本發(fā)明涉及UPS的運(yùn)行模式切換控制領(lǐng)域，特別是一種多模式UPS的無(wú)縫切換控制方法。
背景技術(shù)：
：：UPS(UninterruptablePowerSupply)，即不間斷電源，廣泛應(yīng)用于可靠供電的場(chǎng)合，如控制設(shè)備及其緊急保護(hù)系統(tǒng)、應(yīng)急照明、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、消防安全報(bào)警系統(tǒng)等場(chǎng)合。為了減小交流輸入電流畸變和提高整流器的功率因數(shù)，在線式UPS的整流器常采用IGBT三相半橋電路結(jié)構(gòu)，將PWM技術(shù)引入到該整流器中，且整流器裝上輸出電壓測(cè)量系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，能量可雙向流動(dòng)的可逆PWM整流器不僅體現(xiàn)出AC/DC的整流特性，而且還可以呈現(xiàn)出DC/AC的無(wú)源逆變特性。UPS的主要優(yōu)點(diǎn)，在于它的不間斷供電能力，當(dāng)交流電輸入故障時(shí)，UPS的儲(chǔ)能電池可以通過(guò)DC/DC變換器、PWM逆變器向負(fù)載供電；當(dāng)PWM逆變器故障時(shí)，交流電輸入可通過(guò)靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電。但是當(dāng)交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時(shí)發(fā)生的情況下，目前的UPS無(wú)法繼續(xù)向負(fù)載供電。通常在線式UPS無(wú)論是在交流電輸入正常情況下還是非正常情況下，PWM逆變器都時(shí)時(shí)刻刻在運(yùn)行，因此在UPS系統(tǒng)中PWM逆變器容易出現(xiàn)故障。在惡劣高溫環(huán)境下或者由于UPS維護(hù)不到位導(dǎo)致散熱系統(tǒng)的散熱性能下降，PWM逆變器容易出現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)，而導(dǎo)致PWM逆變器停止運(yùn)行。而PWM逆變器在UPS中又扮演者舉足輕重的角色，因此防止UPS因PWM逆變器故障或過(guò)溫而出現(xiàn)供電中斷的現(xiàn)象是提高UPS可靠供電的重要研究方向。目前為了提高負(fù)載的供電可靠性，通常采用UPS并聯(lián)冗余的結(jié)構(gòu)，當(dāng)一臺(tái)UPS故障了，冗余的UPS迅速接入。但是該種方法大大提高了系統(tǒng)的成本，且不能提高單臺(tái)UPS的供電可靠性。因此需要一種新的控制方法，在控制成本的基礎(chǔ)上提高單臺(tái)UPS的供電可靠性，使得UPS在PWM逆變器和交流電輸入同時(shí)故障時(shí)能繼續(xù)向負(fù)載供電。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種多模式UPS的無(wú)縫切換控制方法，能有效克服PWM逆變器過(guò)溫或故障的壓力，延長(zhǎng)UPS的供電時(shí)間，使得在交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，UPS不會(huì)立刻停止供電。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種多模式UPS的無(wú)縫切換控制方法，適用于多模式UPS系統(tǒng)；所述多模式UPS系統(tǒng)包括交流電輸入、交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整流器、PWM逆變器、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)、充電器、儲(chǔ)能電池、DC/DC變換器、負(fù)載；所述交流電輸入、交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整理器、PWM逆變器、負(fù)載依次連接；所述靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)兩端分別接在PWM整流器輸入端和PWM逆變器輸出端；所述充電器、儲(chǔ)能電池、DC/DC變換器依次連接，充電器的輸入端接在交流電輸入開(kāi)關(guān)的輸出端，DC/DC變換器的輸出端接在PWM整流器的輸出端；所述PWM整流器和所述PWM逆變器都采用完全相同的IGBT三相半橋電路結(jié)構(gòu)。本控制方法特征在于，包括以下步驟：步驟S1：檢測(cè)UPS的PWM逆變器溫度T，當(dāng)PWM逆變器溫度T大于高溫閾值Tmax，置Sinv為1，否則置零，Tmax的取值范圍為75℃～90℃，檢測(cè)UPS的PWM逆變器的故障信息并置故障標(biāo)志位Sinv，有故障置1，無(wú)故障置0，采樣交流電輸入線電壓有效值Uin，當(dāng)交流電輸入線電壓有效值Uin小于低壓閾值Umin或大于高壓閾值Umax時(shí)，置Sin為1，否則置零，Umin的取值范圍為Kmin*Unom，Unom為交流電輸入電壓額定有效值，Kmin取值范圍為0.5～0.7，Umax的取值范圍為Kmax*Unom，Kmax取值范圍為1.2～1.4；步驟S2：根據(jù)標(biāo)志位Sinv和Sin的狀態(tài)來(lái)切換UPS的運(yùn)行模式，若Sinv＝0，且Sin＝0則進(jìn)入步驟S3，若Sinv＝1，且Sin＝0則跳過(guò)S3，進(jìn)入步驟S4，若Sinv＝0，且Sin＝1則跳過(guò)S3、S4，進(jìn)入步驟S5，若Sinv＝1，且Sin＝1則跳過(guò)S3、S4、S5，進(jìn)入步驟S6；步驟S3：此時(shí)UPS的交流電輸入和PWM逆變器都正常，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到交流電輸入－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整流器、PWM逆變器向負(fù)載供電，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，DC/DC變換器不工作；步驟S4：此時(shí)UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入正常，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到旁路工作模式，該模式下，逆變器因故障退出運(yùn)行，交流電輸入開(kāi)關(guān)閉合，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電，DC/DC變換器不工作；步驟S5：此時(shí)UPS的PWM逆變器正常、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負(fù)載供電，在該模式下PWM整流器進(jìn)行預(yù)處理：PWM整流器的程序切換為逆變程序，其逆變輸出電壓與負(fù)載的電壓相位、頻率和幅值保持一致，而當(dāng)PWM逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，PWM整流器可以瞬時(shí)投入代替PWM逆變器隨時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)入到逆變工作狀態(tài)；步驟S6：此時(shí)UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到儲(chǔ)能電池－整流器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)閉合，儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器向負(fù)載供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：本發(fā)明提供了一種多模式UPS的無(wú)縫切換控制方法，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，UPS可以快速無(wú)縫切換到不同的狀態(tài)，特別是當(dāng)PWM逆變器和交流電輸入同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，UPS可以切換儲(chǔ)能電池－整流器工作模式，保證可靠向負(fù)載供電，在有效控制成本的基礎(chǔ)上，提高了單臺(tái)UPS的供電可靠性。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明一實(shí)施例UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行模式圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例UPS不同運(yùn)行模式切換圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例UPS多種模式無(wú)縫切換的工作流程示意圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，為本發(fā)明一實(shí)施例UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行模式圖，UPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括交流電輸入、交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整流器、PWM逆變器、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)、充電器、儲(chǔ)能電池、DC/DC變換器、負(fù)載；所述交流電輸入、交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整理器、PWM逆變器、負(fù)載依次連接；所述靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)兩端分別接在PWM整流器輸入端和PWM逆變器輸出端；所述充電器、儲(chǔ)能電池、DC/DC變換器依次連接，充電器的輸入端接在交流電輸入開(kāi)關(guān)的輸出端，DC/DC變換器的輸出端接在PWM整流器的輸出端；所述PWM整流器和所述PWM逆變器都采用完全相同的IGBT三相半橋電路結(jié)構(gòu)。UPS系統(tǒng)包括四種運(yùn)行模式，1、交流電輸入－逆變器工作模式：交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整流器、PWM逆變器向負(fù)載供電；2、旁路工作模式：交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電；3、儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式：儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負(fù)載供電；4、儲(chǔ)能電池－整流器工作模式：儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電。