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1、2.对市电电网输入电流的补偿对市电电网输入电流的补偿 对市电电网输入电流的补偿是由 Delta 逆变器 1 来完成。图 8-6 的左下方给出了 Delta 逆变 器 1 对市电电网输入电流进行补偿时的检测和控制电路，为讨论方便起见，我们将单独画在图 8-7 中。图中输入电流 I 是从负载侧的负载电流，当负载为非纯电阻时，负载电流可L以表示为 (8-1)InIqIpIl式中 IP负载电流中的基波有功电流 Iq 负载电流中的基波无功电流 In 负载电流中的谐波电流总和另外，负载电流 IL的傅里叶级数表达式为IL=I1msin(wt+)； nnnnwtInm.3 , 2)sin() 1= (8-2)
2、sin(cossinsincos.3 , 21111n nnnmmmnwtIwtIwtI 式中 -基波电流的幅值；mI1n-电流谐波次数；-基波电流滞后与电压的相位角；1-n 次谐波电流滞后于次谐波电压的相位角。n比较式(8-1)和式(8-2)可以得出：wtIImPsincos11)sin(cossin.3,211n nnmnmq nwtIIwtII 负载电流经低通滤波器 1 将谐波滤掉，余下的基波电流与基准正弦波电压nIqPIII1输送到乘法器 1，乘法器 1 的输出为wtUUrmrsinwtUwtIwtIwtUIIUIFrmmmrmqpr sin)cossinsincos(sin)(111
3、11 （ 8-3）)2sin(sin2)2cos(cos2cos211 11 11wtUIwtUIUIrmm rmm rmm从 F 的表达式中可以看出，包含有直流分量和二次谐波。经打低通滤波器 2 的滤波和放 大，其输出为（8-11cos21rmmUKIg 4） 式中 K 低通滤波器 2 的放大倍数。 为了消除对市电电网电压的波动进行补偿时，蓄电池电压的变化对市电电网输入电流补偿 造成的影响，在检测电路中引入了。与在乘法器 2 中相乘后，得到输出（8-5） wtIKUwtUUKIgUImrmrmrmmrpsincos21sincos2111211*K 取适当的数值，使，则22rmKUpmPIw
4、tIIsincos11*在比较器中，与进行比较，得到LIPInqPnqPPLCIIIIIIIII)(将作为 Delta 逆变器 1 的调制波指令信号，采用 SPWM 控制法，可以自变压器 T 的副边CI得到补偿电流，从而抵消了市电电网输入电流中的无功电流分量和谐波分量，输入nqII 电流中只有基波电流，基波电流与市电电网电压同相位，既输入功率因数。11COS3.对输出电压波动及其谐波的补偿对输出电压波动及其谐波的补偿对输出电压波动及其谐波的补偿是由逆变器 2 来完成的。逆变器 2 对输出电压波动及其谐 波进行补偿时的检测和控制电路的原理图表示在图的右下角。为讨论方便起见，我们将其 单独画出图
5、8-8 中。从图中可知，控制方法为瞬时值比较法。 假设输出电压的波动归一化到输出电压的谐波，输出电压可认为是基波电压和谐波电压的合成，即nwtUwtUUUUnnmmnL sinsin.3 , 211 式中 基波电压1U基波电压的幅值mU1谐波电压nU谐波电压的幅值nmU从图 8-8 可以看出，SPWM 调制波指令信号 是基准正弦波电压 减去输出电压 与基准正弦 波电压 之差，即(8-7)(rLrCUUUU将式（8-6）和带入式（8-7）中，得wtUUrmrsin(8-8)nwtUwtUwtUUnnmmrmCsinsinsin2.3 , 21 在采用三角形波瞬时值比较法时，假设三角形波的频率为
