高頻機型UPS的幾個“致命弱點”論值得商榷
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圖5 新高頻機結構UPS的主電路原理圖
（三）“高頻機型UPS零地電壓偏高”
1. “零地電壓”偏高的機制
某處說“零地電壓偏高”也是個“致命弱點”，這種觀點也值得商榷。據(jù)說：來自IGBT脈寬調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，從而危害用電設備的安全運行”。在這里應該說明的是，工頻機型和高頻機型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”也應該是一樣的。而整流器則不然，可控硅整流器的干擾遠比IGBT整流器大得多，即使是12脈沖整流加11次諧波濾波器（增加了相當大的重量、體積和造價）一般也不能完全達到達到IGBT的指標。按照此處的說法，高頻機的兩項干擾就能直接加到UPS輸入供電系統(tǒng)和輸出供電系統(tǒng)的零線上，從而危害用電設備的安全運行；干擾更大的工頻機型UPS這兩項就加不到這些地方？實在令人匪夷所思。至于零地電壓是如何能加到用電設備上，后面有專門的討論。的確高頻機型UPS零地電壓和工頻機型UPS相比因無輸出隔離變壓器的次級接地環(huán)節(jié)，有時是“偏高”了一點。這是由于在單電源結構中電路結構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制（PWM），就是說正弦波電壓被“高頻”調制成寬度不等的方波形式輸出，但由于負載端需要的是正弦波電壓，所以在到達負載之前，PWM波必須經濾波器解調，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經濾波器被送回電源負端。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-->到達零線-->VT8-->GB-
從這里可以看出，由于零線經過了一只VT7或VT8位置的IGBT管，所以使零線上多了一個管子壓降環(huán)節(jié)，增高了零地電壓。在雙直流電源UPS情況下，零線上沒有了VT7和VT8
圖6 兩種結構UPS高次諧波濾波電流路徑
這個環(huán)節(jié)。但一般電池到機器之間都有一段距離，這就加長了零線的長度，也會使零線上的壓降有所增加。盡管如此，現(xiàn)代技術都會將兩種高頻機結構UPS的零地電壓做到1V以下。
對于工頻機結構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，工頻機結構UPS高次諧波濾波電流路徑就短得多，因為這里高次諧波電流的回程路徑就在變壓器附近及內部。
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