本發(fā)明涉及UPS的運行模式切換控制領域，特別是一種多模式UPS的無縫切換控制方法。
背景技術：
：：UPS(UninterruptablePowerSupply)，即不間斷電源，廣泛應用于可靠供電的場合，如控制設備及其緊急保護系統(tǒng)、應急照明、系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)、消防安全報警系統(tǒng)等場合。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三相半橋電路結構，將PWM技術引入到該整流器中，且整流器裝上輸出電壓測量系統(tǒng)，可以實現(xiàn)能量的雙向流動，能量可雙向流動的可逆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的無源逆變特性。UPS的主要優(yōu)點，在于它的不間斷供電能力，當交流電輸入故障時，UPS的儲能電池可以通過DC/DC變換器、PWM逆變器向負載供電；當PWM逆變器故障時，交流電輸入可通過靜態(tài)旁路開關向負載供電。但是當交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時發(fā)生的情況下，目前的UPS無法繼續(xù)向負載供電。通常在線式UPS無論是在交流電輸入正常情況下還是非正常情況下，PWM逆變器都時時刻刻在運行，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維護不到位導致散熱系統(tǒng)的散熱性能下降，PWM逆變器容易出現(xiàn)過溫保護，而導致PWM逆變器停止運行。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。目前為了提高負載的供電可靠性，通常采用UPS并聯(lián)冗余的結構，當一臺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，在控制成本的基礎上提高單臺UPS的供電可靠性，使得UPS在PWM逆變器和交流電輸入同時故障時能繼續(xù)向負載供電。技術實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種多模式UPS的無縫切換控制方法，能有效克服PWM逆變器過溫或故障的壓力，延長UPS的供電時間，使得在交流電輸入故障和PWM逆變器故障同時發(fā)生時，UPS不會立刻停止供電。本發(fā)明所采用的技術方案是：一種多模式UPS的無縫切換控制方法，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、交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器、靜態(tài)旁路開關、充電器、儲能電池、DC/DC變換器、負載；所述交流電輸入、交流電輸入開關、PWM整理器、PWM逆變器、負載依次連接；所述靜態(tài)旁路開關兩端分別接在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關的輸出端，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三相半橋電路結構。本控制方法特征在于，包括以下步驟：步驟S1：檢測UPS的PWM逆變器溫度T，當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UPS的PWM逆變器的故障信息并置故障標志位Sinv，有故障置1，無故障置0，采樣交流電輸入線電壓有效值Uin，當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，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)標志位Sinv和Sin的狀態(tài)來切換UPS的運行模式，若Sinv＝0，且Sin＝0則進入步驟S3，若Sinv＝1，且Sin＝0則跳過S3，進入步驟S4，若Sinv＝0，且Sin＝1則跳過S3、S4，進入步驟S5，若Sinv＝1，且Sin＝1則跳過S3、S4、S5，進入步驟S6；步驟S3：此時UPS的交流電輸入和PWM逆變器都正常，UPS繼續(xù)運行于或者切換到交流電輸入－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開關閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器向負載供電，靜態(tài)旁路開關斷開，DC/DC變換器不工作；步驟S4：此時UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入正常，UPS繼續(xù)運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行，交流電輸入開關閉合，靜態(tài)旁路開關閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、靜態(tài)旁路開關向負載供電，DC/DC變換器不工作；步驟S5：此時UPS的PWM逆變器正常、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運行于或者切換到儲能電池－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開關斷開，靜態(tài)旁路開關斷開，儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負載供電，在該模式下PWM整流器進行預處理：PWM整流器的程序切換為逆變程序，其逆變輸出電壓與負載的電壓相位、頻率和幅值保持一致，而當PWM逆變器出現(xiàn)故障時，PWM整流器可以瞬時投入代替PWM逆變器隨時準備進入到逆變工作狀態(tài)；步驟S6：此時UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運行于或者切換到儲能電池－整流器工作模式，該模式下，交流電輸入開關斷開，靜態(tài)旁路開關閉合，儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器向負載供電。