大功率并聯(lián)UPS的鎖相控制技術(shù)

并聯(lián)系統(tǒng)UPS在市電與逆變切換時(shí)，若在切換的瞬間二者的輸出波形不一致,會(huì)造成供電的中斷，另一方面也可能會(huì)因兩個(gè)電壓源之間的環(huán)流過(guò)大而損壞UPS。為確保UPS系統(tǒng)市電與逆變的切換時(shí)不存在環(huán)流，需保證市電波形與逆變波形保持相位接近；因此需要一種裝置用來(lái)檢測(cè)市電的相位變化，并用于控制逆變器輸出電壓的相位和頻率,使逆變器與市電保持同步運(yùn)行。

對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)UPS的鎖相可采用兩級(jí)鎖相結(jié)構(gòu)，其中，一級(jí)鎖相環(huán)又稱(chēng)外同步，是指并聯(lián)系統(tǒng)各UPS跟蹤市電相位和頻率并進(jìn)行相互間的相位同步控制，即實(shí)現(xiàn)UPS與旁路市電的同步。二級(jí)鎖相環(huán)又稱(chēng)內(nèi)同步，是指基于各臺(tái)UPS輸出電壓的頻率及相位跟蹤和同步控制，它實(shí)現(xiàn)各臺(tái)UPS間的同步。兩級(jí)鎖相環(huán)都采用了PI調(diào)節(jié)器，其中，內(nèi)同步速度較快，精度很高（±10μs以?xún)?nèi)），它確保了UPS之間的并聯(lián)環(huán)流可達(dá)到最小。外同步的PI調(diào)節(jié)器速度較慢，它確保了旁路和逆變器之間的平滑切換。每級(jí)鎖相環(huán)包括相位誤差檢測(cè)、調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，以下分別介紹各級(jí)鎖相環(huán)是如何實(shí)現(xiàn)的。

并聯(lián)系統(tǒng)中的鎖相框圖為：

外同步：兩臺(tái)UPS的輸入即市電經(jīng)比較器電路整形為方波，經(jīng)過(guò)同步母線(xiàn)綜合后，將該方波信號(hào)送到每臺(tái)UPS的DSP的捕獲單元CAP1引腳，設(shè)置上升沿或下降沿捕獲，則在方波信號(hào)發(fā)生相應(yīng)跳變時(shí)進(jìn)入捕獲1中斷讀取計(jì)數(shù)器T2CNT的值作為PI調(diào)節(jié)器的反饋信號(hào)，通過(guò)與設(shè)定值相比較即可得相位差，再經(jīng)PI調(diào)節(jié)器的運(yùn)算形成調(diào)節(jié)量，用于改變T2PR的值，從而使逆變輸出跟蹤市電基準(zhǔn)。

內(nèi)同步：T2計(jì)數(shù)器作為UPS正弦輸出的相位和頻率基準(zhǔn)，為保證所有UPS之間同步，所有UPS都利用T2CNT發(fā)生一個(gè)方波，方波經(jīng)同步母線(xiàn)綜合后，送到所有UPS的CAP2端口，在方波信號(hào)發(fā)生相應(yīng)跳變時(shí)進(jìn)入捕獲2中斷中對(duì)T2CNT清零，保證內(nèi)同步的給定是同步的。

在正弦中點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的中斷中讀取T2CNT值作為反饋量，與T2PR/2相比較，再經(jīng)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后得到的調(diào)節(jié)量用于改變T1PR的值，使逆變輸出正弦波和T2計(jì)數(shù)器同步，從而逆變輸出保持同步。