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深层次剖析逆变电源的工作方式

更新时间  2020-5-22 来源: 阅读 22

一、逆变电源系统运行方式按工作方式不同分为:
1、后备式UPS
市电正常时,市电通过简单的稳压滤波输出供给负载设备,蓄电池处于充电状态。当市电停电后,逆变器才开始工作,将蓄电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出供给负载。此种运行方式为后备式UPS。它体积较小,电能转换效率高,输出电压和频率不能调整电能质量较差,负载切换时间较长,不适合于关键供电场所。
逆变电源系统运行方式
2、在线式UPS
不管市电是否正常,负载所用的交流电压都要经过逆变电路,即逆变电路始终处于工作状态。在线式 UPS 一般为双变换结构。所谓双变换是指 UPS 正常工作时,电能经过了 AC/DC、DC/AC 两次变换后再供给负载,同时配备有旁路在逆变器故障时可自动切换至旁路保证了负载的不间断供电。
二、逆变电源的算法主要有以下几种:
1、数字PID控制
PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法,控制算法简单,参数易于整定,设计过程中不过分依赖系统参数,鲁棒性好,可靠性高,是目前应用最广泛、最成熟的一种控制技术。它在模拟控制正弦波逆变电源系统中已经得到了广泛的应用。将其数字化以后,它克服了模拟PID控制器的许多不足和缺点,可以方便调整PID参数,具有很大的灵活性和适应性。
2、状态反馈控制
状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点,实现了逆变电源控制系统极点的优化配置,有利于改善系统输出的动态品质,具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内,因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强,使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载,其控制效果就不是很理想。
3、重复控制
重复控制是近几年发展起来的一种新型逆变电源控制方案,它可以克服整流型非线性负载引起的输出波形周期性的畸变。重复控制的思想是假定前一周期出现的基波波形畸变将在下一个周期的同一时间重复出现,控制器根据给定信号和反馈信号的误差来确定所需的校正信号,然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上,以消除后面各个周期将出现的重复性畸变。该控制方法具有良好的稳态输出特性和非常好的鲁棒性,但该方法在控制上具有一个周期的延迟,因而系统的动态响应较差。自适应重复控制方案,已经成功地应用于逆变器的控制中。


三、在运行过程中存在以下几种运行方式:
1、正常运行方式
市电经隔离、整流后输入到逆变单元,逆变器将直流变换成220V交流电力后,通过静态开关供给负荷。
2、直流供电运行方式
市电中断时,负荷由直流提供能量经逆变器将直流变换成220V交流电力后,通过静态开关供给负荷。无论交流输入中断或恢复都不会引起负荷供电间断。当电池电压低于1.75×n V 时,逆变器关闭,关闭前有声光告警。
3、旁路运行方式
当逆变器故障、逆变器输出端负荷过载或交直流输入同时异常时,静态开关在4mS内将负荷转换到旁路供电。故障消除后静态开关可以无间断的将负荷由旁路转换到逆变器供电。
4、维修旁路运行方式
当逆变装置故障需拆除维修时,此时可将负荷转移至维修旁路运行。
5、母线并列运行方式
当逆变装置故障拆除检修时,同样可以合上母联开关,采用两段母线并联的运行方式。
 

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