電壓大大提高,UC3842的腳7供電電壓也急劇上升,其腳2的電壓也上升,關閉輸出。如果電網的電壓低於85V,UC3842的腳1電壓也下降,當下降lV(正常值是3.4V)以下時,PWM比較器輸出高電平,使PWM鎖存器復位,關閉輸出。如果人為意外地將輸出端短路,這時輸出電流將成倍增大,使得自動恢復開關RF內部的熱量激增,它立即斷開電路,起到過壓保護作用。一旦故障排除,自動恢復開關RF在5s之內快速恢復阻抗。因此,此電路具有短路過流、過壓、欠壓三重保護。1.2.3 反饋電路 反饋電路採用精密穩壓源TL431和線性光耦PC817。利用TL43l可調式精密穩壓器構成誤差電壓放大器,再通過線性光耦對輸出進行精確的調整。如圖2所示,R4、R5是精密穩壓源的外接控制電阻,它們決定輸出電壓的高低,和TL431一並組成外部誤差放大器。當輸出電壓升高時,取樣電壓VR7也隨之升高,設定電壓大於基準電壓(TL431的基準電壓為2.5V),使TL431內的誤差放大器的輸出電壓升高,致使片內驅動三極體的輸出電壓降低,也使輸出電壓Vo下降,最後Vo趨於穩定;反之,輸出電壓下降引起設置電壓下降,當輸出電壓低於設置電壓時,誤差放大器的輸出電壓下降,片內的驅動三極體的輸出電壓升高,最終使得UC3842的腳1的補償輸入電流隨之變化,促使片內對PWM比較器進行調節,改變占空比,達到穩壓的目的。R7、R8的阻值是這樣計算的:先固定R7的阻值,再計算R8的阻值,即 1.2.4 整流濾波電路 輸出整流濾波電路直接影響到電壓波紋的大小,影響輸出電壓的性能。開關電源輸出端中對波紋幅值的影響主要有以下幾個方面。 (1)輸入電源的雜訊,是指輸入電源中所包含的交流成分。解決的方案是在電源輸入端加電容C5,以濾除此雜訊干擾。 (2)高頻信號雜訊,開關電源中對直流輸入進行高頻的斬波,然後通過高頻的變壓器進行傳輸,在這個過程中,必然會摻人高頻的雜訊干擾。還有功率管器件在開關的過程中引起的高頻雜訊。對於這類高頻雜訊的解決方案是在輸出端採用π型濾波的方式。濾波電感採用150μH的電感,可濾除高頻雜訊。 (3)採用快速恢復二極體D6、D7整流。基於低壓、功耗低、大電流的特點,有利於提高電源的效率,其反向恢復時間短,有利於減少高頻雜訊。
並聯整流二極體減小尖峰電壓 在大功率的整流電路中,次級整流橋電路存在較大雜散電感,輸出整流管在換流時,由於電路中存在寄生振盪,整流管會承受較大的尖峰電壓,尖峰電壓的存在提高了對整流二極體的耐壓要求,也將帶來額外的電路損耗。整流橋的寄生振盪產生於變壓器的漏感(或附加的諧振電感)與變壓器的繞組電容和整流管的結電容之間。 當副邊電壓為零時,在全橋整流器中4隻二極體全部導通,輸出濾波電感電流處於自然續流狀態。而當副邊電壓變化為高電壓Vin/K(K為變壓器變比)時,整流橋中有兩只二極體要關斷,兩只二極體繼續導通。這時候變壓器的漏感(或附加的諧振電感)就開始和關斷的整流二極體的電容諧振。即使採用快恢復二極體,二極體依然會承受至少兩倍的尖峰電壓,因此,必須採用有效的緩沖電路,有許多文獻對此作了研究,歸納起來有5種方式:RC緩沖電路,RCD緩沖電路,主動箝位緩沖電路,第三個繞組加二極體箝位緩沖電路,原邊側加二極體箝位緩沖電路。在這里提出另一種減小二極體尖峰電壓有效的方法:即整流二極體並聯,其具體的電路圖如圖3所示。 並且這種方法在大功率全橋移相DC/DC電源變換器的項目中得到了應用,實驗波形驗證了該方法,實驗結果如圖4所示,其中圖4(a)是整流橋電壓波形,可以看出,由於變壓器的漏感和二極體的結電容以及變壓器的繞組電容之間發生的高頻振盪,使二極體存在很高的尖峰電壓;圖4(b)是採用並聯整流二極體之後整流橋電壓波形,明顯尖峰電壓減小很多,驗證了該方法的有效性。實驗結果及分析 對設計的電路進行了實驗,圖5示出了實驗波形。圖5(a)上波形為UC3842的腳4三角波振盪波形,下波形為UC3842的腳6驅動開關管的PWM波;圖5(b)上波形為滿載時輸出電壓直流分量Vdc,下波形為交流紋波Vripp。
UC3842是一種高性能的固定頻率電流型控制器,單端輸出,可直接驅動晶體管和MOSFET,具有管腳數量少、外圍電路簡單、安裝與調試簡便、性能優良、價格低廉等優點,在100W以下的開關電源中有很好的應用前景。

