【正文】 (5)LEM 電流傳感器原級電路與次級電路之間完全電絕緣，絕緣電壓一般為212KV 。 圖2－17 LEM電壓傳感器測量電壓接線圖3)本文所使用的是LTSP25NP電流傳感器，它電流測量范圍寬，最高可達50A，有很強的過載能力和較好的線性度，性能指標如表2－2模塊原邊理論值測量范圍副邊信號精度%封裝系列LTSP25NP8A、12A、25A50A12mAPCBLTSTSRLTSP圖2－18是LEM的實物圖圖2－18 LTSP25NP由LEM電流傳感器的線性度和被檢測電流的額定值可得，當為額定電流時LEM輸出的電壓在Vo=177。15VDC； 轉換率：2500∶1000絕緣耐壓（原副邊之間）：50HZ，1分鐘，； 電流消耗：24mA；測量總精度（25℃）：177。其中相電流的檢測采用LEM公司的電流傳感器LTSP25NP，直流電壓傳感器采用LV25一P，輸入量程可通過接線改變?？臻g電壓矢量PWM法基于對三相電壓轉換成二相平面,產生八個相應空間電壓矢量:六個有效空間電壓矢量形成一個正六邊形,兩個零矢量位于中心位置。另外，該電路每相橋臂上的兩個開關器件的驅動信號應該滿足互補條件，并留有死區(qū)。下面以開關狀態(tài)（0、0）為例，即VTVTVT2導通，其余關斷。比較判斷式磁鏈追蹤型法控制雖然簡單，能實時追蹤，但易出現(xiàn)判斷誤差和量化誤差，從而影響到磁鏈追蹤的精度。T為采樣周期。這是因為如果允許有兩個或三個橋臂同時動作，則在線電壓的半周期內會出現(xiàn)反極性的電壓脈沖，產生反向轉矩， 引起轉矩脈動和電磁噪聲。通過對扇區(qū)的選擇，那么相鄰矢量的作用時間可在，中選擇。（2）仿真可以提供系統(tǒng)性能的數(shù)據(jù)資料，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)原型中存確定最優(yōu)參數(shù)。（4）SVPWM脈沖的產生。顯然有D0=UβD1=32Uα12UβD2=32Uα12Uβ定義函數(shù) signx=0 x0 1 x0根據(jù)式S＝sign(D0)+2sign(D1)+4sign(D2)計算所得到系數(shù)S,S與Ur所在扇區(qū)號N的關系如表3－5 表3－5 S與扇區(qū)號N的對應關系表S123456扇區(qū)號NⅡⅥⅠⅣⅢⅤ扇區(qū)判斷圖3－9根據(jù)以上分析建立起MATLAB扇區(qū)判斷的仿真模型,如圖3－10所示圖3－10扇區(qū)判斷模塊三、 公式X、Y、Z和矢量分配時間TX、TY在前面相關內容中，已經推導過這幾個量的數(shù)學模型，這里就能夠按照數(shù)學模型來建圖3－11 X、Y、Z仿真模塊圖3－12 矢量分配時間TT2立仿真模型了。派生的器件集成了新的片內存儲器和片內外設，以滿足不同應用場合的需要。其中片內雙方向RAM544Byte，64KB的Flash存儲器，片內單訪問RAM 4KB。完全獨立于CALU的輔助寄存器單元（ARAU）包含八個16位輔助寄存器，其主要功能是在CALU操作的同時執(zhí)行八個輔助寄存器（AR7至AR0）上的算術運算。 ① 通用定時器。 ③ 正交編碼脈沖電路。當捕獲發(fā)生時，相應的中斷標志被置位，并向CPU發(fā)中斷請求。 ③ 控制器區(qū)域網（CAN）。 ⑥ 外部存儲器接口。有五個外部中斷（功率驅動保護、復位、不可屏蔽中斷NMI及兩個可屏蔽中斷）。選擇不恰當?shù)呐涮仔铍姵赝鶗斐蒛PS后備時間不足、電池不能放電等事故，或電池的使用壽命很短量，下面就根據(jù)幾個方面來分析下電池的選擇。采用 EVA 中的 CAPl 和 CAP2 分別對市電和逆變輸出電壓的過零點進行捕捉，并設通用定時器 T2 作為它們共同的時基。