采用spvwm技術(shù)的新型eps應(yīng)急電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種采用SPVWM技術(shù)的新型EPS應(yīng)急電源。所述的應(yīng)急電源包括DSP電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、IGBT、變壓器、可控硅、靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路，由DSP主芯片發(fā)出逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通，IGBT輸出正弦脈沖波形，正弦脈沖經(jīng)變壓器濾波輸出交流正弦波，同時(shí)DSP主芯片發(fā)出靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)可控硅導(dǎo)通，使交流正弦波通過(guò)可控硅輸出至負(fù)載供電。本實(shí)用新型采用空間矢量逆變技術(shù)和靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，由于EPS的負(fù)載多為風(fēng)機(jī)，照明，電梯等電動(dòng)設(shè)備，采用空間矢量逆變技術(shù)可以更好的控制EPS逆變輸出的耐沖擊性和可靠性，采用靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，確保EPS實(shí)現(xiàn)零切換，做到不間斷供電，減小負(fù)載承受到的沖擊，確保整個(gè)EPS系統(tǒng)安全可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】采用漏技術(shù)的新型03應(yīng)急電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采用技術(shù)的新型應(yīng)急電源。

【背景技術(shù)】
[0002]^？麗(空間矢量逆變技術(shù))是近年發(fā)展的一種比較新穎的控制方法，是由三相功率逆變器的六個(gè)功率開(kāi)關(guān)元件組成的特定開(kāi)關(guān)模式產(chǎn)生的脈寬調(diào)制波，能夠使輸出電流波形盡可能接近于理想的正弦波形?？臻g電壓矢量？麗與傳統(tǒng)的正弦？麗不同，它是從三相輸出電壓的整體效果出發(fā)，著眼于如何使電機(jī)獲得理想圓形磁鏈軌跡。技術(shù)與3？麗相比較，繞組電流波形的諧波成分小，使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更逼近圓形，而且使直流母線(xiàn)電壓的利用率有了很大提高，且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
[0003]^？麗的理論基礎(chǔ)是平均值等效原理，即在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)通過(guò)對(duì)基本電壓矢量加以組合，使其平均值與給定電壓矢量相等。在某個(gè)時(shí)刻，電壓矢量旋轉(zhuǎn)到某個(gè)區(qū)域中，可由組成這個(gè)區(qū)域的兩個(gè)相鄰的非零矢量和零矢量在時(shí)間上的不同組合來(lái)得到。兩個(gè)矢量的作用時(shí)間在一個(gè)采樣周期內(nèi)分多次施加，從而控制各個(gè)電壓矢量的作用時(shí)間，使電壓空間矢量接近按圓軌跡旋轉(zhuǎn)，通過(guò)逆變器的不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)所產(chǎn)生的實(shí)際磁通去逼近理想磁通圓，并由兩者的比較結(jié)果來(lái)決定逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而形成？麗波形。
[0004]消防應(yīng)急電源，具有一定的先進(jìn)性和適用性，它可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控和處理，對(duì)消防應(yīng)急照明卷簾門(mén)、消防電梯、水泵、排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。此類(lèi)產(chǎn)品多為高層建筑、機(jī)場(chǎng)、電信網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、醫(yī)院、重要場(chǎng)館等工程采用。具有以下特點(diǎn):(1)電網(wǎng)有電時(shí)處于靜態(tài)，無(wú)噪音，小于60(18，不需排煙、防震處理。(2)自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。電網(wǎng)與電源相互切換時(shí)間為0.18-0.258。(3)帶載能力強(qiáng)，適合電感性、電容性及綜合性負(fù)載的設(shè)備，如消防電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等。(4)使用可靠，在重要場(chǎng)合可以采用雙機(jī)熱備方式，確保事故和火災(zāi)情況下供電可靠，主機(jī)壽命可達(dá)20年以上，電池5年-10年以上。(5)適應(yīng)惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，可以緊應(yīng)急負(fù)載使用場(chǎng)所就地設(shè)置，減少供電線(xiàn)路。(6)對(duì)于某些功率較大的用電設(shè)施，如:消防水泵、風(fēng)機(jī)，2？3可直接與電機(jī)相聯(lián)變頻啟動(dòng)后，再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。