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在工频广东APCUPS电源中,常用的SCR多相相控整流器是12相二重叠加整流器,可能被采用的是18相三重叠加整流器和24相四重叠加整流器。
它们的特性值比较如表1所示。
由此表可以看出,在UPS满载工作时,SCR多相相控整流器的市电输入功率因数也可以达到0.99以上,只是这种工频整流器的一个不好的特性是市电输入功率因数受因相控产生的位移因数及UPS负载率的影响较大,这种影响限制了SCR多相相控整流器的应用也增加APCUPS电源维修几率,成为这种整流器的一个大缺点,其根本原因在于它不具备PFC功能。
由此表可知,广东APCUPS电源的市电输入功率因数与以下两个因素有关。
广州APCUPS电源与整流器的相数有关,整流器的相数越多,市电的输入功率因数越高,如12相二重叠加整流器的市电输入功率因数PF=0.9886cosα;而24相四重叠加整流器的市电输入功率因数PF=0.9971cosα
与位移因数kφ=cosα有关,而kφ=cosα中的相位控制角α又与整流器的直流输出电压Ud的大小有关,而影响直流输出电压大小的是UPS的负载率。
如图2所示为三相桥式全控整流器的直流输出电压Ud/Udo与相位控制角α之间的关系曲线,在满载时一般把整流器定在A点,即α=0°,cosα=1。
当UPS由满载转换到轻载时,整流器的直流输出电压将上升,为了保持直流输出电压稳定不变,将会用增大控制角α的办法来调低直流输出电压。
例如,对12相二重叠加整流器,其满载工作点为A,当APCUPS电源由满载转到轻载或空载时,APCUPS电源厂家将会把工作点由A点转到轻载时的B点,这样就可以把直流输出电压恢复到减载前的直流电压值,此时cosα的值将由cos0°变到cosα’=cos36°=0.809,市电输入功率因数将由PF=0.9886*cos0°=0.9886下降到PF=0.9886*cos36°=0.7998。
广东APCUPS电源三相桥式全控整流器的直流输出电压与相位控制角α的关系曲线所表示的控制特性是无法改变的。
要想提高SCR多相相控整流器的市电输入功率因数,有两个办法:一个办法是增加整流器的相数,但此法有两个缺点,一是增大了市电输入变压器的制造难度,二是不能克服体积和质量较大的缺点;另一个办法是采用三相Boost单开关SPWM
PFC整流器,此法有两个优点,一是可以提高市电输入功率因数和减少APCUPS电源维修几率,二是可以去掉市电输入变压器,减小整流器的体积和质量。
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