【正文】 5 UPS蓄電池的種類、選擇及維護一部分工程師人員在配置電源時，往往比較注重UPS主機的性能，卻忽視了對UPS蓄電池的選擇。 ⑨ 外部中斷。均為8位增量計數(shù)器，前者用于監(jiān)控系統(tǒng)軟件和硬件工作，在CPU出錯時產生復位信號；后者用于產生周期性的中斷請求。A/D轉換模塊的啟動可以有事件管理器模塊中的事件源啟動、外部信號啟動、軟件立即啟動等三種方式。每個單元各有一個兩級的FIFO緩沖堆棧。 死區(qū)控制單元 (DBTCON)用來產生可編程的軟件死區(qū)，使得受每個全比較單元的兩路CMP / PWM輸出控制的功率器件的間次開啟周期間沒有重疊，最大可編程的軟件死區(qū)時間達16μs。 四、事件管理器模塊 TMS320LF2407A包含兩個專用于電機控制的事件管理器模塊EVA和EVB，每個事件管理器模塊包括通用定時器（GP）、全比較單元、正交編碼脈沖電路以及捕獲單元。其中央算術邏輯單元（CALU）是一個獨立的算術單元，它包括一個32位算術邏輯單元（ALU）、一個32位累加器、一個1616位乘法器（MUL）和一個16位桶形移位器，同時乘法器和累加器內部各包含一個輸出移位器。② 可尋址存儲器空間為384KB，包括128KB的程序存儲器、128KB的數(shù)據(jù)存儲器和128KB的I/O空間。TMS320系列中的同一系列產品具有相同的CPU結構，只是片存儲器和片內外設的配置不同。gain5=圖3－8 3/2變換仿真模型二、扇區(qū)的選擇在此，我們定義三個中間變量，D0、DD2，其圖示如圖3－9。（3）根據(jù)扇區(qū)來確定空間電壓矢量切換點TCMTCMTCM3。精確的仿真可以大量的減少設計和實驗模擬的費用，其優(yōu)點為：（1）仿真可很好為教學目的服務。將以上各個扇區(qū)內矢量作用時間的計算情況，作3/2坐標變換，到靜止α、β二相坐標系下，用Uα、Uβ來表示以上各式，綜合起來考慮，就得到計算導通時間的公用計算公式：X=3TUdUβY=TUd(23Uα+32Uβ)Z=TUd(32Uα+32Uβ)定義TT2分別為各個扇區(qū)內的主輔矢量作用時間，將計算綜合成一個表格，就如下表3－2：表3－2 各扇區(qū)內的主輔矢量作用時間扇區(qū)號123456T1ZYZXXYT2YXXZYZ這種方法的優(yōu)點是，只要知道了參考電壓U所在扇區(qū)，就可以根據(jù)上表格快速計算出兩矢量的作用時間，而不必去計算電位角，省去了復雜的三角函數(shù)運算等問題。和，這樣可以降低逆變器諧波輸出含量同時，各電壓矢量的作用次序要遵循開關次數(shù)最少的原則，即任意一次電壓矢量的變化只能有一個橋臂的開關動作，表現(xiàn)在二進制矢量表示中只有一位發(fā)生變化。即 0TUT=0TXUXTXdt+TXTyUyTydy+TX+TytU0T0dt （式3－4）或者進一步等效寫成下式:U*T=UX*TX+Uy*Ty+U0*T0其中，U為期望電壓矢量。根據(jù)使用這八種磁鏈矢量方式的不同，傳統(tǒng)磁鏈追蹤型控制方法可分為兩類一是比較判斷式磁鏈追蹤型法磁通閉環(huán)方式二是三矢量合成式磁通正弦法磁通開環(huán)方式。表3－1逆變器的不同開關狀態(tài)對應的電壓空間矢量表定子電壓空間矢量開關狀態(tài)SASBSC相電壓矢量表達式A相B相C相U00000000U100113Ud13Ud23Ud23Udej43πU201013Ud23Ud13Ud23Udej23πU301123Ud13Ud13Ud23UdejπU410023Ud13Ud13Ud23Udej0U510113Ud23Ud13Ud23Udej53πU611013Ud13Ud23Ud23Udej13πU71110000對于每一個電壓空間矢量，可由圖32求出各相的電壓值，再將各相的電壓值代入式U=23uA+αuB+α2uC, (α=ej2π3) (式3－1)可以求得電壓空間矢量的位置。B、C相端點到O點的電壓波形同樣是兩電平的階梯波。實驗結果表明,與傳統(tǒng)電壓正弦PWM相比,該控制方法具有功率器件開關損耗低、逆變裝置直流側電壓利用率高等優(yōu)點。 副邊線圈電阻：110Ω4）本系統(tǒng)中直流電壓與相電流具體檢測及其轉換電路在本系統(tǒng)中，逆變器的輸出相電壓由直流電壓與PWM開關信號計算得到，所以在系統(tǒng)中只需要檢測直流電壓與兩相相電流。12VDC或 177。用電壓傳感器LV25P測量電壓的接線圖見圖2－17 所示。在實際應用LEM模塊時，通過測量電阻（外接）上的電壓來間接求出，從而得到電流。需要檢測的電路信號包括:逆變器輸出電壓，逆變器輸出電流；蓄電池的端電壓電壓，充電電流；市電的電壓，電流。PDPINTA是一個下降沿有效的中斷。