[发明专利]一种基于九相自耦移相变压器的对称式UPS电源系统

说明书

技术领域

本发明属于电源技术领域，特别涉及到大功率工频UPS电源技术领域，具体是指基于九相自耦移相变压器的对称式UPS电源系统。

背景技术

全球工业化信息化经济建设对中大功率工频UPS电源的需求非常巨大。在中大功率领域，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，在各行业领域得到广泛应用。特别是工频UPS所特有的独立稳定的零地电位是大功率UPS供电设备的安全用电保障。但常规工频UPS电源的网侧电流谐波大，对电网产生非常严重的污染，目前大功率工频UPS电源需要配置电网补偿等相关装置才能满足电网使用要求。

为解决传统大功率工频UPS电源的输入侧整流导致的电力谐波污染问题，大功率系统输入一般采用基于“△/Y型和△/△型结构”的全隔离型移相变压器，和外加平衡电抗器的多脉波整流结构。例如，用移相30^O的两个传统6脉波相控整流的并联来实现12脉波整流技术，抑制由三相六脉波整流产生的5、7次谐波。该种方式存在隔离移相变压器体积大、笨重和成本高的问题，而且不便于功率更大的AC-DC整流部分功率单元的扩展。用18脉波整流技术可以更进一步减小网侧电流谐波，但其9相移相电源通常是用隔离变压器来实现的，存在体积大，笨重，经济效益低的缺点。

发明内容

本发明解决了现有技术的不足，提供了基于九相自耦移相变压器的对称式UPS电源系统。该UPS电源系统有效降低了AC-DC整流部分的网侧输入电流谐波，有效抑制了5、7、11、13次谐波，并有效减小了17、19次谐波含量，且体积小，成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于九相自耦移相变压器的对称式UPS电源系统，包括电源三相交流输入端、电源三相交流输出端、九相自耦移相变压器、用于控制三相逆变器输出的同步控制装置、工频隔离变压器和三路输出装置；所述九相自耦移相变压器为对称型九相自耦移相变压器，九相自耦移相变压器的三相交流输入端与电源三相交流输入端连接；九相自耦移相变压器设有三组三相交流输出端，分别为超前组输出端A1、B1和C1，和原始组输出端A0、B0和C0，以及滞后组输出端A2、B2和C2；所述工频隔离变压器设有三组三相交流输入端，分别为超前组输入端U1、V1和W1，原始组U0、V0和W0，以及滞后组U2、V2和W2；所述工频隔离变压器的输出端U、V和W与电源三相交流输出端连接；所述三路输出装置为超前组输出装置、原始组输出装置和滞后组输出装置；所述超前组输出装置包括依次连接的超前组零序抑制换向电感、超前组三相六脉波整流器、超前组三相逆变器和超前组滤波电感；超前组零序抑制换向电感的三相输入端与上述超前组输出端A1、B1和C1连接，超前组滤波电感的三相交流输出端与上述超前组输入端U1、V1和W1连接；所述原始组输出装置包括依次连接的原始组零序抑制换向电感、原始组三相六脉波整流器、原始组三相逆变器和原始组滤波电感，原始组零序抑制换向电感的三相输入端与上述原始组输出端A0、B0和C0连接，原始组滤波电感的三相交流输出端与上述原始组输入端U0、V0和W0连接；所述滞后组输出装置包括依次连接的滞后组零序抑制换向电感、滞后组三相六脉波整流器、滞后组三相逆变器和滞后组滤波电感，滞后组零序抑制换向电感的三相输入端与上述滞后组输出端A2、B2和C2连接，滞后组滤波电感的三相交流输出端与上述滞后组输入端U2、V2和W2连接；所述同步控制装置设有四组采样输入端，分别与电源三相交流输入端、和超前组三相逆变器的输出端、原始组三相逆变器的输出端以及滞后组三相逆变器的输出端连接；所述同步控制装置设有三组控制输出端，三组控制输出端分别与超前组三相逆变器的控制端、原始组三相逆变器的控制端以及滞后组三相逆变器的控制端连接。