CN202111493U - 一种三相高功率因数不间断电源 - Google Patents

一种三相高功率因数不间断电源 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种三相高功率因数不间断电源。在传统的不间断电源前端用三相有源高功率因数前端机替代原有的二极管整流桥。并在输入三相进线母线回路上各串联一个电感器。通过DSP控制器产生SVPWM波形供三相有源高功率因数前端机工作。即可完成提高功率因数从原来的0.7到0.99；提高效率从原来的75%到97%以上；减小网侧谐波电流从原来的30%到3%功能。使本不间断电源减小了无功，节省了电能，减小了对电网的谐波污染，真正的达到了绿色电源的标准。

Description

一种三相高功率因数不间断电源
技术领域
 本发明应用在三相大功率不间断电源上，在传统不间断电源前端加装三相有源高功率因数前端机，与传统不间断电源相比，在保留原有所有功能的基础上提高了整机的输入功率因数，提高了整机工作效率，减小了网侧谐波干扰。
背景技术
在传统的不间断电源前端的二极管桥式整流，首先因二极管自身压降影响，造成电流波形畸变，产生的谐波严重的影响了网侧电能质量。其次二极管整流桥传递能量是不可逆的，所以电路无功功率会增加，浪费了大量电能。
随着大量非线性负荷与大量非线性电力电子变换器的使用，电网谐波污染问题日益严重，已经造成了巨大危害，亟待进行综合治理。电网谐波的主要危害是在高频谐波电流通过导体时，集肤效应使导体对谐波电流的有效电阻增加，引起严重的附加损耗，造成电力设备的效率和利用率下降；高次谐波电流使电网损耗增大，谐波还使三相供电系统中的中性线的电流增大，导致中性线过载；电网谐波还会影响继电保护和自动装置的工作和可靠性，使测量和计量仪器的指示和计量不准确，干扰通信系统的工作等等。
目前欧洲已经制定了相关的法律法规对用电用户进行了严格的电能质量控制，不符合规定的企业不允许投入运行生产。在国内电力公司对企业用电户的功率因数指标也开始进行强制考核，低于0.94的用户会给予经济处罚，配电功率因数高的用户单位给予一定奖励。所以提高配电功率因数对企业来讲已经是一件迫在眉睫的事情，这不仅会带来社会效益，而且能带来经济利益的好事情。
目前，单相功率因数校正技术的研究比较多，在电路拓扑和控制方面都相当成熟，而三相功率因数校正的研究则相对较晚较少。近年来随着PFC技术的研究的不断深入，三相PFC日益引起人们的重视。本系统就是针对解决上述问题所设计开发的新一代绿色不间断电源。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种三相高功率因数不间断电源。
技术方案：提供一种三相高功率因数不间断电源，其特征在于，所述三相高功率因数不间断电源的接线端子的1脚与空开K1的1脚和旁路开关K2的2脚连接，接线端子的2脚与空开K1的3脚和旁路开关K2的4脚连接，接线端子的3脚与空开K1的5脚和旁路开关K2的6脚连接，接线端子的4脚直接与旁路开关K2的8脚连接；空开K1的2、4、6脚接热保护FR的1、3、5脚；热保护FR的2脚接电感器L1的1脚，L1的2脚穿过电流互感器M1接到场效应管Q1的漏极和场效应管Q4的源极上；热保护FR的4脚接电感器L2的1脚，电感器L2的2脚穿过电流互感器M2接到场效应管Q2的漏极和场效应管Q5的源极上；热保护FR的6脚接电感器L3的1脚，电感器L3的2脚穿过电流互感器M3接到场效应管Q3的漏极和场效应管Q6的源极上；场效应管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成一个三相有源整流桥，其中场效应管Q1的栅极接控制电路板的2脚，场效应管Q4的栅极接控制电路板的1脚，场效应管Q2的栅极接控制电路板的4脚，场效应管Q5的栅极接控制电路板的3脚，场效应管Q3的栅极接控制电路板的6脚，场效应管Q6的栅极接控制电路板的5脚场效应管；场效应管Q1、Q2、Q3的源极连接到一起然后接到电感器L4的1脚，电感器L4的2脚一路通过二极管D2的阳极连接到逆变模块的4脚，一路连接到电容器C1、C2、C4、C6及场效应管Q7的1脚，场效应管Q7的2脚接保险F1的1脚，保险F1的2脚接电感器L5的1脚，电感器L5的2脚通过互感器M4接后备蓄电池正极；场效应管Q7的3脚接控制电路板的7脚，互感器M4接控制电路板的9脚；场效应管Q4、Q5、Q6的2脚一路通过二极管D1的阴极连接到逆变模块5脚，一路接到电容器C1、C3、C6、C5的2脚，后接到后备蓄电池负极；逆变模块输出1脚接隔离变压器T1的2脚，2脚接隔离变压器T1的1脚，3脚接隔离变压器T1的3脚，逆变模块输出的三相三线电源经过隔离变压器T1的角星变换，付边输出4、5、6、7脚分别接旁路开关的7、1、3、5脚。
有益技术效果：在传统的不间断电源前端用三相有源高功率因数前端机替代原有的二极管整流桥。并在输入三相进线母线回路上各串联一个电感器。通过DSP控制器产生SVPWM波形供三相有源高功率因数前端机工作。即可完成提高功率因数从原来的0.7到0.99；提高效率从原来的75%到97%以上；减小网侧谐波电流从原来的30%到3%功能。使本不间断电源减小了无功，节省了电能，减小了对电网的谐波污染，真正的达到了绿色电源的标准。
