【正文】 統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)的顯示前端，具有極好的人機交互作用。的三相電壓量的模值。對于180度導(dǎo)電型的逆變器來說，三個橋臂的六個開關(guān)器件共可以形成8種開關(guān)模式。以n點為參考電位，易得：USA=23Ud 、USB=13Ud 、USC=13Ud 、將以上數(shù)值代入式3－1，可得：US＝23Udej0采用同樣的方法可以得到如表3－1所示的逆變器空間電壓矢量。它消除了比較判斷誤差，很大程度上提高磁鏈追蹤的精度，輸出電流更接近于正弦。U0包括了UO、U7兩個零矢量。其圖形如圖3－4所示矢量作用時間的推導(dǎo)過程比較繁雜，在這里，本文用一種比較簡單的方法，來推導(dǎo)算法中各矢量的作用時間。各矢量的發(fā)送順序規(guī)律見表3－表3－4所示。利用MATLAB/Simulink環(huán)境下的豐富模型，可很方便的實現(xiàn)SVPWM的仿真。uαuβ=231 12 120 32 32uAuBuC由以上3/2坐標的公式，設(shè)置仿真模塊中的參數(shù)參數(shù)如下gain=1/2。TMS320DSPs的體系結(jié)構(gòu)適合于實時的數(shù)字信號處理。圖4－1給出了TMS320系列產(chǎn)品。④ 32位累加器和32位算術(shù)邏輯單元，一個1616的硬件乘法器。 TMS320LF2407A采用增強的哈佛結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)部具有六條16位總線，即程序地址總線（PAB）、數(shù)據(jù)讀地址總線（DRAB）、數(shù)據(jù)寫地址總線（DWAB）、程序讀總線（PRDB）、數(shù)據(jù)讀總線（DRDB）、數(shù)據(jù)寫總線（DWEB），其程序存儲器總線和數(shù)據(jù)存儲器總線相互獨立，支持并行的程序和操作數(shù)尋址，因此CPU的讀/寫可在同一周期內(nèi)進行，這種高速運算能力使自適應(yīng)控制、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等復(fù)雜控制算法得以實現(xiàn)。 ① 通用定時器。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(shù)運算。其中片內(nèi)雙方向RAM544Byte，64KB的Flash存儲器，片內(nèi)單訪問RAM 4KB。派生的器件集成了新的片內(nèi)存儲器和片內(nèi)外設(shè)，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。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(guān)系如表3－5 表3－5 S與扇區(qū)號N的對應(yīng)關(guān)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(guān)內(nèi)容中，已經(jīng)推導(dǎo)過這幾個量的數(shù)學(xué)模型，這里就能夠按照數(shù)學(xué)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。（4）SVPWM脈沖的產(chǎn)生。（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)。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。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(nèi)會出現(xiàn)反極性的電壓脈沖，產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩， 引起轉(zhuǎn)矩脈動和電磁噪聲。T為采樣周期。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。下面以開關(guān)狀態(tài)（0、0）為例，即VTVTVT2導(dǎo)通，其余關(guān)斷。另外，該電路每相橋臂上的兩個開關(guān)器件的驅(qū)動信號應(yīng)該滿足互補條件，并留有死區(qū)。空間電壓矢量PWM法基于對三相電壓轉(zhuǎn)換成二相平面,產(chǎn)生八個相應(yīng)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。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。15VDC； 轉(zhuǎn)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。 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。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(yīng)速度快，小于； (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 。本設(shè)計通過LEM電壓、電流傳感器對這些信號采樣測量。一般來說，當系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障時，應(yīng)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。電源電壓必須超過欠壓復(fù)位閾值（UV）。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(guān)斷，同時產(chǎn)生一個故障信號。IPM內(nèi)置各種保護功能，只要有一個保護電路作用。(9)無須采取防靜電措施。 有效防止上下臂同時導(dǎo)通。(2)低功耗。IPM內(nèi)含柵極驅(qū)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(shè)備上。模式1模式2圖2－8 等效電路在電力電子開關(guān)VT導(dǎo)通期間，VD截止，iL上升，eL=U0，uvT=0；VT阻斷期間，VD導(dǎo)通，iL下降，eL=UdU0，uvT=U+eL=Ud。設(shè)輸出電壓變化值為10V，據(jù)公式：即C=300*106*(515300)8**515*10=。然而，實際上開關(guān)頻率 fs受開關(guān)器件自身的限制，高的開關(guān)頻率意味著高的開關(guān)損耗以及高的開關(guān)應(yīng)力。導(dǎo)通特點是各組二極管每隔 1/6 周期交換導(dǎo)通一次，每個二極管導(dǎo)通 1/3 周期，任何時刻負載上的電壓均為電源的線電壓。