DSP控制的UPS逆變器的諧波調(diào)節(jié)系統(tǒng)失真的消除
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然后在比例積分補(bǔ)償器中應(yīng)用振幅元件來(lái)產(chǎn)生諧波失真校正信號(hào)，它基本上消除了輸出波形的諧波失真。再?gòu)恼`差補(bǔ)償信號(hào)中減去合成的諧波失真校正信號(hào)，將其結(jié)果輸入PWM逆變器，從而產(chǎn)生一個(gè)基本上沒(méi)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(shí)驗(yàn)是在一臺(tái)1kVA系統(tǒng)上進(jìn)行的，該實(shí)驗(yàn)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(shí)域波形以及輸出電壓的頻譜。
圖3 無(wú)諧波調(diào)節(jié)器作用時(shí)的UPS工作情況 圖4 5次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時(shí)UPS工作情況
圖5 7次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時(shí)UPS工作情況 圖6 5次和7次諧波調(diào)節(jié)器同時(shí)作用時(shí)UPS工作情況
圖7 5次諧波無(wú)緣濾波器作用時(shí)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(méi)有任何諧波調(diào)節(jié)器時(shí)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。
UPS非線性負(fù)載的諧波消除實(shí)驗(yàn)是在一臺(tái)1kVA系統(tǒng)上進(jìn)行的，該實(shí)驗(yàn)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(shí)域波形以及輸出電壓的頻譜。
圖3 無(wú)諧波調(diào)節(jié)器作用時(shí)的UPS工作情況 圖4 5次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時(shí)UPS工作情況
圖5 7次諧波調(diào)節(jié)器單獨(dú)作用時(shí)UPS工作情況 圖6 5次和7次諧波調(diào)節(jié)器同時(shí)作用時(shí)UPS工作情況
圖7 5次諧波無(wú)緣濾波器作用時(shí)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(méi)有任何諧波調(diào)節(jié)器時(shí)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(shí)的情況。表1給出了當(dāng)每一諧波調(diào)節(jié)器分別工作時(shí)電壓THD的微小變化，這是因?yàn)樵?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/消除">消除一個(gè)諧波的同時(shí)就會(huì)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(shí)工作時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)BP UPS的工作情況。此時(shí)可以得到無(wú)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(wú)緣濾波器的UPS工作情況。由于沒(méi)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(yǔ)
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(dòng)態(tài)地適應(yīng)變化的負(fù)載條件，并對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)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(guò)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(wú)諧波失真的輸出電壓波形。
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(dòng)態(tài)地適應(yīng)變化的負(fù)載條件，并對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)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(guò)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(wú)諧波失真的輸出電壓波形。
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