TMS320LF2407A （邊界掃描邏輯）串行仿真接口，能夠極其方便地提供硬件系統(tǒng)的在線仿真和測試。 ⑤ 看門狗定時器與實時中斷定時器。包括兩個帶采樣/保持的各8路10位A/D轉換器，具有自動排序能力，一次可執(zhí)行最多16個通道的自動轉換，可工作在8個自動轉換的雙排序器工作方式或一組16個自動轉換通道的單排序器工作方式。EVA模塊有三個捕獲單元引腳CAPCAP2和CAP3，它們可以選擇通用定時器1或2作為時基，但CAP1和CAP2一定要選擇相同的定時器作為時基；EVB模塊也有三個捕獲單元引腳CAP CAP5和CAP6，它們可以選擇通用定時器3或4作為時基，但CAP4和CAP5一定要選擇相同的定時器作為時基。每個事件管理器模塊有3個全比較單元（2和3）（EVA）； 5圖4－3 TMS功能方框圖和6（EVB），每個比較單元各有一個 16位比較寄存器 CMPRx，各有兩個CMP / PWM輸出引腳，可產生2路 PWM輸出信號控制功率器件，其輸出引腳極性由控制寄存器 (ACTR)的控制位來決定，根據(jù)需要，選擇高電平或低電平作為開通信號，通過設置T1為不同工作方式，可選擇輸出對稱PWM波形、非對稱PWM波形或空間矢量PWM波形。 TMS320LF2407A的指令集有三種基本的存儲器尋址方式：立即尋址方式、直接尋址方式、間接尋址方式。體系結構采用四級流水線技術加快程序的執(zhí)行，可在一個處理周期內完成乘法、加法和移位運算。根據(jù)TI提供的資料，且有4種低功耗工作方式，單指令周期25ns（40MHz），最高的運算速度能達到40MIPS。240xA芯片是24x定點DSPs系列的一部分，是C2000平臺的一員。gain4=。（2）計算公用公式X、Y、Z，并進一步計算出各扇區(qū)內主輔矢量的作用時間的分配情況。 SVPWM控制算法的仿真在科研實踐中，系統(tǒng)仿真變得越來越不可缺少。因而第6扇區(qū)各矢量作用時間就不需要再作推導，直接根據(jù)第3扇區(qū)作用時間來確定即可（N＝6）：Tx=3UTUdsin((N3)π3θ)Ty=3UTUdsin(θ(N4)π3)為了補償U的旋轉頻率，需要插入零矢量UO或者U7，其作用總時間為TO，滿足條件：TO=TT4T6 , T00=1KT0, T07=KT0約束條件為0≤K≤1在此，定義扇區(qū)內先發(fā)生的矢量TX叫主矢量，后發(fā)生的矢量Ty叫輔矢量。另外，為使波形對稱，把每個矢量的作用時間都一分為二，同時把零矢量時間分配給兩個零矢量U0、U7。把它分成六個扇區(qū)，每為一個扇區(qū)，在每一個扇區(qū)，選擇相鄰的兩個電壓矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原則來合成每個扇區(qū)內的任意電壓矢量。由八種磁鏈矢量的不同組合作用，可使該磁鏈軌跡逼近正多邊形或圓形。當零矢量作用于電機時不形成磁鏈矢量；而當非零矢量作用于電機時，會在電機中形成相應的磁鏈矢量。因此，逆變器輸出端點A電壓波形是兩電平的階梯波。由于該控制方法把逆變器和電機作為一個整體來考慮,所以模型構造簡單,便于數(shù)字化實現(xiàn)。 原邊線圈電阻：250Ω 。5%）：177。 其應用對象包括交流變頻調整、伺服電機牽引，直流電機牽引的電壓轉換，不間斷電源，電焊機電源，電池電源等。上述平衡過程是在非常短的時間完成的，所需時間在之內，這是一個動態(tài)平衡過程，即主電路電流任何變化都會破壞這一平衡磁場，而一旦磁場失去平衡，霍爾器件就會有信號輸出，經放大器放大后，立即有相應的電流流過次級線圈進行補償，因此，從宏觀上看，次級補償電流的安匝數(shù)在任何時間都與主電流的安匝數(shù)一樣，即。