br>[0024]圖6是根據(jù)本公開一個方面的三線無變壓器雙轉換UPS系統(tǒng)的基本框圖。
[0025]對應的附圖標記在附圖的數(shù)個視圖中通篇表示對應的部分。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述實例實施方式。
[0027]在三線無變壓器UPS系統(tǒng)中存在兩種通常使用類型的PffM控制，即，正弦三角PffM和空間矢量PWM。通過將參考電壓與載波信號300相比較來生成脈沖寬度，如圖3中所示。由圖3中的302標記正弦三角參考電壓，由圖3中的304標記空間矢量參考電壓。
[0028]空間矢量參考電壓具有諧波分量然而正弦三角參考是完美正弦波。空間矢量信號中的諧波包括三次諧波，例如，第三諧波、第九諧波等。這些三次諧波在從線對地測量時創(chuàng)建UPS系統(tǒng)的輸出電壓中的共模電壓，也就是說，同樣的共模電壓同時地存在于三線系統(tǒng)的所有三個相上。這些諧波由于差分測量將會消除共模電壓所以當從線間測量時不存在。對于三線系統(tǒng)，負載總是線至線以及所以空間矢量PWM完全合適。然而，當逆變器與接地的旁路電源并聯(lián)時，如圖1中所示，共模電壓將會驅動會引起電源(二者之一或者旁路電源和整流器電源這二者)問題的共模電流(共模電流路徑142)。應當理解的是，盡管旁路電源和整流器電源接地，通常是具有地端的Y字形電源，但是此地端并未引入到UPS系統(tǒng)的雙轉換部分中。
[0029]正弦三角PffM控制由于它不包含此共模電壓所以不具有此缺點。然而，正弦三角PWM控制的缺陷是需要較高DC總線電壓以生成同樣的AC輸出電壓。圖4示出了空間矢量PWM控制和正弦三角PffM控制的等效線間電壓。由圖4中的400標記空間矢量PffM控制的線間電壓以及由圖4中的402標記正弦三角PffM控制的線間電壓。如從圖4可以看出的，空間矢量線間電壓信號比正弦三角電壓信號高出大約15%所以使用空間矢量PffM控制時的DC總線電壓可以比使用正弦三角PffM控制時低15%，允許較低額定電壓部件的使用，特別是對于整流器、逆變器、整流器輸入電感器、整流器輸入電容器、逆變器輸出電感器以及逆變器輸出電容器。
[0030]根據(jù)本公開的一個方面，使用正弦三角PffM控制和空間矢量PffM控制來控制利用單獨整流器電源132和旁路電源140的三線無變壓器UPS系統(tǒng)的逆變器，如，UPS系統(tǒng)600 (圖6)的逆變器112。UPS系統(tǒng)600除了 UPS系統(tǒng)600沒有共模扼流圈102并且控制模塊122’被配置成使用正弦三角PffM控制和空間矢量PffM控制這二者來控制逆變器112以外基本上與UPS系統(tǒng)100 —樣。
[0031]使用正弦三角PffM控制還是空間矢量PffM控制取決于UPS系統(tǒng)的工作模式。參照UPS系統(tǒng)100，當UPS系統(tǒng)100在雙轉換模式中工作時，逆變器112將所有電能供給到負載138所以使用空間矢量PffM控制來控制逆變器112以在逆變器112的輸出端133處生成完全線間電壓。當負載138轉移至旁路時，控制模塊122在逆變器112與旁路電源140并聯(lián)時的期間切換成在負載138向旁路的轉移期間用來控制逆變器112的正弦三角PffM控制。一旦負載138完全轉移至旁路，逆變器112就停止運轉以節(jié)省電能。同樣，當UPS系統(tǒng)100處于逆變器112持續(xù)地與旁路電源140并聯(lián)的能量節(jié)省模式中時，使用正弦三角PffM控制來控制逆變器112。UPS系統(tǒng)600是800KVA UPS系統(tǒng)的圖5中示出了基于UPS系統(tǒng)100的工作模式在兩個PWM控制之間改變的好處。如圖5中所示，在UPS系統(tǒng)600處于能量節(jié)省模式中時使用正弦三角PWM控制來控制逆變器112致使共模電流通過約50安培有效值的路徑142(圖6)循環(huán)。相比之下，如果在UPS系統(tǒng)600處于能量節(jié)省模式中時使用了空間矢量PWM控制來控制逆變器112，則致使共模電流通過約400安培有效值的路徑142循環(huán)。