如圖2所示，為本發(fā)明一實(shí)施例UPS不同運(yùn)行模式切換圖，圖中，①代表：PWM逆變器故障；②代表：PWM逆變器恢復(fù)正常；③代表：交流電輸入故障；④代表：交流電輸入恢復(fù)正常；⑤代表：交流電輸入、PWM逆變器先后故障；⑥代表：PWM逆變器恢復(fù)正常，交流電輸入仍故障；⑦代表：PWM逆變器、交流電輸入先后發(fā)生故障；⑧代表：交流電輸入恢復(fù)正常，PWM逆變器仍故障。當(dāng)PWM逆變器故障時(shí)，UPS由交流電輸入－逆變器工作模式切換到旁路工作模式；當(dāng)PWM逆變器恢復(fù)正常時(shí)，UPS由旁路工作模式切換到交流電輸入－逆變器工作模式；當(dāng)交流電輸入故障時(shí)，UPS由交流電輸入－逆變器工作模式切換到儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式；當(dāng)交流電輸入恢復(fù)正常后時(shí)，UPS由儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式切換到交流電輸入－逆變器工作模式；當(dāng)交流電輸入、PWM逆變器先后發(fā)生故障時(shí)，UPS由儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式切換到儲(chǔ)能電池－整流器工作模式；當(dāng)PWM逆變器恢復(fù)正常，交流電輸入仍故障時(shí)，UPS由儲(chǔ)能電池－整流器工作模式切換到儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式；當(dāng)PWM逆變器、交流電輸入先后發(fā)生故障時(shí)，UPS由旁路工作模式切換到儲(chǔ)能電池－整流器工作模式；當(dāng)交流電輸入恢復(fù)正常，PWM逆變器仍故障時(shí)，UPS由儲(chǔ)能電池－整流器工作模式切換到旁路工作模式。如圖3所示，為本發(fā)明一實(shí)施例UPS多種模式無(wú)縫切換的工作流程示意圖，本發(fā)明的一種多模式UPS的無(wú)縫切換控制方法，具體包括以下步驟：步驟S1：檢測(cè)UPS的PWM逆變器溫度T，當(dāng)PWM逆變器溫度T大于高溫閾值Tmax，置Sinv為1，否則置零，Tmax的取值范圍為75℃～90℃，檢測(cè)UPS的PWM逆變器的故障信息并置故障標(biāo)志位Sinv，有故障置1，無(wú)故障置0，采樣交流電輸入線電壓有效值Uin，當(dāng)交流電輸入線電壓有效值Uin小于低壓閾值Umin或大于高壓閾值Umax時(shí)，置Sin為1，否則置零，Umin的取值范圍為Kmin*Unom，Unom為交流電輸入電壓額定有效值，Kmin取值范圍為0.5～0.7，Umax的取值范圍為Kmax*Unom，Kmax取值范圍為1.2～1.4；步驟S2：根據(jù)標(biāo)志位Sinv和Sin的狀態(tài)來(lái)切換UPS的運(yùn)行模式，若Sinv＝0，且Sin＝0則進(jìn)入步驟S3，若Sinv＝1，且Sin＝0則跳過(guò)S3，進(jìn)入步驟S4，若Sinv＝0，且Sin＝1則跳過(guò)S3、S4，進(jìn)入步驟S5，若Sinv＝1，且Sin＝1則跳過(guò)S3、S4、S5，進(jìn)入步驟S6；步驟S3：此時(shí)UPS的交流電輸入和PWM逆變器都正常，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到交流電輸入－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、PWM整流器、PWM逆變器向負(fù)載供電，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，DC/DC變換器不工作；步驟S4：此時(shí)UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入正常，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到旁路工作模式，該模式下，逆變器因故障退出運(yùn)行，交流電輸入開(kāi)關(guān)閉合，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開(kāi)關(guān)、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)向負(fù)載供電，DC/DC變換器不工作；步驟S5：此時(shí)UPS的PWM逆變器正常、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到儲(chǔ)能電池－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負(fù)載供電，在該模式下PWM整流器進(jìn)行預(yù)處理：PWM整流器的程序切換為逆變程序，其逆變輸出電壓與負(fù)載的電壓相位、頻率和幅值保持一致，而當(dāng)PWM逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，PWM整流器可以瞬時(shí)投入代替PWM逆變器隨時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)入到逆變工作狀態(tài)；步驟S6：此時(shí)UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運(yùn)行于或者切換到儲(chǔ)能電池－整流器工作模式，該模式下，交流電輸入開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)閉合，儲(chǔ)能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器向負(fù)載供電。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3