高頻機(jī)型UPS的幾個(gè)“致命弱點(diǎn)”論值得商榷
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圖5 新高頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS的主電路原理圖
（三）“高頻機(jī)型UPS零地電壓偏高”
1. “零地電壓”偏高的機(jī)制
某處說(shuō)“零地電壓偏高”也是個(gè)“致命弱點(diǎn)”，這種觀點(diǎn)也值得商榷。據(jù)說(shuō)：來(lái)自IGBT脈寬調(diào)制整流器和逆變器的高頻PWM型的干擾電壓以幅度值較高的“零地電壓”形式通過(guò)零線被直接反饋到UPS輸入供電系統(tǒng)和輸出供電系統(tǒng)的零線上，從而危害用電設(shè)備的安全運(yùn)行”。在這里應(yīng)該說(shuō)明的是，工頻機(jī)型和高頻機(jī)型UPS的IGBT逆變器是一樣的器件、一樣的頻率，一樣的工作原理，所以“干擾”也應(yīng)該是一樣的。而整流器則不然，可控硅整流器的干擾遠(yuǎn)比IGBT整流器大得多，即使是12脈沖整流加11次諧波濾波器（增加了相當(dāng)大的重量、體積和造價(jià)）一般也不能完全達(dá)到達(dá)到IGBT的指標(biāo)。按照此處的說(shuō)法，高頻機(jī)的兩項(xiàng)干擾就能直接加到UPS輸入供電系統(tǒng)和輸出供電系統(tǒng)的零線上，從而危害用電設(shè)備的安全運(yùn)行；干擾更大的工頻機(jī)型UPS這兩項(xiàng)就加不到這些地方？實(shí)在令人匪夷所思。至于零地電壓是如何能加到用電設(shè)備上，后面有專門的討論。的確高頻機(jī)型UPS零地電壓和工頻機(jī)型UPS相比因無(wú)輸出隔離變壓器的次級(jí)接地環(huán)節(jié)，有時(shí)是“偏高”了一點(diǎn)。這是由于在單電源結(jié)構(gòu)中電路結(jié)構(gòu)多了一只管子的壓降，如圖6（a）所示。圖中給出了高次諧波濾波電流路徑。由于逆變器的工作方式是脈寬調(diào)制（PWM），就是說(shuō)正弦波電壓被“高頻”調(diào)制成寬度不等的方波形式輸出，但由于負(fù)載端需要的是正弦波電壓，所以在到達(dá)負(fù)載之前，PWM波必須經(jīng)濾波器解調(diào)，將PWM方波中的高頻成分濾掉而只保留正弦波成分。于是這部分高次諧波成分就會(huì)經(jīng)濾波器被送回電源負(fù)端。在這里僅以UC為例看高次諧波電流路徑：
GB+-->VT1-->低通濾波器LC-->到達(dá)零線-->VT8-->GB-
從這里可以看出，由于零線經(jīng)過(guò)了一只VT7或VT8位置的IGBT管，所以使零線上多了一個(gè)管子壓降環(huán)節(jié)，增高了零地電壓。在雙直流電源UPS情況下，零線上沒(méi)有了VT7和VT8
圖6 兩種結(jié)構(gòu)UPS高次諧波濾波電流路徑
這個(gè)環(huán)節(jié)。但一般電池到機(jī)器之間都有一段距離，這就加長(zhǎng)了零線的長(zhǎng)度，也會(huì)使零線上的壓降有所增加。盡管如此，現(xiàn)代技術(shù)都會(huì)將兩種高頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS的零地電壓做到1V以下。
對(duì)于工頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS而言，由于有了輸出變壓器，就使得零線壓降的減小有了可能。如圖6（b）所示，工頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS高次諧波濾波電流路徑就短得多，因?yàn)檫@里高次諧波電流的回程路徑就在變壓器附近及內(nèi)部。
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