⑥ 雙環 SCEO

雙環SCEO

設計的價值在國內汽車市場體現得越來越明顯,一款設計成熟的產品所帶來的銷量增長有目共睹,而SCEO這款車卻將設計的成本降到最低,得到的是超乎尋常的高回報,設計價值在它的身上變了味道。沒有辯解,也不否認,但是作為X5的替身,它是個完美的選擇。05款的SCEO大燈並沒有模仿寶馬,而是採用了和豐田普拉多一樣的大燈,也許是感覺不夠協調,在06款車型的身上,雙環給它設計了一款類似寶馬5系的大燈,像眉毛一樣的轉向燈說明了問題。然而這種改變讓它看上去更加威猛,相比於X5車燈平淡的造型,似乎更舒服一些。

龐大的車身增加了不少回頭率,外形尺寸達到了4710×1870×1820mm,在同級別車中算個大塊頭了。外觀的其他方面也作了些改動,中網、前保險杠、踏板、前大燈、倒車鏡、輪眉都有所變動。內飾的設計沒有太多變化,寶馬雙叉形方向盤也出現在了SCEO的身上,面板取消了不倫不類的仿桃木裝飾,取而代之的是鈦銀色的塑料板,工藝水平還算不錯。在配置上,06款增加了恆溫空調、6碟CD、電動天窗等裝備。值得說的還有它的尾門,可以像X5那樣分上下兩層打開,後備箱空間也很大,很適合當做我們外出路試的工具車。至於做工,雖然能看到廠家在這方面下了一些功夫,但是距離我們的期望還有不小差距。

為了符合國內日益嚴格的排放法規,SCEO採用了沈陽三菱的2.4升4G64發動機,估計SCEO可能是國內眾多裝配這款發動機的車型中體重最重的了。除了汽油機,還有一款2.8升柴油機可供選擇。變速器有手動檔和自動檔兩種,不過自動檔車型目前還沒有在國內大量上市,主要供應海外市場。除了兩驅車型外,兩款發動機都有四驅版本,而且是電控分動器。

我們選擇了一條不太難走的山路測試了一下它的動力性和操控,雖然體重較重,但是駕駛手動檔依舊還能保證動力的輸出,檔位設計比較清晰,就是換檔行程過長。自動檔就沒那麼出色了,當加大油門超車時,降檔的時機來的過晚,速度基本上都是悠上去的。可以說這只是一個將將夠用的動力配置,也不要指望4G64在它身上表現出應有本色。至於操控性能,由於車身採用非承載式,底盤很堅固,過彎時比較穩健,方向很輕但不夠靈敏,在轉向時缺乏方向感。後懸是螺旋彈簧,在保證通過性的同時兼顧了乘坐的舒適性。

SCEO的售價從11.98萬到16.88萬。客觀地說,SCEO在同級別SUV中有自己的特色,但它的售價已經超出了經濟型SUV的區間,顯然這款車瞄準了更高級別的市場,然而要想讓消費者接受這個價格,還需要在細節上有所提高。

