Delta變換技術(shù)之主逆變器的逆變/整流狀態(tài)整合

主逆變器同樣是可雙向傳輸功率的四象限高頻半橋式變換器，工作頻率在l5kHz左右，它并聯(lián)在UPS輸出端，從兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)取出屯壓經(jīng)電感電容濾波后直接向負(fù)載輸出。主逆變器在逆變狀態(tài)時(shí)，向負(fù)載輸出功率，反之，在整流狀態(tài)時(shí)，從叨?S輸出端(實(shí)際上是從叨，S輸入端)吸收功率。下面，簡(jiǎn)單介紹一下主逆變器在兩種狀態(tài)下的工作過程。

1、逆變狀態(tài)

圖2-41所示為主逆變器逆變狀態(tài)的等效電路及工作過程。我們分析其工作過程時(shí)，先按輸出電壓正半周和負(fù)半周把它分解為兩個(gè)降壓型開關(guān)電路(Buck)。在輸出電壓的正半周時(shí)，降壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT1、續(xù)流二極管VD2和電感「組成。VTI開通時(shí)電容C，上的正電壓(384V)通過電感「向負(fù)載輸出功率，電感「中的電流線性上升;當(dāng)VT，由開通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感「的續(xù)流作用，感應(yīng)電壓使W乃導(dǎo)通，續(xù)流電流由電容C2提供，其電流方向?qū)嶋H上是給電容C2充電。在輸出電壓的負(fù)半周時(shí)，降壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT1、續(xù)流二極管WD，和電感「組成。VT2開通時(shí)，電容C2上的負(fù)電壓(-384V)通過電感「形成輸出電壓的負(fù)半周，電感「中電流線性上升，VT2由開通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感的續(xù)流作用使二極管VD2通導(dǎo)，其電流方向?qū)嶋H上是給電容C1，充電。在電路中，輸出電容C是容量不大的交流濾波電容器，設(shè)置它的主要目的是與電感「一起濾除逆變器15肝忙開關(guān)脈動(dòng)電壓和千擾信號(hào)，使輸出電壓為平滑的工弦波。

由圖2-41所示的工作過程和輸出電壓波形可知：

當(dāng)開關(guān)管的控制波形按正弦規(guī)律變化(SPWM)時(shí)，輸出電壓肯定是正弦波;

改變開關(guān)管VT1，、VT2的開關(guān)占空比，即可調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，例如，正半周時(shí)若加長(zhǎng)VT，通導(dǎo)的時(shí)間(W乃續(xù)流時(shí)間縮短)，則輸出電壓升高，反之，若縮短VT，通導(dǎo)時(shí)間(VT1續(xù)流時(shí)間加長(zhǎng))，則輸出電壓降低;負(fù)半周時(shí)若加長(zhǎng)VT2的通導(dǎo)時(shí)間()刀，續(xù)流時(shí)間縮短)，則輸出電壓升高，反之，則輸出電壓降低;

正半周時(shí)，VT?高頻通斷工作，電容C，放電，DV1續(xù)流，C2充電，負(fù)半周時(shí)，VT2高頻通斷工作，電容C2放電，WD，續(xù)流，C，充電。兩個(gè)電容不管是充電還是放電，持續(xù)時(shí)間都是5OHz的半周，即lOms，所以電容C，和C2都應(yīng)取得足夠大，盡量減小直流母線的5OHz紋波;

當(dāng)輸入電壓比輸出額定電壓高時(shí)，主逆變器處于逆變狀態(tài)，直流母線電壓隨著輸出功率過程而下降，Delta逆變器在感知直流母線電壓下降后，將從主電路吸收功率(對(duì)主電路形成負(fù)補(bǔ)償)給直流母線升壓，以維持該電壓(實(shí)際上是電池電壓)穩(wěn)定不變;也就是說，主逆變器逆變狀態(tài)時(shí)直流母線的電流由Delta變換器向主逆變器輸送，并不需要電池釋放或者吸收功率。Delta變換器向主逆變器傳送的電流是它在對(duì)主電路做負(fù)電壓補(bǔ)償時(shí)由主電路以功率的形式吸收來的。

2、整流狀態(tài)

圖2-42所示是主逆變器的整流狀態(tài)等效電路及工作過程。此時(shí)可等效為兩個(gè)升壓開關(guān)電路(Boost)，輸出電壓正半周時(shí)，升壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT2、續(xù)流二極管WD，和電感組成。當(dāng)VT2導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓通過電感使電容C1(-384V)放電，電感儲(chǔ)能，電感中電流線性上升，當(dāng)VT2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止后，由于電感的續(xù)流作用，感應(yīng)電壓使WD，導(dǎo)通，續(xù)流電流向電容C，充電，完成整流功能;當(dāng)輸出電壓負(fù)半周時(shí)，升壓開關(guān)電路由開關(guān)管VT，、續(xù)流二極管W乃和電感組成，VT，導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓通過電感使電容C，(+384V)放電，此時(shí)電感儲(chǔ)能。

特別要指出的是，頻率同步電路的效果絲毫不會(huì)影響輸出電壓此與輸入電壓邱同頻同相，在DeIta變換叨裕中，輸出電壓與輸入電壓之間根本不存在頻差及相差司題?？刂齐娐吩O(shè)置頻率同步功能僅僅是為了使兩個(gè)變換器工作在最佳狀態(tài)，并使對(duì)輸入電壓和負(fù)載電流諧波的補(bǔ)償功能有比較理想的效果。