6、，幅值为 ，载波比 cfcmU，调制度 M 为 50cfN (8-9)211122MMUUUUUUUUU Mcmnmcmmrmcmnmmrm 式中， 为基波分量调制度； cmmrmUUUM112为谐波分量调制度。 cmnmUUM2若 Delta 逆变器 2 为全桥式逆变电路，其直流输入电源电压为 ，Delta 逆变器CCV2 输出电压 的傅立叶级数表达式为(8-10)式（8-10）中的第 2 项和第 4 项为特高次谐波，被滤波器 滤掉，得到22CL+ (8-11) ABUwtVMCCsin1nwtVMCC nnsin.3 , 22 将 和 的表达式带入式（8-11）中，可得到1M2M+cmmr
7、m ABUUUU12wtVCCsincmnmUU nwtVCCsin)sin(cos)(2sin)sin(cos)(2sin,.2, 1.3, 12.3 , 22.2, 1.3, 11 1nwtnNmmmMmJVnwtVMwtnmNmmnMJVwtVMUmmnnnCC CC nnmmnnnCC CCAB (8-12)nwtCC nncmnm CC cmm CC CMrmVUUwtVUUwtVUUsin .3 , 21sinsin2 令，则1 cmCCUV（8-13）nwtUwtUwtUUnnnmmrmABsinsinsin2.3 , 21 假设电电网电压 U由基波和谐波组成，则（8-nwtUw
8、tnnnmsinsinUU.3 , 21m 14） 从图 8-6 中可以看出，根据结点电压法，在 C 处可以得到)11()11(21212121wLwLwLU wLUUwLU wLUUwLwLABLAB L 令,则LLL21(8-15)22)(1 ABABLUUwLUUwLU 将式（8-13）和式（8-14）带入式（8-15）中，得rrmnnnmmrm nnnmmLUwtUnwtUwtUwtUnwtUwtUU sin)sinsinsin2sinsin(21.3 , 21 .3 , 21（8-16） 式（8-16）表明，Delta 逆变器 2 可以完成对输出电压波动和谐波的补偿，即使在市电 电网
9、电压中含有谐波时，仍能得到纯净，稳定的正弦波输出电压。4.对市电电网输入电压波动的补偿对市电电网输入电压波动的补偿是由 Delta 逆变器 1 和 Delta 逆变器 2 共同来完成的。 前面已经介绍过 Delta 逆变器 2 可以独立完成对输出电压波动和谐波的补偿，使输出电压 等于基准正弦波电压，保持纯净、稳定。但在市电电网电压出现波动时，UPS 是输出与输 入之间存在一个电压差，这说明市电电网提供的有功功率与负载消耗的有功功率不一致。 这种不一致，可以由 Delta 逆变器 1 和 Delta 逆变器 2 来共同补偿。但由于补偿的是有功功 率，必将引起蓄电池电压 Vcc 的波动。所以，可以
10、利用 Vcc 的波动值Vcc 来完成对市电 电网输入电压波动和谐波的补偿，下面分别以 UUr 和 UUr 的情况 在图 8-6 中的 c 处，市电电网电压 U与 Delta 逆变器 2 的输出电压 UAB 并联共同的 向负载供电。为使输出电压 UL=Ur 保持稳定，从式（8-15）可以看出，U升高时，控 制电路必须调节 Delta 逆变器 2 的输出电压 UAB，使之降低，其结果是 ULUAB ， 使 Delta 逆变器 2 转入整流状态，向蓄电池充电，是蓄电池电压升高，蓄电池电压与标 准直流电压 Vccr 相比较，得到蓄电池电压的增量Vcc。Vcc 通过 g 控制 Delta 逆变 器 1 产生一个负的补偿电压 Uc，补偿 U的增高，使 U=Ur，完成对 UUr 的补偿。 2）UUr 的情况 同样是在图 8-6 的 C 点处，由于 U的降低，控制电路必须调节 Delta 逆变器 2 的输出 电压 UAB，使其增高，其结果是 ULUAB，使 Delta 逆变器 2 处于逆变状态，使得蓄电 池电压下降，蓄电池电压与标准直流电压 Vcc 相比较，得到蓄电池电压的负增量-Vcc。-Vcc 通过 g 控制 Delta 逆变器 1 产生一个正的补偿电压 Uc，补偿 U的降低，使得 U=Ur，完成对 UUr 时的补偿。