對於模仿的態度,我們要有辯證的眼光,在汽車發展的起步階段,模仿和抄襲在所難免,重要的是在完成資金的原始積累之後,要形成有自己風格的設計和技術,否則早晚會被市場拋棄,我們也許不應該過早的指責雙環的這種做法,只是希望他們盡快走出模仿階段,成為一個自強、自立的民族汽車企業。
雙環 SCEO
外形參數
長 4710mm
寬 1870mm
高 1820mm
軸距 2850mm
輪距 前 1535mm
後 1535mm
最小轉彎直徑 11.48m
整備質量 1720kg
油箱容積 60L
發動機
型式 直4,DOHC
排量 2349mL
最大功率 92kW/5250rpm
最大扭矩 190Nm/2500~3000rpm
驅動型式 前縱置後輪驅動
變速器
型式 5速手動
懸架
前 麥弗遜式獨立
後 螺旋彈簧非獨立
轉向系
型式 齒輪齒條式帶液壓助力
制動器
前/後 盤式/盤式
車輪及輪胎
輪胎 235/65 R17
價格
參考價 12.98萬元

⑦ 反激電路工作原理

反擊電路工作原理,以單端反激電路原理為例,原理是反激開關電源採用了穩定性很好的雙環路反饋(輸出直流電壓隔離取樣反饋外迴路和初級線圈充磁峰值電流取樣反饋內迴路)控制系統,就可以通過開關電源的PWM(脈沖寬度調制器)迅速調整脈沖占空比,從而在每一個周期內對前一個周期的輸出電壓和初級線圈充磁峰值電流進行有效調節,達到穩定輸出電壓的目的。

單端反激式開關電源以主開關管的周期性導通和關斷為主要特徵。開關管導通時,變壓器一次側線圈內不斷儲存能量;而開關管關斷時,變壓器將一次側線圈內儲存的電感能量通過整流二極體給負載供電,直到下一個脈沖到來,開始新的周期。

開關電源中的脈沖變壓器起著非常重要的作用:一是通過它實現電場—磁場—電場能量的轉換,為負載提供穩定的直流電壓;二是可以實現變壓器功能,通過脈沖變壓器的初級繞組和多個次級繞組可以輸出多路不同的直流電壓值,為不同的電路單元提供直流電量;三是可以實現傳統電源變壓器的電隔離作用,將熱地與冷地隔離,避免觸電事故,保證用戶端的安全。

反激電源在空載或者輕載時有可能工作在斷續模式。空載或輕載時,開關的占空比較小,開關關斷後副邊電流線性減小,在開關開通之前減小到0,這時原、副邊電流均為0,反激電源工作在斷續工作模式。

⑧ 在電力系統中,單環網與雙環網停電順序

停電時要按照最小負荷的原則來操作,所以都要從最遠端開始停電。
單環網和雙環網的區別是有幾路電源給環網甜系統供電,和停電順序無關。

⑨ 不間斷電源(UPS)未來的發展趨勢是什麼

三相不間斷電源的新進展
[日期:2006-11-13] 來源:電源技術應用 作者:浙江大學 王林兵 何湘寧 [字體:大 中 小]

摘 要:對三相不間斷電源系統的各模塊電路拓撲、整機電路結構以及各種流行控制策略做了一個概括性評析,指出了不間斷電源設計和應用中存在的問題及當前研究的新熱點,最後對UPS的發展動向做出了預言
關鍵詞:三相不間斷電源;逆變器並聯;數字控制

O 引言
在今後相當長的一段時間內,我國市電電網供電不足,電壓波動大,干擾嚴重的局面仍將存在。而各行業、各領域的快速發展對供電質量提出了越來越高的要求,尤其是實時性很強的重要系統、重要部門和重要的用電設備對供電質量的要求和我國的電網實際狀況的矛盾日益尖銳。因此,不間斷電源(UPS)作為一種穩壓穩頻純凈化的綠色電源越來越成為人們關注的焦點。為了不斷提高UPS的性能,科研人員對UPS系統做了大量的研究,提出了很多的電路拓撲與控制策略。