圖2－14 光電隔離與驅動電路原理圖系統(tǒng)的逆變輸出電壓為220V、 50HZ交流電，為實現(xiàn)閉環(huán)控制，則必須通過傳感器進行隔離采樣；蓄電池為實現(xiàn)恒流恒壓充電也必須實時的監(jiān)控其端電壓和充電電流也需要進行電壓電流采樣。IPM的F0故障信號經光偶隔離送PDPINTA引腳即功率驅動保護中斷輸入引腳。無論什么原因，只要該電源電壓降到欠壓斷開閾值（UV）以下，IPM就關斷，同時會產生一個故障信號。（2）短路電流保護（SC）由IPM內藏的電流傳感器檢測各橋臂電流，當短路電流超過允許電平時，IPM就輸出動作信號，并封鎖輸入信號，對模塊實行軟關斷。四、 IPM的保護功能IPM內置有驅動和保護電路，用以防止系統(tǒng)相互干擾或者過載時損壞功率芯片。(8)IPM 內藏相關的外圍電路。(5)橋臂對管互鎖。二、IPM的優(yōu)點(1)開關速度快。 隨著IGBT在工作頻率為20KHZ的硬開關及更高的軟開關中的應用,它已經代替了MOSFET和GTR,成為最主要的電力電子器件。這樣把低壓直流變換成高壓直流。由于三相橋式不控整流電路經濾波輸出電壓約為515V；充電電壓為300V，即300＝D*515，可得D=。其大小與整流濾波電路的等效負載電阻之間的關系為：上式中，L是濾波電感門檻值，單位為H； R是等效負載電阻，單位為；是電壓輸入角頻率，ω=2πf，即ω=314。（2）在 t1~t2期間，a 點電位最高，b 點電位仍最低，因此 VD1和 VD6導通，其余四個二極管都截至，負載上的電壓就是線電壓uab，其電流通路是：a→VD1→LC→VD6→b。濾波電路除了要有容量足夠大的電容之外還要加一個大電感構成電力濾波器，以減小網側電流諧波污染，穩(wěn)定直流側電壓電流。如果靜態(tài)開關的轉換由逆變器故障引起，UPS會發(fā)出報警信號；如果是由過載引起，當過載消失后，靜態(tài)開關重新切換回逆變器端。三因硬件實現(xiàn)的局限性，控制方式僅能采用PID調節(jié)等方法，使得性能還有提高的余地。（3） 控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標準化。 在恒流放電的情況下，容量Q=IT式中 Q—電池放出的電量，Ah；I—放電電流，A；T—放電時間，h（2）后備延時蓄電池配置方法。(3)電壓變換功能，可以將輸入電壓變換成需要的電壓。但在市電不正常時，繼電器將逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個ms的時間，所以稍微重要的計算機設備不宜選用被動后備式UPS電源。這種UPS電源，在市電正常時，負載由經改良后的市電供電，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電，逆變器工作在AC／DC方式；當市電不正常時，負載完全由逆變器供電，逆變器工作在DC／AC方式。此架構主要特點如下：1．電路設計適合 1~10KVA 容量，控制結構復雜，成本高；2．輸出至負載的電力經 UPS 處理，輸出電源質量高；3．逆變器始終處于工作狀態(tài)，電路損耗大，需采用質量較好的元器件；4．無轉換時間，可以給精密設備提供電源；5．可同時改善電壓與頻率變化的電力品質問題，增加電源供電穩(wěn)定度；6．保護性能最好，對市電通訊、突破衰減能力最佳。在線式(online)－1500kVA。過壓或者欠壓以及電壓浪涌，可能導致驅動器，內存和邏輯的損壞，還可能產生不可預料的軟件故障。由于中大功率UPS在性價比方面的優(yōu)勢與周邊設備的發(fā)展，中大功率UPS的應用越來越廣，需求越來越大。