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DSP控制的UPS逆變器的諧波調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹

作者： 時間：2012-04-04 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏

然后在比例積分補(bǔ)償器中應(yīng)用振幅元件來產(chǎn)生諧波失真校正信號，它基本上消除了輸出波形的諧波失真。再從誤差補(bǔ)償信號中減去合成的諧波失真校正信號，將其結(jié)果輸入PWM逆變器，從而產(chǎn)生一個基本上沒有諧波失真的輸出電壓波形。DSP控制的逆變器和諧波調(diào)節(jié)器能夠在變化的非線性負(fù)載條件下工作以提供正弦負(fù)載電壓。

UPS非線性負(fù)載的諧波消除實驗是在一臺1kVA系統(tǒng)上進(jìn)行的，該實驗采用了德州儀器公司的DSP TMS320C25作為控制芯片，所使用的UPS系統(tǒng)是IPM公司的增強(qiáng)型平衡功率（BP）逆變器的原型。圖3 ~ 7表明了采用DSP TMS320C25后的UPS系統(tǒng)性能。各圖均為輸出電壓和電流的時域波形以及輸出電壓的頻譜。

圖3 無諧波調(diào)節(jié)器作用時的UPS工作情況 圖4 5次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時UPS工作情況

圖5 7次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時UPS工作情況 圖6 5次和7次諧波調(diào)節(jié)器同時作用時UPS工作情況

圖7 5次諧波無緣濾波器作用時的UPS工作情況 表1 UPS工作條件
表1所列出的是UPS在每幅圖中不同的工作條件。圖3所示為UPS在沒有任何諧波調(diào)節(jié)器時的工作情況。由于諧波電流從非線性整流型負(fù)載注入，所以UPS輸出電壓波形產(chǎn)生畸變且主要包含5次和7次諧波。
圖4和圖5分別顯示了5次和7次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)工作時的情況。表1給出了當(dāng)每一諧波調(diào)節(jié)器分別工作時電壓THD的微小變化，這是因為在消除一個諧波的同時就會引起未補(bǔ)償諧波幅值的增加。圖4中電流THD的顯著增加是由于在現(xiàn)有負(fù)載工作條件下電流是不連續(xù)的。
圖6所示為5次和7次諧波調(diào)節(jié)器同時工作時的標(biāo)準(zhǔn)BP UPS的工作情況。此時可以得到無諧波失真的正弦電壓波形，并且可以看到電壓THD的顯著降低。最后在圖7中給出了伴有5次諧波無緣濾波器的UPS工作情況。由于沒有諧波調(diào)節(jié)器，因此圖7中的正弦電壓波形的品質(zhì)比圖6中的明顯降低了。
5 結(jié)語

本文討論了UPS系統(tǒng)的控制方法，重點(diǎn)分析了DSP控制的UPS逆變器和諧波調(diào)節(jié)系統(tǒng)。DSP控制的UPS系統(tǒng)使用了軟件控制的諧波調(diào)節(jié)器，它能夠動態(tài)地適應(yīng)變化的負(fù)載條件，并對負(fù)載諧波進(jìn)行自動補(bǔ)償。實驗結(jié)果表明，對于大功率UPS系統(tǒng)中非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波失真，能夠通過基于DSP控制的諧波調(diào)節(jié)器有效地進(jìn)行消除，從而得到無諧波失真的輸出電壓波形。
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