电力电子装置中的控制技术s.ppt

3.2 内环脉宽调制技术 4 空间矢量PWM(SVPWM)控制 矢量区域定位 按照以上的分析，我们只要确定了 的区域，我们就可以确定应该选择哪个电压矢量 。 矢量区域的选择 误差电流矢量 区域的选择可以通过三相误差电流的瞬时值的正负判断，参照下图，如下表所示。 3.2 内环脉宽调制技术 4 空间矢量PWM(SVPWM)控制 3.3 外环控制技术 1 前言 外环控制的主要任务是保证装置实现预定功能，并具有较好的动态和静态性能。此外，装置在并联扩容时还有附加的均流控制。 下面以UPS不间断电源为例来介绍。 3.3 外环控制技术 2 UPS基本原理 UPS的概念 UPS (uninterruptible power supply)即不间断电源，主要用于给重要设备提供不间断电能供应； 当市电输入正常时，UPS将市电整流通过逆变器或直接稳压后提供给负载供电，此时的UPS是一台交流稳压器，同时向机内蓄电池充电；当市电发生中断时，UPS立即将电池的电能通过逆变器向负载供电，使负载在一段时间内维持正常工作； 3.3 外环控制技术 2 UPS基本原理 UPS的基本结构 3.3 外环控制技术 2 UPS基本原理 后备式UPS 3.3 外环控制技术 2 UPS基本原理 双变换在线式UPS 3.3 外环控制技术 3 UPS主电路 UPS采用的逆变器主要电路结构有全桥式、半桥式及推挽式；小容量UPS多用推挽式结构，中大容量多用全桥式；根据需要，UPS也有隔离型和非隔离型。 UPS输出电压控制也就是逆变器输出电压控制，无特殊之处。因此，作为UPS控制而言，可以参考恒压恒频逆变器输出电压控制方法。 3.3 外环控制技术 3 UPS主电路 逆变器主电路结构 3.3 外环控制技术 3 UPS主电路内环控制 逆变器内环控制方法 3.3 外环控制技术 4 UPS主电路外环控制 逆变器外环波形控制方法 分为开环控制和闭环控制，一般来说，对于负载变化不大、中小容量场合，开环控制也用的比较多。 外环波形控制主要是为了保证UPS逆变器输出电压频率、波形、幅值满足指标要求。通常UPS输出电压要求同配电网电压要求相同：50±0.2Hz、380/220V(±7％)、THDu5%。 3.3 外环控制技术 4 UPS主电路外环控制 引起输出电压偏差的因素 如右图，引起输出电压偏差主要原因有：负荷电流在内阻抗上的波动、电力电子器件的非线性、死区时间、输入电压的波动等。 3.3 外环控制技术 4 UPS主电路外环控制 瞬时值内环平均值外环的双环控制 3.3 外环控制技术 4 UPS主电路外环控制 同步锁相技术 为了避免UPS的逆变器与市电切换的时候对负载和电网产生大的冲击，需要控制逆变器输出电压的幅值、相位、频率与市电基本相同，此时，逆变器需要跟踪市电的频率和相位； 3.3 外环控制技术 5 UPS并联控制 并联使用的目的及难点 UPS扩容需要多台并联； 负荷对电源要求高，需要冗余电源； 由于UPS静态和动态特性不一致，设备在负荷正常运行及波动时，电流将不平衡，由于UPS主电路的过流能力不强，对均流要求非常高， 3.3 外环控制技术 5 UPS并联控制 并联使用等效电路 3.3 外环控制技术 5 UPS并联控制 并联使用电流分配情况 UPS电源包括：负荷电流、环流 环流一部分由UPS输出(相位、幅值)不平衡造成，一部分是开关次纹波造成 均流控制方法 集中控制 无互连线独立控制 作用时间的确定 根据各个开关状态的线电压表达式可以推出 （11） 比较式（10）和式（11），令实数项和虚数项分别相等，则 解 t1和 t2 ，得 零矢量的使用 换相周期 T0 应由旋转磁场所需的频率决定， 设零矢量 u7 和 u8 的作用时间为t7和t8。为了减少功率器件的开关次数，一般使 u7 和 u8 各占一半时间，因此 （16） ≥ 0 开关状态顺序原则 在实际系统中，应该尽量减少开关状态变化时引起的开关损耗，因此不同开关状态的顺序必须遵守下述原则：每次切换开关状态时，只切换一个功率开关器件，以使开关损耗最小。 T0 区间的电压波形 图8 第Ⅰ扇区内一段T0区间的开关序列与逆变器三相电压波形 虚线间的每一小段表示一种工作状态 导通开关模式的次序：7-1-2-8-2-1-7 2．低开关损耗模式 SVPWM在6个扇区的对称调制模式 7-5-4-8-4-5-7 7-1-6-8-6-1-7 7-1-2-8-2-1-7 一个周期T中的开关次数将由6次减少到4次，使开关