2.3 大中型UPS的工作原理
大中型UPS多为在线式，其系统框图与小型在线式UPS差不多，如下图所示。有市电时，市电经整流器、斩波器、逆变器给负载供电；当市电中断时或者超限时，整流器停止工作，蓄电池电能经逆变后继续给负载供电；当UPS故障时，市电通过旁路直接给负载供电。
2.4 典型UPS性能对比
各种典型UPS在市电正常时的主要性能归纳如下：
UPS类型 后备式 容量范输出电压质量 围/Kv·A <2 稳压精度： ±(4%~7%) 有波形畸变和干扰 输入功率因数 低 切换时间 长 效率和过载能力 高 双变换在线式 0.7~1500 稳压精度：±1% 波形畸变率小 完全不受电网干扰 0.7~20 根据有误功率因数校正措施而不同 无 低 在线互动式 稳压精度：±20% 由负载决定 有波形畸变和干扰稳压 稳压精度：±1% 波形畸变率小 受电网干扰小 高 短 高 Delta变换式 10~480 无 低
通过对各种典型UPS主要性能的比对，并参照本次设计所要求
的参数，本设计将以双变换在线式UPS为基础进行设计。
3 AC/DC变换器设计
3.1 三相全控整流电路
大中型UPS中广泛应用三相桥式全控整流滤波电路，如下图所示。当控制较a等于零时，其工作过程与三相桥式不控整流滤波电路相同，在自然幻想点换相。当控制角a大于零时，每个晶闸管都从自然换向点后移a角开始换相。不管a为何值，电压Ud都是线电压的一部分，所以从线电压入手计算Ud更简单。由于Ud波形每隔60°重复一次，Ud的计算只要在π/3范围内取平均值即可。在三相星型接法的电路中，先带你呀较其相应的相电压超前30°。现将线电压Uab的零点作为新坐标的远点，即从原来以相电压Ua零点的坐标提前30°。因此在新坐标上，自然换相点的位置在wt等于π/3处。
1)电阻性负责
当0≤a≤π/3时，有
Ud=2.34Ucos a=1.35Ulcos a 式中：U2——变压器T次级相电压； U2l——变压器T次级线电压。
当π/3＜a＜2π/3时，整流只能在正半周进行；当a等2π/3于
2π/3时，Ud=0，从上面的公式也可看出电阻负载的最大移向范围是120°。 2）电感性负载
对于电感性负载，由于电流是连续的，晶闸管的导通角总是2π/3，上式的积分上限可以超过π，仍为2π/3+a。
Ud=2.34Ucos a=1.35Ulcos a
可见电感性负载时的最大移向范围为90°。 3.2 PWM整流电路
由于相控式整流电路结构简单，控制技术成熟，单交流输入功率因数低，并想电网诸如大量的谐波电流。为克服上述缺点，国内部分公司采用高频PWM整流电路，研制出30~100kVA单项输出的大功率UPS。该UPS除了具有完美的输出特性外，还具有交流输入电流接入功率因数接近1的有点。
PWM电路结构如下图。开关器件采用IGBT。
PWM
整流电路的控制方法有直接电流控制和间接电流控制两
种。直接电流控制法引入交流输入电流反馈进行闭环控制，其电流指令运算电流比不引入交流反馈的间接电流控制法简单。下图给出了
PWM整流电路控制系统的一相结构见图。该电路采用双闭环控制，其外环为直流电压控制环，内环为交流电流控制环。直流输出电压给定信号Ud和实际的直流电压U1比较厚的误差信号输入P1调节器，P1调节器的输出即为整流器交流输入电流的给定信号，与实际的交流输入电流比较，电流误差信号经比例调节器放大后送入比较器，再与三角载波信号经比较行程PWM信号。该信号经驱动电路后去驱动主电路开关器件，使实际交流输入电流跟踪指令值，同时达到控制输出电压的目的。
3.3 PWM整流电路主要技术特性
UPS由于采用了先进的PWM整流电路，具有比采用相控整流电路的UPS更优的输入特性，主要表现在：
1.具有完美的正弦波输入电流，极大的减少了UPS对电网的谐波污染。
2.输入功率因数近似于1，使得UPS与电网之间几乎没有无功传递，可以降低电源系统变压器的容量，大幅度减少无功损耗。 3.输入电压范围宽，更适合于电网电压剧烈波动的地区。 4.整流输出电流电压波纹小，可延长蓄电池使用寿命。
