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      深層次剖析逆變電源的工作方式

      更新時間  2020-6-19 來源: 閱讀 130

      一、逆變電源系統運行方式按工作方式不同分為:
      1、后備式UPS
      市電正常時,市電通過簡單的穩壓濾波輸出供給負載設備,蓄電池處于充電狀態。當市電停電后,逆變器才開始工作,將蓄電池提供的直流電轉變為穩定的交流電輸出供給負載。此種運行方式為后備式UPS。它體積較小,電能轉換效率高,輸出電壓和頻率不能調整電能質量較差,負載切換時間較長,不適合于關鍵供電場所。
      逆變電源系統運行方式
      2、在線式UPS
      不管市電是否正常,負載所用的交流電壓都要經過逆變電路,即逆變電路始終處于工作狀態。在線式 UPS 一般為雙變換結構。所謂雙變換是指 UPS 正常工作時,電能經過了 AC/DC、DC/AC 兩次變換后再供給負載,同時配備有旁路在逆變器故障時可自動切換至旁路保證了負載的不間斷供電。
      二、逆變電源的算法主要有以下幾種:
      1、數字PID控制
      PID控制是一種具有幾十年應用經驗的控制算法,控制算法簡單,參數易于整定,設計過程中不過分依賴系統參數,魯棒性好,可靠性高,是目前應用最廣泛、最成熟的一種控制技術。它在模擬控制正弦波逆變電源系統中已經得到了廣泛的應用。將其數字化以后,它克服了模擬PID控制器的許多不足和缺點,可以方便調整PID參數,具有很大的靈活性和適應性。
      2、狀態反饋控制
      狀態反饋控制可以任意配置閉環控制系統的極點,實現了逆變電源控制系統極點的優化配置,有利于改善系統輸出的動態品質,具有良好的瞬態響應和較低的諧波畸變率。但在建立逆變器的狀態模型時將負載的動態特性考慮在內,因此狀態反饋控制只能針對空載和已知的負載進行建模。由于狀態反饋控制對系統模型參數的依賴性很強,使得系統的參數在發生變化時易導致穩態誤差的出現和以及動態特性的改變。例如對于非線性的整流負載,其控制效果就不是很理想。
      3、重復控制
      重復控制是近幾年發展起來的一種新型逆變電源控制方案,它可以克服整流型非線性負載引起的輸出波形周期性的畸變。重復控制的思想是假定前一周期出現的基波波形畸變將在下一個周期的同一時間重復出現,控制器根據給定信號和反饋信號的誤差來確定所需的校正信號,然后在下一個基波周期的同一時間將此信號疊加到原控制信號上,以消除后面各個周期將出現的重復性畸變。該控制方法具有良好的穩態輸出特性和非常好的魯棒性,但該方法在控制上具有一個周期的延遲,因而系統的動態響應較差。自適應重復控制方案,已經成功地應用于逆變器的控制中。


      三、在運行過程中存在以下幾種運行方式:
      1、正常運行方式
      市電經隔離、整流后輸入到逆變單元,逆變器將直流變換成220V交流電力后,通過靜態開關供給負荷。
      2、直流供電運行方式
      市電中斷時,負荷由直流提供能量經逆變器將直流變換成220V交流電力后,通過靜態開關供給負荷。無論交流輸入中斷或恢復都不會引起負荷供電間斷。當電池電壓低于1.75×n V 時,逆變器關閉,關閉前有聲光告警。
      3、旁路運行方式
      當逆變器故障、逆變器輸出端負荷過載或交直流輸入同時異常時,靜態開關在4mS內將負荷轉換到旁路供電。故障消除后靜態開關可以無間斷的將負荷由旁路轉換到逆變器供電。
      4、維修旁路運行方式
      當逆變裝置故障需拆除維修時,此時可將負荷轉移至維修旁路運行。
      5、母線并列運行方式
      當逆變裝置故障拆除檢修時,同樣可以合上母聯開關,采用兩段母線并聯的運行方式。
       

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