探討不間斷電源的并聯(lián)技術(shù)
1.前 言
不接連電源（UPS）并機(jī)零碎以其擴(kuò)容方便、儉約投資、可靠性高而逐步被遍及采用，并深受用戶歡迎。所謂UPS并機(jī)零碎是指需并聯(lián)的多臺(tái)UPS的輸入直接并聯(lián)短接在共同，同時(shí)辰包袱載電流，不需外加任何裝備，使整個(gè)供電零碎的可靠性進(jìn)步，供電容量也同時(shí)得到進(jìn)步�？墒�，并聯(lián)UPS會(huì)有如下主要問題：
1) 各臺(tái)UPS輸入的電壓、相位、頻率很難嚴(yán)厲差別，即使有1度的相位偏差也可引起50%的功率不同，當(dāng)空載時(shí)，某些UPS大概會(huì)運(yùn)行在整流狀態(tài)。
2) 由于各臺(tái)UPS的輸入電壓、電流均為正弦量，并且有相位偏差和頻率偏差，所以，很難實(shí)現(xiàn)負(fù)載調(diào)配和均流。
3) 并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若各臺(tái)UPS的頻率和相位相似，而幅度差別，則零碎中各臺(tái)UPS之間會(huì)存在無(wú)功的環(huán)流份量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使UPS顧惜，甚至使逆變器終了工作。
鑒于以上存在的問題，我們提出在并宰割統(tǒng)中，把每一臺(tái)UPS輸入的電壓、電流、頻率和相位信號(hào)進(jìn)行采樣、剖析，然后，再和此外UPS的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行剖析，從而得出各自電壓及頻率的補(bǔ)償信號(hào)，然后送至零碎中的此外UPS，最終包管各臺(tái)UPS輸入電壓的幅值、電流、相位和頻率嚴(yán)厲差別。當(dāng)此中某臺(tái)UPS因妨礙而介入時(shí)，確鑿不影響整個(gè)并宰割統(tǒng)的運(yùn)行，因而可實(shí)現(xiàn)真正的N+1 臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。
2.并機(jī)事理
整個(gè)UPS并機(jī)零碎以數(shù)字信號(hào)處置懲罰懲罰器TMS320F240為核心，輔以必要的核心折從單元電路構(gòu)成,UPS并機(jī)管制零碎框圖如圖1所示。
數(shù)字信號(hào)處置懲罰懲罰器（DSP）經(jīng)由對(duì)各種信號(hào)的檢測(cè)，加以剖析處置懲罰懲罰，然后送到逆變器管制電路和狀態(tài)體現(xiàn)電路；同時(shí)，經(jīng)由通訊接口電路和并機(jī)零碎中的其他UPS進(jìn)動(dòng)作靜換取。
波形管制接口電路的服從是將DSP發(fā)出的管制后級(jí)UPS的逆變輸入信號(hào)進(jìn)行電平成家，使其契合定然的精度和幅值要求。
相位管制接口電路的勸化是將DSP發(fā)出的同步信號(hào)經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換及阻抗成家后送到后級(jí)UPS管制電路中作為UPS鎖相的給定信號(hào)。
邏輯切換管制電路的服從是將DSP發(fā)出的管制信號(hào)經(jīng)過電平變動(dòng)后去驅(qū)動(dòng)靜態(tài)開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的邏輯關(guān)連管制。
直流母線電流檢測(cè)電路的服從是檢測(cè)UPS整流輸入直流母線上流過的電流大小，該直流母線電流經(jīng)霍爾傳感器變動(dòng)，再經(jīng)電平成家電路后送到DSP的AD接口。
直流母線電壓檢測(cè)電路的勸化是將UPS整流輸入的直流母線電壓變動(dòng)后送到DSP的AD接口。
