[发明专利]基于自耦移相变压器和双六脉波整流的UPS电源

说明书

技术领域

 本发明涉及电源技术领域，具体的说，涉及基于自耦移相变压器和双六脉波整流的UPS电源。

背景技术

全球工业化信息化经济对高品质的大功率UPS电源的需求越来越旺盛，鉴于工频UPS电源具有对供电环境适应能力强、可靠性高、抗冲击负载能力强等优点，工频UPS电源在各行业领域中得到广泛应用。为解决传统大功率三相工频UPS输入侧整流导致的电力谐波污染问题，一般采用基于全隔离12脉波自耦移相变压器T1，或者半功率12脉波自耦移相变压器T1平衡电抗器的12脉波整流技术，来抑制6脉波整流产生的5、7次谐波，该种方式存在12脉波自耦移相变压器T1体积大、重量重、成本高的问题；而且传统单一主功率回路结构不便于功率更大的UPS电源功率单元集成。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术的不足，提供一种结构紧凑、抗干扰能力强，且体积小、成本低、可有效降低侧电力谐波干扰的UPS电源拓扑结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于自耦移相变压器和双六脉波整流的UPS电源，其包括电源三相交流输入端、电源三相交流输出端、12脉波自耦移相变压器T1、两路并联连接的输出装置、储能装置、旁路静态开关装置和充电器；12脉波自耦移相变压器T1的三相交流输入端与电源三相交流输入端连接，12脉波自耦移相变压器T1设有两组三相交流输出端，分别为超前组三相交流输出端和滞后组三相交流输出端，其中一路输出装置包括依次连接的超前组6脉波整流器、超前组三相逆变器、超前组工频隔离变压器T2以及超前组主路静态开关装置；另一路输出装置包括依次连接的滞后组6脉波整流器、滞后组三相逆变器、滞后组工频隔离变压器T3以及滞后组主路静态开关装置；所述超前组三相交流输出端与超前组6脉波整流器的三相交流输入端连接，滞后组三相交流输出端与滞后组6脉波整流器的三相交流输入端连接；超前组主路静态开关装置的三相交流输出端和滞后组主路静态开关装置的三相交流输出端分别与电源三相交流输出端连接，旁路静态开关装置的三相交流输出端亦与电源三相交流输出端连接；所述储能装置设有超前组输出端和滞后组输出端，超前组输出端与超前组三相逆变器的直流输入端连接，滞后组输出端与滞后组三相逆变器的直流输入端连接；储能装置的输入端与充电器的直流输出端连接，充电器的三相交流端与电源三相交流输入端连接，旁路静态开关装置的三相交流输入端亦与电源三相交流输入端连接。

进一步地，12脉波自耦移相变压器T1输出到上述并联两路的输出装置的三相交流电的相互相位差为30度。

进一步地，所述储能装置包括蓄电池组和两个用于电流定向流动的定向耦合单元，一个定向耦合单元的两个输出端分别与超前组三相逆变器的输入端的正极和滞后组三相逆变器的输入端的正极连接，且该定向耦合单元的输入端与蓄电池组的正极连接；另一个定向耦合单元的两个输出端分别与超前组三相逆变器的输入端的负极和滞后组三相逆变器的输入端的负极连接，且该定向耦合单元的输入端与蓄电池组的负极连接；所述充电器的直流输出端与蓄电池组连接；超前组6脉波组整流器的输出电压和滞后组6脉波组整流器的输出电压均高于所述蓄电池组的电压。实际实行时，超前组6脉波组整流器的输出电压和滞后组6脉波组整流器的输出电压均略高于所述蓄电池组的电压，均高出0.01~1V左右的电压。

进一步地，所述定向耦合单元包括两个二极管，所述一个定向耦合单元的两个二极管的正极分别与超前组三相逆变器的直流输入端的正极和滞后组三相逆变器的直流输入端的正极连接，且所述一个定向耦合单元的两个二极管的负极均与蓄电池组的正极连接；所述另一个定向耦合单元的两个二极管的负极分别与超前组三相逆变器的直流输入端的负极和滞后组三相逆变器的直流输入端的负极连接，且所述另一个定向耦合单元的两个二极管的正极分别与蓄电池组的负极连接。

进一步地，所述定向耦合单元还包括一个开关组，开关组包括两个开关装置，两个开关装置分别与定向耦合单元的两个二极管并联连接。

进一步地，所述储能装置还包括接触器JK1、JK2，分别与超前组三相逆变器的直流输入端的正极和负极连接的两个二极管D1、D2为超前组二极管，分别与滞后组三相逆变器的直流输入端的正极和负极连接的两个二极管D3、D4为滞后组二极管；超前组二极管的两个二极管D1、D2分别并联接触器JK1的主触头，滞后组二极管的两个二极管D3、D4分别并联接触器JK2的主触头。