(7)應(yīng)急備用時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)型為90-11(有延時(shí)接口)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的主要目的是在應(yīng)急電源中采用空間矢量逆變技術(shù)和靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，由于的負(fù)載多為風(fēng)機(jī)，照明，電梯等電動(dòng)設(shè)備，采用空間矢量逆變技術(shù)可以更好的控制逆變輸出的耐沖擊性和可靠性，采用靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，確保實(shí)現(xiàn)零切換，做到不間斷供電，減小負(fù)載承受到的沖擊，確保整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:所述的應(yīng)急電源包括03？電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、1681 ?變壓器、可控硅、靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路，，由03？主芯片發(fā)出逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)1681導(dǎo)通，1681輸出正弦脈沖波形，正弦脈沖經(jīng)變壓器濾波輸出交流正弦波，同時(shí)03？主芯片發(fā)出靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)可控硅導(dǎo)通，使交流正弦波通過(guò)可控硅輸出至負(fù)載供電。
[0007]所述的03？電路包括113320？2812主芯片、1？37670301電源芯片以及附屬電路，丁?37670301芯片提供3.3\和1.8700電源供主芯片工作，主芯片采集信號(hào)，做出邏輯運(yùn)算，發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令。
[0008]所述的逆變驅(qū)動(dòng)電路包括1？250光耦、11311放大器和1？559光耦，所述的11？250光耦做隔離，利用11311放大器和幾？559光耦做短路保護(hù)反饋電路，在后端負(fù)載短路時(shí)保護(hù)1681，用交流電容和變壓器做逆變輸出濾波。
[0009]所述的靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路包括放大電路和反相器，分別驅(qū)動(dòng)主路旁路和逆變，通過(guò)丁1？102和11？107做推挽輸出，用1:1變壓器做驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離。并聯(lián)阻容電路濾波，并通過(guò)大容量電容在直流母線(xiàn)濾波輸出。
[0010]本實(shí)用新型采用空間矢量逆變技術(shù)和靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，由于的負(fù)載多為風(fēng)機(jī)，照明，電梯等電動(dòng)設(shè)備，采用空間矢量逆變技術(shù)可以更好的控制逆變輸出的耐沖擊性和可靠性，采用靜態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)，確保實(shí)現(xiàn)零切換，做到不間斷供電，減小負(fù)載承受到的沖擊，確保整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012]圖2是03？電路原理圖。
[0013]圖3是逆變驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0014]圖4是靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]采用技術(shù)的新型應(yīng)急電源，所述的應(yīng)急電源包括03？電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、1部1、變壓器、可控硅、靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路，由03？主芯片發(fā)出逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，1681輸出正弦脈沖波形，正弦脈沖經(jīng)變壓器濾波輸出交流正弦波，同時(shí)03？主芯片發(fā)出靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)可控硅導(dǎo)通，使交流正弦波通過(guò)可控硅輸出至負(fù)載供電。
[0016]所述的03？電路包括113320？2812主芯片、1？37670301電源芯片以及附屬電路，丁?37670301芯片提供3.3乂和1.8700電源供主芯片工作，主芯片采集信號(hào)，做出邏輯運(yùn)算，發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令。
[0017]所述的逆變驅(qū)動(dòng)電路包括1？250光耦、11311放大器和1？559光耦，所述的11？250光耦做隔離，利用11311放大器和幾？559光耦做短路保護(hù)反饋電路，在后端負(fù)載短路時(shí)保護(hù)1681，用交流電容和變壓器做逆變輸出濾波。
[0018]所述的靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路包括放大電路和反相器，分別驅(qū)動(dòng)主路旁路和逆變，通過(guò)丁1？102和11？107做推挽輸出，用1:1變壓器做驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離。并聯(lián)阻容電路濾波，并通過(guò)大容量電容在直流母線(xiàn)濾波輸出。
[0019]本實(shí)用新型采用逆變技術(shù)，首先通過(guò)03？發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在一個(gè)周期內(nèi)，逆變橋有八種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其中六種開(kāi)關(guān)狀態(tài)形成六個(gè)空間電壓矢量，用1表示1681導(dǎo)通，用0表示關(guān)斷，六種電壓矢量在空間形成正六邊形，從零度開(kāi)始矢量的順序依次為100、110、010、011、001、101，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)電路，依次驅(qū)動(dòng)1(^81開(kāi)通和關(guān)斷，在同一時(shí)刻最多僅有兩個(gè)導(dǎo)通，1681發(fā)熱量小，更節(jié)能，在的輸出端連接三相三角形轉(zhuǎn)星形變壓器，變壓器星形輸出端并聯(lián)交流電容濾波，通過(guò)反饋電路反饋逆變電壓的幅值和相位到03？。