小毛刺干擾電壓的持續(xù)時間小于規(guī)定的延時時間tdey時，控制電路不受影響，欠壓鎖定保護電路也不動作。這個過程與過電流保護相同，其動作時間更短。它采用的故障檢測和關斷方式使功率芯片的容量得到最大限度的利用。 縮短開發(fā)了時間。 在串聯(lián)的橋臂上,上下橋臂的驅動信號互鎖。 IPM內的IGBT芯片都選用高速型,而且驅動電路緊靠IGBT芯片,驅動延時小,所以IPM開關速度快,損耗小。IGBT的發(fā)展使集外圍電路內置于一塊功率模塊的智能功率IPM脫穎而出。在電感電流連續(xù)的條件下，電路工作于如圖28所示的兩種狀態(tài)。充電電路電感電容的選擇：設開關頻率為1KHz，輸出電流變化值為1A，則據(jù)相關經驗公式可得：即515300L**103=1L=，取電感為130 mH。由上節(jié)可知，濾波電容為：對L、C的選擇：三相橋式不控整流電路輸出電壓() Ud=515V，當為額定容量時， S=10KVA，由公式S=UI 可得I=SU=10000515=則等效負載電阻R=UI=≈27Ω故L=R3ω=273314≈29mHC=10327≈145μF開關頻率 fs的選擇從理論上講，提高開關頻率可以減小濾波參數(shù)，從而縮小體積、減輕重量、降低系統(tǒng)功耗及成本，并減小交流電流諧波畸變率。（3）其他時間段二極管的導通情況和負載電壓的波形和上述推導過程類似，電路電壓波形如圖 2－3 所示。三相不可控橋式整流電路如圖 2－3 所示，其中的六個二極管分為兩組，奇數(shù)組 VDVD3 和 VD5 的陰極連在一起稱為共陰極組，偶數(shù)組 VDVD4 和 VD6 的陽極連在一起稱為共陽極組，異名電極相連后接電源，同名電極相連后接負載。由此可見，對于在線式UPS，無論市電是否正常，其輸出總是由逆變器提供，所以在市電故障的瞬間，UPS的輸出不會有任何間斷。所以全數(shù)字的UPS就成為必然的發(fā)展趨勢?？梢葬槍Σ煌南到y(tǒng)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對控制軟件做一些調整即可。UPS 蓄電池組額定電壓≥UPS 電源啟動直流電壓（各 UPS 電源出廠時標明啟動直流電壓） 。(4)隔離功能，將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網干擾阻擋在負載之前，既可使負載對電網不產生干擾，又可使電網中的干擾不影響負載。被動后備式UPS結構框圖如圖1－4所示充電器CHARGER蓄電池BATTERY逆變器INVERTER濾波器FILTER市電負載市電正常市電異常圖1－4 被動后備式UPS結構框圖此架構主要特點如下：1．電路設計架構簡單，適合 2KVA 容量以下，體積小，重量輕，控制容易，成本低；2．市電正常時逆變器不工作，系統(tǒng)損耗小，設備使用效率高；3．逆變器僅僅在市電異常時動作，零件失效及設備故障率低；4．UPS 對市電幾乎不作處理而直接輸出至負載，對市電雜訊、抗衰減能力差，逆變輸出一般為方波；5．市電轉逆變工作時會有較長的轉換時間，一般為 8~16ms；6．保護性能差。在線互動式UPS結構較簡單、實施方便、且易于并聯(lián)、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高，性能滿足某些負載要求，特別適用于網絡中某些計算機設備采用分布式供電的系統(tǒng)。二、 在線互動式 UPS 電源在線互動式(interactive)－20kVA。對于這樣的機型，當用戶在采用多機“冗余’并機配置方案時，可將若干臺具有相同輸出功率和相同型號的UPS電源直接并機而形成7000－8000kVA的大型UPS供電系統(tǒng)。噪聲電壓和電壓瞬變可能損壞邏輯電路和文件資料。大功率的UPS一般負擔重要系統(tǒng)的供電，其研制技術難度大，因此研究三相大功率UPS具有廣泛的應用前景和普遍的現(xiàn)實意義。圖1－1 UPS控制技術的發(fā)展為了克服電網干擾對用電設備的破壞，目前廣泛采用UPS為敏感的用電設備供電。全數(shù)字化UPS電源系統(tǒng)設計畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 1 2 2 UPS功能 5 5 DSP 控制的數(shù)字式 UPS 的優(yōu)越性 6 72 全數(shù)字化UPS的硬件電路設計 7 7 8 9 10 10（無源） 11 11(BUCK)變換器 12（BOOST）變換器 14 16 IPM的特點 17 18 19 20 233 SVPWM在逆變器電路中的應用 24 24 24 24 27 27 28 SVPWM控制算法的仿真 314 TMS320系列 37 37 39 TMS320LF2407A的主要特點如下 39 39 445 UPS蓄電池的種類、選擇及維護 45 45 45 506 軟件設計 50 50 51 547 結 論 56參考文獻 58中文翻譯 59英文翻譯 71致 謝 851 緒論智能化網絡化模塊化數(shù)字化高頻化綠色化UPS控制技術UPS(Uninterruptible power Supply)是一種能提供優(yōu)質電源并保證電源連續(xù)供應的電力電子裝置。