[0032]如本領域普通技術人員將會理解的，在能量節(jié)省模式中旁路開關閉合并且旁路電源是去往負載的電能主要來源。UPS系統(tǒng)的逆變器與旁路電源并聯(lián)以調節(jié)提供給負載的電能來改進電能的質量，如，諧波減少。
[0033]替代途徑是僅使用正弦三角PffM控制(這需要使用較高額定電壓部件)或空間矢量PffM控制(這需要使用共模扼流圈)。如上所述，這些替選方案這二者均增加成本而且降低UPS系統(tǒng)的效率。
[0034]實施上述類型PffM控制的控制模塊122’可以是或者包括數(shù)字處理器(DSP)、微處理器、微控制器、或者編程有實施上述類型PWM控制的軟件的其他可編程器件。應當理解的是，可以使用其他邏輯器件，如，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、復雜可編程邏輯器件(CPLD)、或者專用集成電路(ASIC)。當敘述控制模塊122’執(zhí)行功能或被配置成執(zhí)行功能(如，控制逆變器112)時，應當理解的是，控制模塊122’被配置成用適當?shù)倪壿?軟件、硬件、或者二者的組合)(如，通過適當?shù)能浖?、包括離散邏輯和集成邏輯的電子電路、或者其組合)來這樣做。
[0035]為了示例和描述的目的提供了實施方式的以上描述。它并非意在窮舉或限制本公開。特定實施方式的各個元件或特征通常不限于該特定實施方式，但是在可應用的情況下是可互換的并且可以在所選擇的實施方式中使用，即使是在未具體示出或描述的情況下。同樣的內(nèi)容也可以通過許多方式變化。這種變化不被視為脫離本公開，并且所有這種修改意在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于控制具有整流器和旁路開關的雙轉換三線無變壓器不間斷供電系統(tǒng)的方法，整流器耦接至整流器電源，旁路開關耦接至旁路電源，其中，整流器電源和旁路電源是不同電源，不間斷供電系統(tǒng)包括逆變器和控制模塊，所述方法包括: 當逆變器與旁路電源并聯(lián)時用無共模注入的脈沖寬度調制控制和當逆變器未與旁路電源并聯(lián)時用有共模注入的脈沖寬度調制控制，來使用控制模塊控制逆變器。2.根據(jù)權利要求1的方法，其中，用無共模注入的脈沖寬度調制控制來控制逆變器包括用正弦三角脈沖寬度調制控制來控制逆變器，用有共模注入的脈沖寬度調制控制來控制逆變器包括用空間矢量脈沖寬度調制控制來控制逆變器。3.一種雙轉換三線不間斷供電系統(tǒng)，包括: 整流器，在整流器和整流器電源之間無串聯(lián)共模扼流圈的情況下耦接至整流器電源，整流器的輸出端耦接至逆變器的輸入端； 旁路開關，耦接至與整流器電源不同的旁路電源；以及 控制模塊，用于控制整流器、旁路開關和逆變器，控制模塊被配置成當逆變器與旁路電源并聯(lián)時用無共模注入的脈沖寬度調制控制來控制逆變器以及當逆變器未與旁路電源并聯(lián)時用有共模注入的脈沖寬度調制控制來控制逆變器。4.根據(jù)權利要求3的不間斷供電系統(tǒng)，其中，無共模注入的脈沖寬度調制控制是正弦三角脈沖寬度調制控制，有共模注入的脈沖寬度調制控制是空間矢量脈沖寬度調制控制。
【專利摘要】本公開涉及用于控制具有整流器和旁路開關的雙轉換三線無變壓器不間斷供電系統(tǒng)的方法以及雙轉換三線不間斷供電系統(tǒng)。通過根據(jù)逆變器是否與旁路電源并聯(lián)而使用不同類型的PWM控制來去除使用不同整流器電源和旁路電源的三線無變壓器UPS系統(tǒng)中的共模扼流圈。當逆變器與旁路電源并聯(lián)時，使用無共模電壓注入的PWM類型。當逆變器未與旁路電源并聯(lián)時，使用有共模電壓注入的PWM控制類型。在一方面中，無共模電壓注入的PWM控制是正弦三角PWM，有共模電壓注入的PWM控制是空間矢量PWM。
【IPC分類】H02J9/00
【公開號】CN105048622
【申請?zhí)枴緾N201510088757
【發(fā)明人】埃德溫·夏爾斯, 特里·D·布什, 布萊恩·P·希伯, 查爾斯·F·布萊爾
【申請人】力博特公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年2月26日
【公告號】US20150244206