[0020]這里以三相相電壓空間電壓矢量來(lái)說(shuō)明，相電壓的參考點(diǎn)~取0.5口如處。1，電壓矢量電壓本來(lái)是一個(gè)標(biāo)量，因?yàn)樗鼪](méi)有方向。要成為矢量，需給它們定義方向:這里我們定義一個(gè)在平面上互差120度的坐標(biāo)系八、8、(:(八超前8，8超前0，指定其正方向分別為逆變器三相相電壓矢量以隊(duì)服隊(duì)的正方向。矢量的合成遵循平行四邊形法則。三相逆變器的8種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)8個(gè)合成相電壓矢量。在一定的電路及一定的參考坐標(biāo)系下，合成矢量的位置完全由開(kāi)關(guān)狀態(tài)決定。2，合成矢量的幅值合成矢量的幅值為仙0。例如當(dāng)&1，13, 0=(1,0,0), ^=^(10/2,[剛=很容易求得合成矢量的幅值為口如，方向?yàn)?軸方向，即為料。3，關(guān)于系數(shù)當(dāng)三相電壓為對(duì)稱(chēng)的正弦電壓:他卻神⑶“被)1113=11111*008 (^1:-2^1/3) 1)0= 1)111*008 (^1:+2^1/3)在上述的三相參考坐標(biāo)系下，其合成電壓矢量，為逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的電壓矢量，旋轉(zhuǎn)角速度為^幅值為(3/2)?^例如，口0=20(^11]合成矢量的幅值為3007 ；反之我們?cè)赹？麗中，若要生成峰值為2007的正弦波，則給定矢量的幅值須為3007。有時(shí)為了方便，直接定義上述合成矢量的2/3為空間電壓合成矢量，這樣形式上合成矢量的幅值和交流電壓的幅值相等，但本質(zhì)上都一樣。
[0021]在采用^？麗逆變時(shí)，三相輸出電壓不平衡度小于1%，特別是負(fù)載運(yùn)行安全性大幅增加。
[0022]同時(shí)，03？通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)可控硅來(lái)控制在旁路工作和逆變之間切換，當(dāng)正常工作時(shí)，2？8處于旁路供電狀態(tài)，市電通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)給負(fù)載直接供電，同時(shí)給蓄電池充電，當(dāng)市電電壓超出范圍時(shí)，工作于逆變工作狀態(tài)，通過(guò)03？控制給出驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)啟逆變工作，送出逆變電壓，通過(guò)反相的驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)閉旁路靜態(tài)開(kāi)關(guān)的同時(shí)打開(kāi)逆變靜態(tài)開(kāi)關(guān)，用電子控制靜態(tài)開(kāi)關(guān)來(lái)取代硬件開(kāi)關(guān)，根據(jù)實(shí)測(cè)，切換時(shí)間大幅降低，低于408?？梢源蠓冉档拓?fù)載在切換時(shí)所受到的沖擊，增強(qiáng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.采用SPVWM技術(shù)的新型EPS應(yīng)急電源，其特征在于:所述的應(yīng)急電源包括DSP電路、逆變驅(qū)動(dòng)電路、IGBT、變壓器、可控硅、靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路，由DSP主芯片發(fā)出逆變驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)逆變驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通，IGBT輸出正弦脈沖波形，正弦脈沖經(jīng)變壓器濾波輸出交流正弦波，同時(shí)DSP主芯片發(fā)出靜態(tài)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路驅(qū)動(dòng)可控硅導(dǎo)通，使交流正弦波通過(guò)可控硅輸出至負(fù)載供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用SPVWM技術(shù)的新型EPS應(yīng)急電源，其特征在于:所述的DSP電路包括TMS320F2812主芯片、TPS767D301電源芯片以及附屬電路，TPS767D301芯片提供3.3V和1.8VDC電源供主芯片工作，主芯片采集信號(hào)，做出邏輯運(yùn)算，發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用SPVWM技術(shù)的新型EPS應(yīng)急電源，其特征在于:所述的逆變驅(qū)動(dòng)電路包括TLP250光耦、LM311放大器和TLP559光耦，所述的TLP250光耦做隔離，利用LM311放大器和TLP559光耦做短路保護(hù)反饋電路，在后端負(fù)載短路時(shí)保護(hù)IGBT，用交流電容和變壓器做逆變輸出濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用SPVWM技術(shù)的新型EPS應(yīng)急電源，其特征在于:所述的靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路包括放大電路和反相器，分別驅(qū)動(dòng)主路旁路和逆變，通過(guò)TIP102和TIP107做推挽輸出，用1:1變壓器做驅(qū)動(dòng)信號(hào)隔離，并聯(lián)阻容電路濾波，并通過(guò)大容量電容在直流母線(xiàn)濾波輸出。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK204145066SQ201420571783
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】劉杰 申請(qǐng)人:百納德（揚(yáng)州）電能系統(tǒng)有限公司