隨著信息技術、電子技術、控制技術的發(fā)展，各種先進技術已廣泛應用在UPS的設計開發(fā)中，因而UPS技術進一步朝著模塊化、智能化、數(shù)字化、網絡化、高頻化、綠色化等幾個主要方向發(fā)展，如圖1－1所示。UPS最早的應用是在為醫(yī)院的手術室、電臺和電視臺的節(jié)目播出系統(tǒng)、軍事國防等特殊領域出現(xiàn)緊急情況時提供可靠的應急電力供應。一套功能完善的UPS可以最大限度地消除來自電網上的各類干擾。逆變電源的輸出波形控制技術是建立在工業(yè)電子技術、半導體技術、現(xiàn)代控制技術、現(xiàn)代電力電子技術、磁性材料等學科基礎上的一門實用技術?，F(xiàn)在的電源工業(yè)，可以向用戶提供一下4種類型的UPS：一、 在線式 UPS 電源在線式UPS電源的逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負載之間，電源通過逆變器連續(xù)向負載供電，其結構決定了其輸出與市電輸入無關。典型的“1十l”直接并機系統(tǒng)的平均無故障工作時間可達200萬小時。當市電電壓在150～l80V或240～276V范圍內時，它經位于交流旁路供電通道上的變壓器抽頭調壓處理電路所組成的交流調壓器向用戶提供經過簡單調壓處理的市電電源。在線互動式結構框圖如圖1－3所示濾波器FILTER智能調節(jié)器AVR蓄電池BATTERY充電器CHARGER逆變器INVERTER市電正常市電異常市電負載圖1－3 在線互動式結構框圖此架構主要特點如下：1．控制結構復雜，電路設計適合 5KVA 以下容量，成本較高；2．市電經智能調節(jié)后直接提供給負載，逆變器此時給電池充電，充當充電器的角色，系統(tǒng)損耗小，效率高；3．對市電通訊、抗衰減能力差，逆變輸出為正弦波；4．市電到逆變的轉換時間一般為 4~6ms；5．保護性能比后備式 UPS 好。當輸入電源滿足電壓波動小于?15％，頻率波動小于1％時，由比 Delta變換器所提供的幅度不超過?15％的逆變電壓補償輸出電壓。另一方面在UPS的整流器發(fā)生故障時可使用戶有時間來保護負載。80年代初期，為了提高逆變電源的通信功能及顯示功能，逆變電源的設計中采用了微處理器，但是，由于微處理器的速度問題，逆變電源的控制仍然采用模擬電路進行。監(jiān)控系統(tǒng)可以查詢歷史記錄，自動進行故障診斷，軟件修復，甚至進行參數(shù)的在線修改與調試。畢業(yè)設計期間，我在導師的指導下主要設計了以下幾個方面的部分內容:(l)系統(tǒng)的硬件設計 (2)控制方案設計:在逆變的控制中采用SVPWM控制策略(3)SVPWM原理及仿真(4)蓄電池的充放電仿真(5)簡單的軟件設計2 全數(shù)字化UPS的硬件電路設計本設計采用在線式UPS給負載供電，所謂在線式是指不管電網是否正常工作，負載所用的交流電壓都要經過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)， 當市電正常時，輸入電壓經過整流濾波電路，一路給逆變器提供電壓，逆變器輸出經過輸出變壓器和輸出濾波電路將SVPWM波形變換成隔離的純正弦波，另一路送入充電器給蓄電池補充能量。 本系統(tǒng)設計要求：在線式三進三出10KVA，輸入線電壓為380V,輸出線電壓220V圖2－1 UPS系統(tǒng)結構圖2．電路參數(shù)設計主電路參數(shù)設計三相不可控橋式整流負載上的電壓為脈動的線電壓，正如波形圖中以 U2 表示輸入相電壓有效值，并Uab超前 Ua30176。電路工作情況具體分析如下：（1）在 0~t1期間，c 相電位為正，b 相電位為負，a 相電壓為正