隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如UPS電源和柴油發(fā)電機。

當(dāng)代社會，柴油發(fā)電機已經(jīng)是人們常用的備用電源，由于它以柴油發(fā)動機燃燒柴油為動力，帶動發(fā)電機發(fā)出與市電同樣性質(zhì)的電力，所以用在市電斷電后需要后備電源供電幾小時以上的場合。

UPS電源和柴油發(fā)電機不兼容的原因主要是UPS的輸入諧波電流引起的輸入功率因數(shù)低而造成的，再一個就是發(fā)電機的內(nèi)阻抗大。傳統(tǒng)的解決方案是將發(fā)電機降額使用，使發(fā)電機有足夠的容量來補償由UPS的輸入諧波電流而引起的無功功率，發(fā)電機所帶負載的功耗大約為其額定容量的30%左右。顯然，這屬于一種”大馬拉小車”的現(xiàn)象，是不經(jīng)濟的，而且柴油發(fā)電機工作在小負荷狀態(tài)，使柴油發(fā)電機組更容易產(chǎn)生故障，降低了柴油發(fā)電機組的工作可靠性，其原因是柴油發(fā)電機機在小負荷下長期工作，氣缸內(nèi)溫度較低，正常進人氣缸內(nèi)的潤滑油不能完全燃燒，而燃油也不能充分燃燒，造成活塞環(huán)處、噴油嘴處積炭嚴重，氣缸磨損加劇，因而使上述部位加速故障的產(chǎn)生，使柴油機工作性能下降，排氣冒黑煙。柴油發(fā)電機組要求負載必須在60%以上額定負載的情況下工作，對柴油發(fā)電機才較為有利?？梢钥闯?，采用柴油發(fā)電機降額方案來解決問題不是一種根本解決問題的方法，根本解決問題的方法應(yīng)該是對UPS輸入端的功率因數(shù)進行校正(PFC)，使UPS接近于一個線性負載，對電網(wǎng)或發(fā)電機產(chǎn)生很小的諧波電流。

UPS( Uninterruptible Power Supply)，即不間斷電源，是一種含有儲能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電源。主要利用電池等儲能裝置在停電時給計算機/服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計算機、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或工業(yè)控制系統(tǒng)、需要持續(xù)運轉(zhuǎn)的工業(yè)設(shè)備等提供不間斷的電力供應(yīng)。

(1)有源功率因數(shù)校正

功率因數(shù)校正分無源校正和有源校正，有源功率因數(shù)校正通常是在整流器后接一個升壓型變換器，圖3，該方法校正效果好，校正后，輸入電流接近于一個正弦波，功率因數(shù)可達到0.99，諧波電流可以減小到5%以內(nèi)。但該方法由于多用了一級變換器，UPS的可靠性就會下降，在大功率UPS中顯得更為突出，所以有源功率因數(shù)校正一般用于單相輸入的小功率UPS中(25KVA以下)，對于三相輸入的大、中功率的UPS通常采用無源校正的方法。

從性能價格比、對工作環(huán)境的要求、帶非線性負載能力方面考慮，采用柴油發(fā)電機比使用很多大容量蓄電池的長延時UPS往往具有一定的優(yōu)勢。(2)LC無源濾波器校正

由于這種濾波器僅用了LC元件，將它并聯(lián)在整流器的輸入端，對UPS電源的可靠性沒有什么影響，對于三相6脈沖的整流器，其諧波電流主要為5、7次諧波，將濾波器設(shè)計為對幅度最大的5次諧波電流的阻抗為零，對7次諧波電流的阻抗很低，因此，5次和7次諧波電流基本流進了濾波器，而不會反送給柴油發(fā)電機，引起發(fā)電機輸出電壓失真。這種方法簡單，濾波效果也很好，諧波電流總THD可以減小到10%以內(nèi)，功率因數(shù)可以達到0.95。但缺點是由于加了濾波器，加大了UPS的體積和重量，但UPS的體積和重量大一點并沒有太大的關(guān)系，關(guān)鍵是要求可靠性高，所以這種LC濾波器校正功率因數(shù)的方法在三相輸入的大、中功率UPS中得到了廣泛的應(yīng)用。

但是柴油發(fā)電機在市電斷電后需要十秒鐘左右才能發(fā)出穩(wěn)定的電力，這就大不如UPS可不間斷供電的特點。因此，柴油發(fā)電機和UPS通常是取其各自的優(yōu)勢構(gòu)成一個完善的、可靠的電源系統(tǒng)，以確保重要設(shè)備的不間斷供電。

(3) LC無源濾波器存在的問題

由于UPS輕載時的輸入諧波電流對交流電源系統(tǒng)影響很小，甚至可以忽略，我們設(shè)計的LC濾波器主要考慮UPS滿載時輸入諧波電流的抑制和改善輸入功率因數(shù)的性能，因此，有無源濾波器的UPS在空載和輕載時往往呈現(xiàn)特別低的超前功率因數(shù)，即為電容性負載，這種情況對市電的變壓器沒有什么影響，但是，柴油發(fā)電機給電容負載供電時可能出現(xiàn)輸出電壓過高或無激磁而關(guān)機，造成供電系統(tǒng)嚴重故障。下面我們來分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，圖5是發(fā)電機供電系統(tǒng)簡化電路圖，U1是發(fā)電機的電勢，U1的大小取決于發(fā)電機的激磁電流。Zs是發(fā)電機定子的阻抗，Z是負載的阻抗，Us是發(fā)電機的輸出電壓，I是負載電流。

在研究設(shè)計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。