如何巧妙整合控製方式得到最佳逆變電源供電質量?
發布時間:2015-12-15 責任編輯:sherry
【導讀】benwenjieshaolenibiandianyuangongdianzhiliangyukekaoxingtishengshejideyingjianbufenneirong。nibiandianyuandekongzhifangfabingbuweiyi,meiyizhongkongzhifangfadouyouqiyouquedian,ruheqiaomiaodijiangbutongdekongzhifangfajinxingzhenghecongerdedaozuijiadegongdianzhiliangcaishishejizhemenbuduanzhuiqiude。
隨著電廠、變電站等機構中逆變電源的普及,逆變電源在處理UPS電(dian)源(yuan)交(jiao)流(liu)負(fu)荷(he)的(de)情(qing)況(kuang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo),人(ren)們(men)對(dui)處(chu)理(li)的(de)效(xiao)率(lv)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。因(yin)此(ci)增(zeng)加(jia)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)的(de)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)與(yu)供(gong)電(dian)可(ke)靠(kao)性(xing)就(jiu)成(cheng)為(wei)了(le)設(she)計(ji)者(zhe)們(men)的(de)研(yan)發(fa)重(zhong)點(dian)。在(zai)本(ben)文(wen)中(zhong),小(xiao)編(bian)將(jiang)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)逆(ni)變(bian)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)提(ti)升(sheng)設(she)計(ji)的(de)硬(ying)件(jian)部(bu)分(fen)內(nei)容(rong)。
nibiandianyuandebingliancelveyouhenduo,youzhucongjiegou,yongdianyaxingnibianqizuoweizhumokuaikongzhixitongdianya,dianliuxingnibianqitigongfuzaidianliu。youduidengshi,bingliandegegenibianqijiegougongnengxiangtong,xianghujianyouxinhaodechuandi,danbucunzailishuguanxi。haiyoujiyuyougongwugongtiaojiedewulianxianbinglianfangshi。
隨著控製技術的發展,高速數字處理芯片DSP的(de)出(chu)現(xian),實(shi)現(xian)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)交(jiao)流(liu)輸(shu)出(chu)已(yi)經(jing)不(bu)成(cheng)問(wen)題(ti)。但(dan)是(shi)如(ru)何(he)實(shi)現(xian)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)冗(rong)餘(yu)設(she)計(ji)依(yi)然(ran)是(shi)困(kun)擾(rao)開(kai)發(fa)者(zhe)的(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti),目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)流(liu)行(xing)的(de)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)並(bing)聯(lian)技(ji)術(shu)是(shi)采(cai)用(yong)係(xi)統(tong)監控器統一產生SPWM信號進行同步和負載均分的,這種逆變器的技術缺點是:dannibianqibunenggongzuo,bixupeihexitongdejiankongqicainenggongzuo,yincixiaoxitongdexingnengjiagebibugao。xitongdekekaoxingqujueyuxitongjiankongqidekekaoxing,jiankongqiyidansunhuai,zhenggexitongjiangtanhuan;交流輸出不能短路,短路將會造成逆變器燒毀的危險。
無主可並聯逆變控製方式
本ben方fang案an采cai用yong各ge種zhong控kong製zhi方fang法fa相xiang結jie合he的de複fu合he控kong製zhi,自zi同tong步bu和he外wai同tong步bu結jie合he的de全quan新xin原yuan理li設she計ji,其qi優you點dian是shi可ke靠kao性xing高gao。可ke單dan機ji使shi用yong也ye可ke組zu屏ping,配pei置zhi方fang便bian。采cai用yong電dian子zi開kai關guan外wai掛gua方fang式shi,方fang便bian組zu成chengUPS、EPS等其它形式的逆變電源。係統監控有三個可以錯相120度的同步信號,方便組合成三相逆變電源係統;並且三相單獨調節,每相可帶100%不平衡負載。

圖1係統原理框
硬件設計部分
可並聯逆變模塊硬件電路由功率處理主電路、控製驅動電路、保護電路組成,係統原理框圖如圖1,DC/DC變電路為BOOST電路,采用高頻環進行逆變,因而無須采用工頻變壓器,使體積減小,其作用是利用DC-DC全橋高頻隔離升壓將直流220V電壓變換成PWM整流逆變電路所需要的電壓,供後級的全橋逆變使用,其控製係統結果如圖2所示。輸出給定電流Ug與實際的輸出電壓Uk相比較後,其誤差信號經PI調節器後與鋸齒波比較形成PWM信號,該信號再經驅動電路去控製BOOST電路中的開關器件IGBT,便可使實際的輸出電壓跟蹤給定電壓。本係統采用PWM控製器SG3525獲得PWM控製信號。

圖2 DC/DC變換電路控製結構
逆變器的功率處理采用全橋電路,經過SPWMtiaozhiyihou,shuchujingguolvbodianganhedianronglvboyihou,zhijieheqitanibianqideshuchujinxingbinglian,dangyaoqiuhedianwangjinxingkuaisuqiehuandeshihou,xitongzhujiankongzhihuidianziqiehuanxiangdekaiguandongzuo,shixianyudianwangdepangluqiehuan。
控製電路DSP TMS320F2407A完成SPWM波形的產生、鎖相、控製、均流以及同步信號捕捉、數據采樣等功能。使用DSP內部的模/數轉換模塊對輸出電壓反饋信號進行采樣,通過數字PI控製器完成電壓有效值外環控製,保證輸出電壓有效值穩態無差。PI控製器的輸出乘以標準給定信號,經數/模轉換後作為控製電路模擬部分的參考輸入信號。
主從設置法和平均電流法都無法實現冗餘技術,使並聯電源模塊係統的可靠性得不到很好的保證。而采用自主均流芯片UC3902依據特有的性能,如:“均流精度高,動態響應好,可以實現冗餘技術等”, 自主均流法實質上是在Ngebingliandemokuaizhong,shuchudianliuzuidademokuaijiangzidongchengweizhumokuai,qiyudemokuaizechengweicongmokuai,gegecongmokuaidedianyawuchayicibeizhengding,yitiaojiefuzaidianliufenpeidebujunheng。youyuN個ge並bing聯lian的de模mo塊kuai中zhong,事shi先xian沒mei有you人ren為wei設she定ding哪na個ge模mo塊kuai為wei主zhu模mo塊kuai,而er是shi按an輸shu出chu電dian流liu的de大da小xiao隨sui機ji排pai序xu,輸shu出chu電dian流liu大da的de模mo塊kuai自zi動dong成cheng為wei主zhu模mo塊kuai。本ben控kong製zhi係xi統tong采cai用yong此ci芯xin片pian可ke以yi直zhi接jie得de到dao均jun流liu誤wu差cha信xin號hao,簡jian化hua了le控kong製zhi係xi統tong複fu雜za的de電dian流liu計ji算suan,提ti高gao了le係xi統tong可ke靠kao性xing。
UC3902jichengxinpiantongguojingqueditiaozhengbianhuanqideshuchudianyayipipeisuoyoudeshuchudianliu。lingwai,cixinpianyouyigedutedeyoulitiaojianshishiyonglechamojunzaimuxian,zhezhongjiegoudadazengqianglexitongduizaoyindeyizhinengli。UC3902均流芯片應用在電力電源中具有如下的特點:(1)均流精度高。(2)外圍電路設計簡單,不像UC3907那樣過於複雜。(3)易於做熱插拔操作。
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