與現(xiàn)有技術相比，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的無縫切換控制方法，當故障發(fā)生時，UPS可以快速無縫切換到不同的狀態(tài)，特別是當PWM逆變器和交流電輸入同時發(fā)生故障時，UPS可以切換儲能電池－整流器工作模式，保證可靠向負載供電，在有效控制成本的基礎上，提高了單臺UPS的供電可靠性。附圖說明圖1為本發(fā)明一實施例UPS系統(tǒng)結構及運行模式圖；圖2為本發(fā)明一實施例UPS不同運行模式切換圖；圖3為本發(fā)明一實施例UPS多種模式無縫切換的工作流程示意圖。具體實施方式如圖1所示，為本發(fā)明一實施例UPS系統(tǒng)結構及運行模式圖，UPS系統(tǒng)結構包括交流電輸入、交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器、靜態(tài)旁路開關、充電器、儲能電池、DC/DC變換器、負載；所述交流電輸入、交流電輸入開關、PWM整理器、PWM逆變器、負載依次連接；所述靜態(tài)旁路開關兩端分別接在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關的輸出端，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三相半橋電路結構。UPS系統(tǒng)包括四種運行模式，1、交流電輸入－逆變器工作模式：交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器向負載供電；2、旁路工作模式：交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、靜態(tài)旁路開關向負載供電；3、儲能電池－逆變器工作模式：儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負載供電；4、儲能電池－整流器工作模式：儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器、靜態(tài)旁路開關向負載供電。如圖2所示，為本發(fā)明一實施例UPS不同運行模式切換圖，圖中，①代表：PWM逆變器故障；②代表：PWM逆變器恢復正常；③代表：交流電輸入故障；④代表：交流電輸入恢復正常；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：交流電輸入恢復正常，PWM逆變器仍故障。當PWM逆變器故障時，UPS由交流電輸入－逆變器工作模式切換到旁路工作模式；當PWM逆變器恢復正常時，UPS由旁路工作模式切換到交流電輸入－逆變器工作模式；當交流電輸入故障時，UPS由交流電輸入－逆變器工作模式切換到儲能電池－逆變器工作模式；當交流電輸入恢復正常后時，UPS由儲能電池－逆變器工作模式切換到交流電輸入－逆變器工作模式；當交流電輸入、PWM逆變器先后發(fā)生故障時，UPS由儲能電池－逆變器工作模式切換到儲能電池－整流器工作模式；當PWM逆變器恢復正常，交流電輸入仍故障時，UPS由儲能電池－整流器工作模式切換到儲能電池－逆變器工作模式；當PWM逆變器、交流電輸入先后發(fā)生故障時，UPS由旁路工作模式切換到儲能電池－整流器工作模式；當交流電輸入恢復正常，PWM逆變器仍故障時，UPS由儲能電池－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)明一實施例UPS多種模式無縫切換的工作流程示意圖，本發(fā)明的一種多模式UPS的無縫切換控制方法，具體包括以下步驟：步驟S1：檢測UPS的PWM逆變器溫度T，當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UPS的PWM逆變器的故障信息并置故障標志位Sinv，有故障置1，無故障置0，采樣交流電輸入線電壓有效值Uin，當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，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)標志位Sinv和Sin的狀態(tài)來切換UPS的運行模式，若Sinv＝0，且Sin＝0則進入步驟S3，若Sinv＝1，且Sin＝0則跳過S3，進入步驟S4，若Sinv＝0，且Sin＝1則跳過S3、S4，進入步驟S5，若Sinv＝1，且Sin＝1則跳過S3、S4、S5，進入步驟S6；步驟S3：此時UPS的交流電輸入和PWM逆變器都正常，UPS繼續(xù)運行于或者切換到交流電輸入－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開關閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、PWM整流器、PWM逆變器向負載供電，靜態(tài)旁路開關斷開，DC/DC變換器不工作；步驟S4：此時UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入正常，UPS繼續(xù)運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行，交流電輸入開關閉合，靜態(tài)旁路開關閉合，交流電輸入經(jīng)交流電輸入開關、靜態(tài)旁路開關向負載供電，DC/DC變換器不工作；步驟S5：此時UPS的PWM逆變器正常、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運行于或者切換到儲能電池－逆變器工作模式，該模式下，交流電輸入開關斷開，靜態(tài)旁路開關斷開，儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM逆變器向負載供電，在該模式下PWM整流器進行預處理：PWM整流器的程序切換為逆變程序，其逆變輸出電壓與負載的電壓相位、頻率和幅值保持一致，而當PWM逆變器出現(xiàn)故障時，PWM整流器可以瞬時投入代替PWM逆變器隨時準備進入到逆變工作狀態(tài)；步驟S6：此時UPS的PWM逆變器故障、交流電輸入故障，UPS繼續(xù)運行于或者切換到儲能電池－整流器工作模式，該模式下，交流電輸入開關斷開，靜態(tài)旁路開關閉合，儲能電池經(jīng)DC/DC變換器、PWM整流器向負載供電。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3