1 UPS的電路拓撲
UPS的可靠運行離不開各模塊的協調工作,下面就UPS主要功能模塊電路拓撲進行簡要分析。

1.1 整流和功率因數校正電路
整流電路在應用中構成直流電源裝置,是公共電網與電力電子裝置的介面電路,其性能將影響公共電網的運行和用電質量。高性能的UPS要求有較高的輸入功率因數,並盡量減少輸入電流的諧波分量。傳統單相UPS多採用模擬方法,三相UPS多採用相控式整流電路和電壓型單管整流電路。

1.1.1 傳統三相相控式整流電路和電壓型單管整流電路
相控式整流電路採用半控式功率器件作為開關,存在著以下問題:
1)網側諧波電流的存在將降低設備網側功率因數,增加無功功率;
2)相控整流換流方式,導致換流期中電網電壓畸變,不僅使自身電路性能受到影響,而且對電網產生干擾,對同一接地點的網間其他設備帶來不良影響;
3)相控整流環節是一個時滯環節,無法實現輸出電壓的快速調節。

電壓型單管整流電路是三相不控整流橋加Boost電路的簡稱,它的缺點是:電流峰值大,不僅妨礙系統功率的提高,也增加了導通損耗和開關損耗;為了保持網側功率因數的提高,Boost電路必須有一定的升壓比,這對三相電路會導致直流輸出電壓過高。

1.1.2 電流型三相橋式整流電路
電流型三相橋式整流電路如圖1所示,其優點是反饋控制簡單,不需要在控制電路中加入電流反饋,只須調節各開關管的占空比就可以實現輸入電流正弦化;直流側的電壓較低。缺點是輸入電流正弦度不是很好,在輸入側必須加入並聯電容,實現移相。這種電路現在開始成為研究的熱點之一。這種電路適用於大功率整流電路且對功率因數要求不高的場合。

1.1.3 電壓型三相橋式整流電路
電壓型三相橋式整流電路如圖2所示,其特點是採用高頻PWM整流技術,器件處於高頻開關狀態,由於器件的開通和關斷狀態可以控制,所以整流器的電流波形是可控制的。這種電路的優點是可以得到與輸入電壓同相位的輸入電流,也就是輸入功率因數為1,輸入電流的諧波含量可以接近為零;能量可以雙向流動,正常時能量從交流側向直流側流動,直流輸出電壓高於給定值時,能量從直流側向交流側流動,具有較高的轉換效率。缺點是屬於Boost型整流電路,直流側電壓要求較高。這種電路也是近年來研究的一個熱點。

1.2 蓄電池組和充放電電路
蓄電池組是UPS的儲能單元,市電正常時它吸收來自市電的能量並以化學能的形式儲存起來,一旦市電中斷,它把儲存的化學能轉換為電能向逆變器供電,維持負載供電的連續性。在中小功率的UPS系統中,電池組的電壓通常比較低,因此,通常使用能量能夠雙向流動的充放電電路[4]。大功率系統中為了提高效率,簡化電路通常直接把電池組並接在直流母線上。

1.3 逆變電路
逆變器是UPS的核心,它把直流電能轉換成用戶所需的穩壓穩頻的交流電能。下面仍以三相逆變器為對象分析近年來逆變器的研究熱點。

1.3.1 三相半橋式逆變電路
在三相逆變電路中以三相半橋橋式電路應用最為普遍,這種電路的特點是採用全控型器件組成逆變器,存在著功率密度高,性能好,小型輕量化等優點。這種電路便於使用新的控制策略以提高逆變器的質量。但是,要實現帶100%的獨立負載是比較困難的。

1.3.2 H橋逆變器
對於超大容量的逆變器,由於功率等級的大幅度提高,對逆變器的結構提出了新的要求,H橋臂逆變器便是選擇之一。這種逆變器輸出變壓器採用多繞組接法,輸出變壓器的原邊採用3個獨立的繞組,逆變器輸出採用3個獨立的H橋。這樣控制方便,但是成本較高。

