從圖1可知，未接入UPS時發(fā)電機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UPS的瞬間，發(fā)電機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，此時輸入電壓的峰值達到了425V左右，相應(yīng)的UPS的BUS電壓值此時超過410V，為確保機器不被損壞，馬上關(guān)機。

2 故障分析
    通過上述幾個波形可以看出，UPS模塊的插入使得發(fā)電機的輸出電壓被抬高，下面簡述一下發(fā)電機電壓被抬高的原因。
    發(fā)電機依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器檢測出三相輸出電壓，以其平均值與要求的電壓值比較。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機內(nèi)部的輔助電源取得能量，通常是與主發(fā)電機同軸的小發(fā)電機，傳送DC電源給發(fā)電機轉(zhuǎn)子的磁場激勵線圈。線圈電流上升或下降，控制發(fā)電機定子線圈的旋轉(zhuǎn)磁場或稱為電動勢EMF的大小。定子線圈的磁通量決定發(fā)電機的輸出電壓。
    發(fā)電機定子線圈的內(nèi)阻以Z表示，包括感性和阻性部分。由轉(zhuǎn)子勵磁線圈控制的發(fā)電機電動勢用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)電機帶感性負(fù)載時的等效電路簡圖和對應(yīng)的矢量圖。

    由圖4可以看出，當(dāng)發(fā)電機帶感性載時，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)電機帶容性負(fù)載時的等效電路簡圖和對應(yīng)的矢量圖。

    從圖6可以看出發(fā)電機帶容性負(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)載時斷開，由于接觸器的時間必須精確，控制比較復(fù)雜。
    2)增加一個永久性電抗來補償電容性負(fù)載，通常使用電抗器，并接在發(fā)電機的輸出端。此方法比較容易實現(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UPS中加裝感性電抗器，正好補償UPS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)安裝自動切換柜，使電動機負(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，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)場時在發(fā)電機的輸出端每相并入3根燈管，單模塊開機時的波形如圖7所示，圖8為雙模塊并入時的波形。
    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，選擇開機命令后，UPS開機正常。

    從圖7可以看出，兩個模塊并入后，UPS的輸入端電壓略有上升，通過IPOMS可以觀測到BUS電壓正常，但選擇開機命令后，UPS的輸入端電壓波形會被再次抬高，原因為市電輸入RLY閉合后，在每相對N之間并有濾波電容。同時還可以看出，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。
    為進一步改善發(fā)電機接入UPS后的輸入電壓，采用如下方式：將charger板上的濾波電容減小，同時在發(fā)電機R相輸出端并入5根燈管，S和T相分別并入2根燈管。再次開機觀測波形如圖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，單模塊開機時輸入電壓的RMS值和峰值在正常范圍之內(nèi)。從圖lO可以看出，兩模塊開機時，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
    根據(jù)用戶現(xiàn)場現(xiàn)有條件，通過并聯(lián)燈管(感性負(fù)載)來實現(xiàn)將發(fā)電機輸出電壓峰值降低，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)電機運行時燈管損壞；將濾波電容減小后，對于機器的EMC有影響。最好的解決方法是為用戶設(shè)計適合此臺發(fā)電機容量的電抗器來實現(xiàn)，但是此方法成本過高。