從圖1可知，未接入U(xiǎn)PS時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出波形比較光滑，輸出電壓的RMS值和峰值均在正常范圍內(nèi)。從圖2可以看出，在接入U(xiǎn)PS的瞬間，發(fā)電機(jī)的輸出電壓馬上被抬高，其中R相電壓的峰值約為600V，S相電壓峰值略有增大。但此時(shí)R、S、T三相電壓的RMS值均超過240V。三相的電壓峰值全部變大，此時(shí)輸入電壓的峰值達(dá)到了425V左右，相應(yīng)的UPS的BUS電壓值此時(shí)超過410V，為確保機(jī)器不被損壞，馬上關(guān)機(jī)。

2 故障分析
    通過上述幾個(gè)波形可以看出，UPS模塊的插入使得發(fā)電機(jī)的輸出電壓被抬高，下面簡(jiǎn)述一下發(fā)電機(jī)電壓被抬高的原因。
    發(fā)電機(jī)依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)出三相輸出電壓，以其平均值與要求的電壓值比較。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機(jī)內(nèi)部的輔助電源取得能量，通常是與主發(fā)電機(jī)同軸的小發(fā)電機(jī)，傳送DC電源給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)激勵(lì)線圈。線圈電流上升或下降，控制發(fā)電機(jī)定子線圈的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或稱為電動(dòng)勢(shì)EMF的大小。定子線圈的磁通量決定發(fā)電機(jī)的輸出電壓。
    發(fā)電機(jī)定子線圈的內(nèi)阻以Z表示，包括感性和阻性部分。由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)用E表示。
    1)假設(shè)負(fù)載是純感性的
    圖3和圖4分別是發(fā)電機(jī)帶感性負(fù)載時(shí)的等效電路簡(jiǎn)圖和對(duì)應(yīng)的矢量圖。

    由圖4可以看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶感性載時(shí)，其輸出電壓U小于E，電壓調(diào)節(jié)器改變E可以有效的控制電壓U。
    2)假設(shè)負(fù)載是容性負(fù)載
    圖5和圖6分別是發(fā)電機(jī)帶容性負(fù)載時(shí)的等效電路簡(jiǎn)圖和對(duì)應(yīng)的矢量圖。

    從圖6可以看出發(fā)電機(jī)帶容性負(fù)載后，其輸出電壓U大于E，出現(xiàn)輸出電壓抬高的情況。

3 解決方法
    解決發(fā)電機(jī)帶容性負(fù)載后將輸出電壓抬高有幾種辦法：
    1)在濾波電容前安裝接觸器，在低負(fù)載時(shí)斷開，由于接觸器的時(shí)間必須精確，控制比較復(fù)雜。
    2)增加一個(gè)永久性電抗來補(bǔ)償電容性負(fù)載，通常使用電抗器，并接在發(fā)電機(jī)的輸出端。此方法比較容易實(shí)現(xiàn)，且成本較低。但無論是高負(fù)載還是低負(fù)載的情況下，電抗器總是在吸收電流并影響負(fù)載功率因數(shù)。
    3)在每一臺(tái)UPS中加裝感性電抗器，正好補(bǔ)償U(kuò)PS的容抗。在低負(fù)載情況下由接觸器控制電抗器的投入。此方法電抗器較精確，但數(shù)量較大且安裝和控制成本高。
    4)安裝自動(dòng)切換柜，使電動(dòng)機(jī)負(fù)載先于UPS接入。此方法成本較高，且調(diào)試較為復(fù)雜。
    在用戶現(xiàn)場(chǎng)，采用了第一和第二兩種方法，因考慮用戶負(fù)載較低，故減小濾波電容。將濾波電容減小后，UPS輸入端電壓峰值仍然較大。因日光燈為感性負(fù)載。在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)在發(fā)電機(jī)的輸出端每相并入3根燈管，單模塊開機(jī)時(shí)的波形如圖7所示，圖8為雙模塊并入時(shí)的波形。
    從圖7可以看出，并入燈管后，UPS的輸入端電壓峰值小于400V，其BUS電壓正常，選擇開機(jī)命令后，UPS開機(jī)正常。

    從圖7可以看出，兩個(gè)模塊并入后，UPS的輸入端電壓略有上升，通過IPOMS可以觀測(cè)到BUS電壓正常，但選擇開機(jī)命令后，UPS的輸入端電壓波形會(huì)被再次抬高，原因?yàn)槭须娸斎隦LY閉合后，在每相對(duì)N之間并有濾波電容。同時(shí)還可以看出，R相電壓的變化很大，S相電壓被抬高的幅度很小。研究電路可以發(fā)現(xiàn)，R相電壓除了送入功率板PFC電路外，同時(shí)給CHARGER板和通訊模塊供電，此兩部分電路中均有濾波電容的存在。
    為進(jìn)一步改善發(fā)電機(jī)接入U(xiǎn)PS后的輸入電壓，采用如下方式：將charger板上的濾波電容減小，同時(shí)在發(fā)電機(jī)R相輸出端并入5根燈管，S和T相分別并入2根燈管。再次開機(jī)觀測(cè)波形如圖10和圖11所示。

    從圖9可以看出，三相按照5／2／2的燈管配比后，單模塊開機(jī)時(shí)輸入電壓的RMS值和峰值在正常范圍之內(nèi)。從圖lO可以看出，兩模塊開機(jī)時(shí)，UPS輸入端的電壓波形峰值為404V，RMS值為235V。UPS工作正常。

4 結(jié)束語(yǔ)
    根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件，通過并聯(lián)燈管(感性負(fù)載)來實(shí)現(xiàn)將發(fā)電機(jī)輸出電壓峰值降低，最終保證用戶系統(tǒng)的正常工作。此方案還存在不周全的地方，如采用燈管不是十分安全，擔(dān)心在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)燈管損壞；將濾波電容減小后，對(duì)于機(jī)器的EMC有影響。最好的解決方法是為用戶設(shè)計(jì)適合此臺(tái)發(fā)電機(jī)容量的電抗器來實(shí)現(xiàn)，但是此方法成本過高。