1.3.3 三相四橋臂變換技術
由於三相電路中,三橋臂逆變器本身存在著固有的缺陷,人們開始尋求新的電路結構,於是出現了三相四橋臂逆變器,如圖3所示。這種電路結構輸出為三相四線制,三相電壓可以獨立控制,控制方法靈活,但是這種拓撲的演算法比較復雜,PWM矢量在三維空間中旋轉,必須採用數字控制方法才能實現空間PWM波形的生成,這種電路成為了近年來研究的熱點之一。

1.4 三相UPS整機電路
1.4.1 傳統三相UPS電路結構
傳統的三相UPS結構,輸入採用晶閘管整流,輸出採用逆變器,電池直接掛接於直流母線,整流器同時作為充電器。輸出採用變壓器隔離,可以實現輸入輸出完全隔離,確保電網的擾動不會對負載造成干擾。市電斷電時,電池通過逆變器輸出穩定的交流電;在逆變器出現故障時,通過旁路輸出電壓,保證了供電的可靠性。這種結構的主要缺點是體積和重量都比較大。

1.4.2高頻鏈式三相UPS
為了降低成本,減小UPS的體積和重量,出現了高頻鏈式三相UPS,如圖4所示。這種電路省去了龐大的工頻變壓器,輸入採用高頻整流,可以獲得較高的輸入功率因數和較低的輸入諧波電流。其缺點是輸入輸出沒有變壓器隔離,電網的擾動可能會給UPS的輸出造成擾動;輸出三相電壓靠電池和電容中點形成中線,所以在控制中必須保持正負直流電壓幅值的相等,否則輸出中線會有較大的直流成分,對負載和負載中的變壓器不利;輸入採用三相四線制,中線有電流流過,可能會造成中線電位偏移,對負載造成干擾;輸入輸出不隔離,並聯時的環流問題較難解決。

1.4.3 新的在線互動式UPS
由於以上兩種UPS都要經過兩次滿功率變換,因此系統的效率較低,從提高系統效率的角度出發,出現了一種串並聯補償式的大容量結構,是一種新的在線互動式結構,如圖5所示。這種拓撲輸入輸出同樣沒有變壓器隔離,所以會有高頻鏈式UPS的缺點。這種UPS的輸出頻率必須保持與電網一致,而且對電網的擾動的抑制能力不強,因而供電質量比傳統的三相UPS差。它的特點是從輸入到輸出間的能量不是經過滿功率的變換,同樣是由兩個高頻變換器組成,但是變換器1最大隻承受20%的功率,從成本上講,這種結構的成本更低。在控制方法上,變換器1是一個電壓補償器,用於補償電網電壓的畸變;變換器2是一個電流補償器,用於補償負載的諧波電流,並且在市電斷電時作為滿功率電壓型逆變器向負載供電。

1.4.4 輸入輸出隔離的高頻鏈UPS
由於傳統工頻UPS的輸入輸出帶有隔離變壓器,輸出有很好的隔離特性,高頻鏈式的UPS有很好的輸入特性,因此,出現了這種帶有輸入輸出隔離的高頻鏈式的UPS如圖6所示。由於高頻整流的缺點,在輸入側必須接一個自耦變壓器降壓,增加了整機的重量和成本;另外,由於輸入採用了高頻變換器,整機的效率比高頻鏈式和傳統式UPS的效率都低。但是,由於輸入功率因數是1,沒有諧波電流,所以所消耗的總電能低於傳統三相UPS。

1.4.5輸入輸出並聯的UPS
這種電路中,輸入端由多個整流器並聯而成,給直流母線供電,同時直流母線給多個逆變器提供直流電壓,多個逆變器的輸出端直接連接同時給負載供電。這種方式可以增強UPS的容量,增加系統的可靠性,成本下降,可維護性增強,但是,並聯模塊越多,各模塊間的均流問題越難解決。

