Особенности схемотехники современных UPS
В настоящей статье мы предлагаем Вам рассмотреть и провести сравнительный анализ 6 пульсной и 12-ти пульсной схем диодно-тиристорных выпрямителей источников бесперебойного питания.
Выпрямитель, выполненный по 6-ти пульсной схеме, является низкочастотным выпрямителем, работающим в широком диапазоне входного напряжения без снижения мощности -±25% и в частотном диапазоне от 40Гц до 65Гц.
Основные преимущества источников бесперебойного питания с 6-ти пульсными выпрямителями:
Низкая стоимость
Высокая надежность
Простота конструкции, облегчающая сервисное обслуживание и ремонт
Однако следует отметить и отрицательные стороны этой схемы. На первый взгляд она кажется дешевой и простой, но не всегда она может найти применение в системах гарантированного электропитания.
Основным негативным фактором данной схемы является то, что она является нелинейной импульсной нагрузкой, которая оказывает негативное влияние на качество входной сети. Так коэффициент нелинейности может достигать 25-30 процентов, что в свою очередь осложняет коммутацию ИБП с дизель генераторными установками.
Выпрямитель, выполненный по 12 пульсной схеме, представляет собой два гальванически развязанных 6-ти пульсных выпрямителя, работающие со сдвигом фаз в 30%.
Данная схема позволяет снизить нелинейность выпрямителя до 6-10%, что в свою очередь значительно упрощает возможность использования данного ИБП в составе гарантированной системы электропитания вместе с дизель генераторными установками.
Теперь рассмотрим непосредственно физические параметры, отличающие оба типа выпрямителей.
Для 6-ти пульсной схемы основной вклад в искажение входного тока вносят гармоники 5, 7 и 11 уровней. Так, например 5-я гармоника может достигать 25%, 7-я- 8% и 11-я-6%. Следует отметить, что работа 6-ти пульсного выпрямителя от стационарной сети может негативно влиять и на работу другого оборудования.
Для 12-ти пульсной схемы выпрямителя мы видим, что основное негативное влияние оказывают гармоники, начиная с 11-ой – 7%.
Отсюда вытекает, что в случае адаптации 6-ти пульсного выпрямителя нам следует применить фильтр для 5-ой гармоники. При этом его негативное влияние на входную сеть может сравниться с 12 пульсным выпрямителем, что является неплохим решением для адаптации 6-ти пульсной схемы. Но данное решение для 12-ти пульсного выпрямителя даст еще более положительный эффект, поэтому это решение наиболее приемлемо для совместного использования ИБП и ДГУ.
Отдельно следует отметить, что при резких набросах нагрузок фильтры могут вносить некий дисбаланс в стабильную работу генераторов, поэтому мощность генераторов должна быть выбрана с учетом типа ИБП.