共陰極組中陽極電位最高的二極管將優(yōu)先導(dǎo)通，共陽極組中陰極電位最低的二極管將優(yōu)先導(dǎo)通。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(jīng)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(wǎng)的干擾經(jīng)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。由于UPS的系統(tǒng)很復(fù)雜，涉及的方面也很多。（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(diào)試，故障查詢。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(dǎo)致硬件成本偏高，系統(tǒng)的可靠性下降；2）由于人工調(diào)試器件的存在，如可調(diào)電位器，導(dǎo)致生產(chǎn)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(dǎo)致逆變電源輸出性能下降，甚至導(dǎo)致輸出失敗；4）產(chǎn)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(shè)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(shù)人員必須親赴場排查。(5)后備功能，UPS帶有蓄電池，貯存一定的能量，一方面在電網(wǎng)停電或發(fā)生故障時可繼續(xù)供電一段時間來保護負載。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。這種電源的缺點是穩(wěn)壓性能不高，尤其是動態(tài)響應(yīng)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(diào)制干擾。當市電電壓在180～240V的范圍內(nèi)時，它經(jīng)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)。在線式UPS向用戶提供的交流電源是高質(zhì)量的純凈正弦波電源。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。逆變器是UPS的核心，必須具有輸出高質(zhì)量正弦電壓的能力。如何消除形形色色的干擾對用電設(shè)備造成的影響，為用電設(shè)備提供高可靠性，高質(zhì)量的純凈的電源，是各UPS廠商面對的問題?！?digital control system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(shè)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(yīng)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(shè)計 50 50 51 547 結(jié) 論 56參考文獻 58中文翻譯 59英文翻譯 71致 謝 85中國礦業(yè)大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第87頁1 緒論智能化網(wǎng)絡(luò)化模塊化數(shù)字化高頻化綠色化UPS控制技術(shù)UPS(Uninterruptible power Supply)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源連續(xù)供應(yīng)的電力電子裝置。本系統(tǒng)使用 DSP/TMS320LF2407 做為 UPS 的主控芯片，保證系統(tǒng)高速、實時、可靠性的要求。編號：（ ）字 號本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）全數(shù)字化UPS電源系統(tǒng)設(shè)計 題目： 姓名： 學(xué)號： 班級： 二〇一一年六月中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計姓 名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 　 設(shè)計題目： 全數(shù)字化UPS電源系統(tǒng)設(shè)計 專 題： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2011 年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：UPS主要向一些用戶的關(guān)鍵設(shè)備(鐵路和民航的售票系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院的生命維護設(shè)備、銀行清算中心等)提供工作頻率穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度高、電壓失真度小的正弦波電源。隨著對 UPS 性能、精度等指標要求的不斷提高，將 DSP 芯片應(yīng)用到 UPS 中可將先進的SVPWM控制策略引入到控制系統(tǒng)中，實現(xiàn) UPS 的全數(shù)字控制?！VPWM control strategy。圖1－1 UPS控制技術(shù)的發(fā)展為了克服電網(wǎng)干擾對用電設(shè)備的破壞，目前廣泛采用UPS為敏感的用電設(shè)備供電。大功率的UPS一般負擔重要系統(tǒng)的供電，其研制技術(shù)難度大，因此研究三相大功率UPS具有廣泛的應(yīng)用前景和普遍的現(xiàn)實意義。噪聲電壓和電壓瞬變可能損壞邏輯電路和文件資料。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)。二、 在線互動式 UPS 電源在線互動式(interactive)－20kVA。在線互動式UPS結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)中某些計算機設(shè)備采用分布式供電的系統(tǒng)。被動后備式UPS結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)框圖此架構(gòu)主要特點如下：1．電路設(shè)計架構(gòu)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)逆變工作時會有較長的轉(zhuǎn)換時間，一般為 8~16ms；6．保護性能差。(4)隔離功能，將瞬間間斷