2 不間斷電源的控制技術
隨著控制理論和功能豐富,性能優良的各種微控制器的迅猛發展,出現了多種離散化控制方法。從控制反饋迴路的數目可分為單環、雙環、多環控制。在硬體允許的條件下盡可能地提高反饋迴路數目,可以提高控制效果。從控制原理上看包括數字PID控制、狀態反饋控制、無差拍控制、重復控制、滑模變結構控制、模糊控制、神經網路控制、空間矢量控制等方法。

數字PID控制控制的適應性好,具有較強的魯棒性;演算法簡單明了,便於用單片機或DSP實現。但是存在兩方面的局限性:一方面是系統的采樣量化誤差降低了演算法的控制精度;另一方面,采樣和計算延時使得被控系統成為一個具有純時間滯後的系統,造成PID控制器穩定域減少,增加了設計難度。

預測控制可以實現很小的輸出電流畸變,抗噪音能力強,但是,這種演算法要求知道精確的負載模型和電路參數,因此魯棒性差,而且由於數值計算造成的延時在實際應用中也是一個問題。滯環控制具有快速的響應速度,較高的穩定性,但是滯環控制的開關頻率不固定,使電路工作可靠性下降,輸出電壓的頻譜變差,對系統性能不利。

無差拍控制的基本思想是根據逆變器的狀態方程和輸出反饋信號推算出下一個開關周期的PWM脈沖寬度,因此,從理論上可以使輸出電壓在相位和幅值上都非常接近參考電壓,由負載變化或非線性負載引起的輸出電壓誤差可在一個開關周期內得到校正。但是,無差拍控制是一種基於被控制對象精確數學模型的控制方法,魯棒性很差。

滑摸控制是一種非線性控制,這種控制的特點是控制的非連續性。這種控制既可以用於線性系統也可用於非線性系統。這種控制方法具有很強的魯棒性。缺點是要得到一個令人滿意的滑模面是很困難的。

重復控制是一種基於內模原理的控制方法。逆變器採用重復控制的目的是為了消除因整流橋負載引起的輸出電壓波形周期性的畸變。重復控制器可以消除周期性干擾產生的穩態誤差,但是,由於重復控制延時一個工頻周期的控制特點,使得單獨使用重復控制的UPS逆變器動態特性極差。

模糊控制屬於智能控制的范疇。模糊控制器的設計不需要被控對象的精確數學模型,因此具有很強的魯棒性和自適應性。模糊控制類似於傳統的PD控制,因而這種控制有很快的響應速度,但是其靜態特性不令人滿意。神經元網路控制是模擬人腦神經中樞系統智能活動的一種控制方式。神經網路具有非線性映射能力、並行計算能力和較強的魯棒性等優點,已廣泛地應用於控制領域,尤其是非線性系統領域。目前在神經網路結構的設計、學習演算法等方面已取得了一定成果。但是,由於硬體系統的限制,目前神經網路控制還無法實現對逆變器輸出電壓波形進行在線控制,多數應用都是採用離線學習獲得優化的控制規律,然後利用得到的規律實現在線控制。

諧波注入式PWM技術,直流母線電壓的利用率基本上可以達到loo%。這種方法對於電壓開環的控制系統非常有效,但在閉環控制系統中由於諧波注入的初始相位必須與基波保持一致,在電壓瞬時值控制中電壓基波的初始相位無法精確定位而難以應用。

空間矢量PWM具有電流畸變小、直流母線電壓利用率高以及易於數字化實現等優點,因此近年來得到了較多的應用。這種控制方式也需要電路的精確模型。

上述各種控制方案都有其優勢,但是也有其不足。同時採用不同的控制方法形成復合控制的控制方案在實踐中得到了廣泛的應用,取得了較好的效果。

3 不間斷電源設計和應用中存在的問題
美國UPS廠商APC.公司,總結並歸納了UPS供電系統當前面臨的、也是今後必須解決的5個方面的問題:
1)生命成本周期問題;
2)不間斷電源系統的可適應性及可擴展性問題;
3)提高不間斷電源的可用性問題;
4)不間斷電源對供電系統的可管理性問題;
5)可服務性問題。