輸入電流及輸入電壓檢測(cè)電路的勸化是將UPS的輸入電壓及輸入電流經(jīng)過交流電壓互感器及交流電流互感器檢測(cè)后，再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，送到DSP的AD接口，作為DSP的管制步驟模范對(duì)UPS的輸入電壓和輸入電流進(jìn)行及時(shí)管制的反饋量。
市電檢測(cè)電路的勸化是將交流市電經(jīng)變動(dòng)后送到DSP中，作為管制UPS電源和市電同步的給定值。
所有的檢測(cè)量經(jīng)AD接口送到DSP，DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)各模擬參數(shù)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換及數(shù)字美化濾波，濾除噪聲陵犯，拆散出有效的信號(hào)，包管檢測(cè)信號(hào)的切實(shí)性及有效性。
UPS并聯(lián)管制零碎的通訊接口電路將本UPS的工作狀態(tài)（輸入電壓幅值、輸入電壓頻率、輸入電壓的相位、切換邏輯要求等）送到通訊總線上，并經(jīng)由通訊總線接收并聯(lián)管制零碎此外UPS發(fā)出的工作狀態(tài)信號(hào)，作為并宰割統(tǒng)進(jìn)行均流管制、邏輯切換的需要依據(jù)。
3.并機(jī)零碎布局及DSP管制軟件
3.1 UPS并機(jī)零碎布局
UPS并機(jī)零碎布局框圖如圖2所示，并機(jī)零碎中的所有UPS均經(jīng)由通訊接口相連，各UPS的輸入則直接并接給負(fù)載供電。
3.2 管制軟件
3.2.1. DSP主步驟模范
DSP主步驟模范依照并聯(lián)管制零碎的通訊接口電路接受到的其他并聯(lián)運(yùn)行UPS發(fā)出的切換邏輯要求，并依照當(dāng)前本機(jī)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的邏輯剖析和果斷，包管所有并聯(lián)運(yùn)行UPS的動(dòng)態(tài)開關(guān)同時(shí)切換到旁路運(yùn)行狀態(tài)﹑或同時(shí)切換到逆變器運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)并機(jī)零碎的邏輯切換管制。由于在并機(jī)零碎的邏輯切換過程中，沒有主機(jī)或從機(jī)之分，于是，任意一臺(tái)處于并聯(lián)運(yùn)行且處于負(fù)載狀態(tài)下的UPS或者從并聯(lián) 運(yùn)行的UPS并宰割統(tǒng)中介入，或者任意一臺(tái)處于空載狀態(tài)的（或者新啟動(dòng)的）UPS或者并入N臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的UPS并聯(lián)運(yùn)行零碎中，實(shí)現(xiàn)N+1臺(tái)UPS的并聯(lián)運(yùn)行，也就實(shí)現(xiàn)了N+1冗余并聯(lián)運(yùn)行。DSP的主步驟模范流程圖如圖4 所示。
3.2.2. DSP管制子步驟模范
DSP管制子步驟模范依照由通訊接口電路接收到的此外并聯(lián)運(yùn)行的UPS發(fā)出的輸入電壓幅值、輸入電壓頻率、輸入電壓相位等數(shù)據(jù)，以及接收到的本UPS的輸入電壓幅值、輸入電壓頻率、輸入電壓相位等數(shù)據(jù)，經(jīng)過采樣處置懲罰懲罰，然后經(jīng)過輸入電壓幅值管制算法步驟模范、輸入電壓的頻率算法步驟模范、輸入電壓的相位算法步驟模范等的剖析運(yùn)算，從而對(duì)UPS輸入電壓的相位、頻率、幅值等參數(shù)進(jìn)行及時(shí)管制，使各臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的UPS輸入相似的電壓幅值、電壓頻率和電壓相位，使各臺(tái)UPS共同對(duì)負(fù)載供電，且實(shí)現(xiàn)所有并聯(lián)運(yùn)行的UPS均勻分包袱載，自滿并聯(lián)運(yùn)行的妙技要求。