如何消除形形色色的干擾對用電設備造成的影響，為用電設備提供高可靠性，高質量的純凈的電源，是各UPS廠商面對的問題。逆變器是UPS的核心，必須具有輸出高質量正弦電壓的能力。UPS的功能除了是一個備用電源外，它還具備電力凈化的作用。在線式UPS向用戶提供的交流電源是高質量的純凈正弦波電源。當市電電壓在180～240V的范圍內時，它經由一條傳輸電纜所組成的交流旁路直接向用戶提供市電電源(180～240V)。這種電源的缺點是穩(wěn)壓性能不高，尤其是動態(tài)響應速度低，其次是抗干擾能力不強，自身很難抑制諧波干擾和調制干擾。五、 Delta 變換型 UPS 電源Delta變換型UPS電源：其單機輸出功率為10～480kVA。(5)后備功能，UPS帶有蓄電池，貯存一定的能量，一方面在電網停電或發(fā)生故障時可繼續(xù)供電一段時間來保護負載。UPS 電源功率延時時間/UPS 電源啟動直流電壓 =所需蓄電池安時數(shù) DSP 控制的數(shù)字式 UPS 的優(yōu)越性一、傳統(tǒng)的逆變電源采用模擬電路控制，但模擬控制存在許多固有的缺點：1）因采用大量的分散元件和電路板，導致硬件成本偏高，系統(tǒng)的可靠性下降；2）由于人工調試器件的存在，如可調電位器，導致生產效率降低及控制系統(tǒng)的一致性差；3）器件老化及熱漂移問題的存在，導致逆變電源輸出性能下降，甚至導致輸出失敗；4）產品升級換代困難，對同一型號的模擬控制逆變電源，若不改動硬件，則無法升級，每一個新型的逆變電源都要重新設計、制造控制系統(tǒng)；5）模擬控制的逆變電源的監(jiān)控功能有限，一旦出現(xiàn)故障，技術人員必須親赴場排查。（4） 系統(tǒng)維護方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便地通過串行接口或者并行接口進行調試，故障查詢。由于UPS的系統(tǒng)很復雜，涉及的方面也很多。另外，由于在線式UPS有輸入和輸出濾波器，再加上市電的交流輸入經整流后變?yōu)橹绷?，再由逆變器逆變?yōu)榻涣?，所以幾乎所有來自電網的干擾經過UPS以后都能得到很大程度的衰減；同時逆變器的穩(wěn)壓功能很強，所以在線式UPS能給負載提供干擾小、穩(wěn)壓精度高的電源。共陰極組中陽極電位最高的二極管將優(yōu)先導通，共陽極組中陰極電位最低的二極管將優(yōu)先導通。導通特點是各組二極管每隔 1/6 周期交換導通一次，每個二極管導通 1/3 周期，任何時刻負載上的電壓均為電源的線電壓。然而，實際上開關頻率 fs受開關器件自身的限制，高的開關頻率意味著高的開關損耗以及高的開關應力。設輸出電壓變化值為10V，據(jù)公式：即C=300*106*(515300)8**515*10=。模式1模式2圖2－8 等效電路在電力電子開關VT導通期間，VD截止，iL上升，eL=U0，uvT=0；VT阻斷期間，VD導通，iL下降，eL=UdU0，uvT=U+eL=Ud。IPM內含柵極驅動、短路保護、過流保護、過熱保護和欠壓鎖定等功能,被廣泛用于無噪聲逆變器,低噪聲UPS系統(tǒng)和伺服控制器等設備上。(2)低功耗。 有效防止上下臂同時導通。(9)無須采取防靜電措施。IPM內置各種保護功能，只要有一個保護電路作用。負載短路或系統(tǒng)控制器因相互干擾而發(fā)生直通現(xiàn)象時，（SC）時，就會立即開始關斷，同時產生一個故障信號。電源電壓必須超過欠壓復位閾值（UV）。一般來說，當系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障時，應首先由硬件來保護，這類保護通常由系統(tǒng)不可屏蔽的硬件中斷來完成。本設計通過LEM電壓、電流傳感器對這些信號采樣測量。圖2－15 LEM電流傳感器的工作原理圖LEM電流傳感器主要特性 (1)LEM電流傳感器可以測量任意波形的電流，如交流直流脈動電流等； (2)LEM 電流傳感器的線性度好，%； (3)LEM電流傳感器測量精度高，優(yōu)于1% 原級額定電流； (4)LEM電流傳感器響應速度快，小于；