4 不間斷電源的最新發展動向
不間斷電源的發展動向是UPS的多機並聯冗餘化,採用冗餘並機技術提高UPS的容量和可靠性;採用功能更豐富的硬體設備實現全數字控制,使各種先進的復雜控制演算法得以運用而不斷提高UPS的性能,即向數字化和高頻化發展;UPS的進一步智能化和網路化,使計算機網路成為不間斷網路。

4.1 UPS的多機並聯技術實現冗餘化
UPS的並聯技術可以帶來以下幾個方面的好處:
1)可以靈活地擴大電源系統的容量;
2)可以組成並聯冗餘系統以提高運行的可靠性:
3)極高的系統可維修性,當單台電源出現故障時,可以很方便地通過熱插拔的方式進行更換和維修。

採用並聯技術可以形成具有容錯功能的冗餘式供電系統,從目前掌握的資料來看,主要有以下幾種冗餘配置方案:
1)集中式並聯控制;
2)主從式並聯控制;
3)分散式並聯控制;
4)環鏈式並聯控制;
5)無線式並聯控制。

這幾種並聯方式,從可靠性的角度看,集中式最差,無線式控制最好,也成為近年來的研究熱點。

4.2 UPS的數字化、高頻化
最初的UPS採用模擬控制方法有很多局限性。隨著數字處理器計算速度的不斷提高,使得各種先進的數字控制方法得以實現,使UPS的設計具有很大的靈活性,設計周期縮短,性能大為提高。UPS高頻化,有效地減小了裝置的體積和重量,並可消除變壓器和電感的音頻噪音,同時改善了輸出電壓的動態響應能力。數字化控制方法成了當今交流電源領域的一個研究熱點,一種必然的發展趨勢是各種方法相互滲透,互相結合形成復合控制方案。數字化復合控制是UPS控制的一個發展方向。

4.3 UPS的智能化、網路化
為了適應計算機網路的發展,UPS中已經開始配置RS232介面、RS485介面、USB介面、SNMP卡和MODEM結合,成為計算機網路的一部分,具有以下優異的智能化、網路化特性。

1)實時監控功能它對UPS各模擬參量和表示工作狀態的開關量進行實時高速采樣,實現數字式監控。
2)自診斷、自保護功能 UPS將實時採集來的各項模擬參量和工作狀態數據以及系統中的關鍵硬體設備的數據與正常值進行分析比較,以判斷UPS是否有故障隱患存在。如果有故障,根據相應的故障信息級別在控制面板的顯示屏上以友好的圖形界面、文字提示方式報警,或者在現場和控制室以指示燈燈光、報警器嗚叫方式報警、也可以用自動撥通電話等方式報警,並做出相應的保護動作。
3)人機對話的控制方式 大型UPS可向用戶提供監控器液晶顯示屏,以圖形和文字方式顯示工作流程和參數信息。可以提供讓用戶操作的可視化菜單。並以幫助和不斷提示的方式引導用戶按照既定方式處理故障,有效防止誤操作。
4)遠程式控制制功能在網路化時代,UPS不僅應能向由它直接供電的硬體設備提供保護,還應該對整個網路中的運行程序和數據以及數據的傳輸途徑進行全面地保護,使之成為不間斷網路。這就意味著UPS應配置相應的電源監控軟體、SNMP(簡單網路管理協議)管理器,使其具有遠程管理能力,用戶可執行UPS與網路平台之間的遠程監控和數據的網路通信操作,使UPS成為網路系統中的重要組成部分。這樣,由網管員通過網管軟體監控多台UPS,而且被管理的UPS可以在同一個LAN也可以在不同的LAN,甚至可以通過互聯網,納入網路管理系統來管理UPS。

由於未來網路的廣泛化和全球化,必然帶來網路的復雜化,多種形式的網路系統連接在一起。作為網路系統的一部分,要求UPS能夠實現在各種網路平台上的監控,而且隨著Internet、Intranet和電子商務的超高速發展,用戶對網路的可用性要求會越來越高,使UPS從對網路關鍵設備的保護延伸至對整個網路路徑的保護

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