附图说明
图1本发明的三相高功率因数不间断电源电路图。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1，在本实施例中，如图1所示，三相AC380V电源通过接线端子J1接入本系统，接线端子的1脚与空开K1的1脚和旁路开关K2的2脚连接，接线端子的2脚与空开K1的3脚和旁路开关K2的4脚连接，接线端子的3脚与空开K1的5脚和旁路开关K2的6脚连接，接线端子的4脚直接与旁路开关K2的8脚连接。当设备故障时可以断开K1，并把K2转到旁路，此时设备断电进入维修状态，负载还可正常工作。空开K1的2、4、6脚接热保护FR的1、3、5脚，作为设备的过流保护。热保护FR的2脚接电感器L1的1脚，L1的2脚穿过电流互感器M1接到Q1的漏极和Q4的源极上。热保护FR的4脚接电感器L2的1脚，L2的2脚穿过电流互感器M2接到Q2的漏极和Q5的源极上。热保护FR的6脚接电感器L3的1脚，L3的2脚穿过电流互感器M3接到Q3的漏极和Q6的源极上。Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、组成一个三相有源整流桥，也是本电源实现高功率因数的核心元件。其中Q1的栅极接控制电路板的2脚，Q4的栅极接控制电路板的1脚，Q2的栅极接控制电路板的4脚，Q5的栅极接控制电路板的3脚，Q3的栅极接控制电路板的6脚，Q6的栅极接控制电路板的5脚，整个控制电路板产生SVPWM波形来控制三相有源整流桥的工作状态。Q1、Q2、Q3的源极连接到一起然后接到L4的1脚，L4的2脚一路通过二极管D2的阳极连接到逆变模块的4脚，一路连接到C1、C2、C4、C6、Q7的1脚，Q7的2脚接保险F1的1脚，保险F1的2脚接L5的1脚，L5的2脚通过互感器M4接后备蓄电池正极。Q7的3脚接控制电路板的7脚，互感器M4接控制电路板的9脚，控制电路通过采样M4的信号，来决定充电开关管Q7的工作状态来给蓄电池组充电，完成智能充电的全过程。Q4、Q5、Q6的2脚一路通过二极管D1的阴极连接到逆变模块5脚，一路接到C1、C3、C6、C5的2脚，后接到后备蓄电池负极。逆变模块输出1脚接隔离变压器T1的2脚，2脚接隔离变压器T1的1脚，3脚接隔离变压器T1的3脚，逆变模块输出的三相三线电源经过隔离变压器T1的角星变换，付边输出4、5、6、7脚分别接旁路开关的7、1、3、5脚。设备正常工作时K2置在“运行”位置，隔离变压器直接输出给负载供电，当设备故障时K2转换到“旁路”位置。
以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种三相高功率因数不间断电源，其特征在于，所述三相高功率因数不间断电源的接线端子的1脚与空开（K1）的1脚和旁路开关（K2）的2脚连接，接线端子的2脚与空开K1的3脚和旁路开关（K2）的4脚连接，接线端子的3脚与空开（K1）的5脚和旁路开关（K2）的6脚连接，接线端子的4脚直接与旁路开关（K2）的8脚连接；空开（K1）的2、4、6脚接热保护（FR）的1、3、5脚；热保护FR的2脚接电感器（L1）的1脚，（L1）的2脚穿过电流互感器（M1）接到场效应管（Q1）的漏极和场效应管（Q4）的源极上；热保护（FR）的4脚接电感器（L2）的1脚，电感器（L2）的2脚穿过电流互感器（M2）接到场效应管（Q2）的漏极和场效应管（Q5）的源极上；热保护（FR）的6脚接电感器（L3）的1脚，电感器（L3）的2脚穿过电流互感器（M3）接到场效应管（Q3）的漏极和场效应管（Q6）的源极上；场效应管（Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6）组成一个三相有源整流桥，其中场效应管（Q1）的栅极接控制电路板的2脚，场效应管（Q4）的栅极接控制电路板的1脚，场效应管（Q2）的栅极接控制电路板的4脚，场效应管（Q5）的栅极接控制电路板的3脚，场效应管（Q3）的栅极接控制电路板的6脚，场效应管（Q6）的栅极接控制电路板的5脚场效应管；场效应管（Q1、Q2、Q3）的源极连接到一起然后接到电感器（L4）的1脚，电感器（L4）的2脚一路通过二极管（D2）的阳极连接到逆变模块的4脚，一路连接到电容器（C1、C2、C4、C6）及场效应管（Q7）的1脚，场效应管（Q7）的2脚接保险（F1）的1脚，保险（F1）的2脚接电感器（L5）的1脚，电感器（L5）的2脚通过互感器（M4）接后备蓄电池正极；场效应管（Q7）的3脚接控制电路板的7脚，互感器（M4）接控制电路板的9脚；场效应管（Q4、Q5、Q6）的2脚一路通过二极管（D1）的阴极连接到逆变模块5脚，一路接到电容器（C1、C3、C6、C5）的2脚，后接到后备蓄电池负极；逆变模块输出1脚接隔离变压器（T1）的2脚，2脚接隔离变压器（T1）的1脚，3脚接隔离变压器（T1）的3脚，逆变模块输出的三相三线电源经过隔离变压器（T1）的角星变换，付边输出4、5、6、7脚分别接旁路开关的7、1、3、5脚。
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