UPS逆變模塊的Nm冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)和均流

作者：時間：2011-03-22 來源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/179364.htm

2.1.1 監(jiān)控均流母線對地短路故障的措施

均流母線工作正常時電壓U_B為一定值，且等于各模塊電流I_k檢測信號電壓U_Ik的平均值；而均流母線短路時其電壓U_B=0，利用這個特點(diǎn)，在均流電路中接一個均流母線電壓檢測電路，就可以及時發(fā)現(xiàn)母線短路故障。檢測電路如圖5所示，它由光耦、繼電器和聲光報警器組成。

圖5 均流母線對地短路報警信號

2.1.2 任一模塊不工作時的監(jiān)控措施

模塊失效時，其輸出電流也為零，相應(yīng)的模塊電流I_k檢測信號電壓U_Ik=0，即圖6中a點(diǎn)電壓等于零。因此，在整流放大器的輸出端接一個電壓檢測電路，就可以實(shí)現(xiàn)對模塊失效的監(jiān)控。監(jiān)控電路如圖6所示，它由光耦、繼電器和聲光報警器組成。模塊正常工作時，U_Ik>0，光耦導(dǎo)通，繼電器K工作，K的常開接點(diǎn)閉合，均流采樣電阻R接入母線，K的常閉接點(diǎn)斷開，報警器不工作；當(dāng)模塊失效時，U_Ik=0，光耦截止，K失電，K的常開接點(diǎn)斷開，模塊與母線隔離，保證了其他模塊不下調(diào)，K的常閉接點(diǎn)閉合，報警器工作，告知用戶該模塊失效。

圖6 模塊失效監(jiān)控電路

2.2 民主均流法

民主均流（democratic）法或稱自治（autonomous）法是另一種自動均流法，它是按最大電流（highest current）自動均流的，這種均流法也有人將其稱作自動民主均流法。其電路是在圖4所示的自動均流法電路中，將采樣電阻換成二極管而成的。二極管的正端接在a點(diǎn)上，負(fù)端接在b點(diǎn)上，由于N個二極管的負(fù)極都接在了均流母線上，處于相同的電位，則N個并聯(lián)模塊中只有輸出電流最大的那個模塊的負(fù)載電流檢測信號電壓U_Ik最高。因此，也只有輸出電流最大的那個模塊，才能使與它連接的二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通后使均流母線上的電壓U_B=U_Ik，其他的二極管因受反偏置而截止。與截止二極管對應(yīng)的模塊，就以均流母線上的電壓為基準(zhǔn)來調(diào)整各自的輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)均流。

從以上分析可知，民主均流法實(shí)質(zhì)上是在N個并聯(lián)的模塊中，輸出電流最大的模塊將自動成為主模塊，其余的模塊則成為從模塊，各個從模塊的電壓誤差依次被整定，以調(diào)節(jié)負(fù)載電流分配的不均衡。由于N個并聯(lián)的模塊中，事先沒有人為設(shè)定哪個模塊為主模塊，而是按輸出電流的大小隨機(jī)排序，輸出電流大的模塊自動成為主模塊，所以人們稱此種均流法為自動民主均流法，或民主自動主從設(shè)定均流法。民主均流法（即按最大電流自動均流）的原理框圖如圖7所示。圖中模塊k的電流檢測信號U_Ik經(jīng)過一個二極管接到均流母線上，均流母線上的電壓U_B=max│U_Ik，k=1，2，……，N│反映N個并聯(lián)模塊中最大的一個模塊電流。均流控制器SC_k的輸入是最大的模塊電流與各從模塊電流的差值。以N=2為例，假定模塊1的輸出電流大于模塊2的輸出電流，則U_I₁>U_I₂，U_I₁使二極管VD₁導(dǎo)通，U_B=U_I₁。由于U_I₂U_B=U_I₁，所以二極管VD₂截止。SC₁的輸出電壓U_c1=0，SC₂的輸出電壓U_c2=＋U_c2，＋U_c2使模塊2的基準(zhǔn)電壓增大，并使模塊2的輸出電流增加，達(dá)到均流目的，此時，U_I₁=U_I₂=U_B，I₁=I₂=I_L/2。

（a）電路框圖

（b）電壓跟隨器電路圖

圖7 民主均流法的原理電路框圖

在正常情況下，各模塊的輸出電流是相等的，如果由于某個原因使模塊k的輸出電流突然增大，則模塊k自動成為主模塊，其他的N－1個模塊自動成為從模塊。這時U_B=U_Ik>U_Im，各個從模塊U_Im（m=1，2，……，k－1，k＋1，……，N）與U_B（即U_I_max）比較后，通過SC_m調(diào)整基準(zhǔn)電壓U_rk，自動實(shí)現(xiàn)均流。