本发明专利技术公开了三相UPS并机系统的同步实现方法及同步控制装置。同步控制装置包括前置处理电路、主控电路和并机通信接口电路；同步实现方法中，主控电路对前置处理电路得到的电压和电流信号的采样和检测，实现对UPS逆变器输出电压相位、频率和幅值的调节，并实现旁路/逆变的逻辑控制；并机通信接口电路用于同步信号、旁路/逆变的控制信号、逆变器状态信号、旁路A相电压追踪信号的发送/接收。本发明专利技术根据UPS的各种不同运行状态，通过DSP对同步信号进行分析和综合，发出PWM控制信号，控制并机系统中各UPS输出电压频率与相位，从而实现各台UPS输出电压频率和相位高精度同步。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三相UPS (不间断电源)并机同步实现的一种方法，具体是通过32位DSP TMS320F2812的控制，实现并机系统各UPS输出电压的频率和相位的高精度同步。
技术介绍
随着重要用电设备和用户对高品质电源要求的不断提高，UPS得到了广泛的应用。全控型电力电子器件、高性能DSP和先进控制技术的发展，促进了 UPS向绿色化、数字化、智能化和冗余并机等方向发展，并机运行可以使UPS供电系统方便扩容和实现冗余，大大提高了系统的可靠性。而并机的关键技术是各台UPS输出电压的频率、相位的高精度同步。并机控制方法应用最多的是基于有功功率和无功功率方法，因为并机系统各UPS的输出电压的幅值差Λ V、相位差Δ炉与有功环流Ph、无功环流Qh都有关系。通过检测QH、Pdt为已知量，就可以求得此时的输出电压幅值差AV，从而调节输出电压的幅值；同理可求得此时的输出电压的相位差Δ炉，调节输出电压的相位，实现有功功率和无功功率的均分，从而实现了 UPS的并联均流控制。这种方法可靠性高，扩展容易，是一种比较完善的并机技术，但这种方法算法较为复杂，检测精度要求很高。为此，本专利技术特提出一种较为简易的三相UPS并机系统的同步实现方法，样机实验结果证明了这种方法的有效性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术目的在基于TMS320F2812的并机控制的硬件电路基础这上，提供三相UPS并机系统的同步实现方法及同步控制装置，具体技术方案如下。三相UPS并机系统的同步实现方法，具体是:在并机系统中的各UPS均设有基于TMS320F2812的并机控制电路，通过DSP的CAPl 口(捕获口 I)检测旁路电压信号上升沿，DSP的CAP2 口(捕获口 2)检测并机同步信号上升沿；对于多机并联系统中任意A、B两机，在不同运行状态下，通过DSP对同步信号进行分析和综合，由DSP的TlPWM引脚发出PWM信号，调节每台UPS输出电压的频率与相位，从而实现各UPS的同步；所述不同运行状态包括:①A开机、B未开，且无旁路电压 ’②A开机、B未开，有旁路电压A、B机均开机，有旁路电压；④A、B机均开机，无旁路电压。进一步的，上述的三相UPS并机系统的同步实现方法中，同步信号的分析和综合具体是:①A机开机、B机未开，且无旁路电压请参见附图2，开机初始化后，若同步线上无同步信号，DSP的TlPWM将发本机方波信号f；，当DSP的CAP2 口捕捉到tO时刻上升沿时，DSP的CAPl 口开始捕捉旁路电压上升沿信号，同时CAP2 口开始捕捉tl时刻下降沿，当捕捉到后，又开始捕捉t2时刻上升沿，CAPl口如未捕捉到旁路电压上升沿信号，则断定无旁路电压，停止CAPl 口的捕捉，同时TlPWM继续发出同tO t2时刻一致的同步信号； ②A单机开机后、B机未开且有旁路电压，该状态包括两种:设同步信号频率为ft，旁路电压信号频率为fp，状态之一，A开机、B未开，有旁路，在t2时刻捕捉到tl’时刻下降沿，CAP2 口捕捉到同步信号在to时刻上升沿后，开始捕捉在tl时刻下降沿；同时CAPl 口捕捉旁路信号在tO’时刻的上升沿，捕捉到上升沿后，开始捕捉旁路信号在tl’时刻下降沿；若在TlPWM开始发送PWM信号到t2这段时间CAPl 口仍未捕捉到在tl’时刻下降沿，则可认为f；落后于fp，然后TlPWM在t2时刻后继续发出同上一周期相同频率的ft，同时CAPl 口继续捕捉旁路信号在tl’时刻的下降沿，在t2 t3间捕捉到旁路在tl’下降沿，此时计算出fp的频率，及tO’与t2之间的相位差ξ ；状态之二，A开机、B未开，有旁路，在t2时刻前已捕捉到tl’时刻下降沿，CAP2 口捕捉到同步信号在to时刻上升沿后，开始捕捉在tl时刻的下降沿，同时CAPl 口开始捕捉旁路信号在tO’时刻的上升沿，捕捉到上升沿后，开始捕捉旁路信号在tl’的下降沿；若在TlPWM开始发送PWM信号到t2这段时间CAPl 口已经捕捉到在tl’时刻下降沿，则可认为f；超前旁路信号频率fp，此时计算出fp的频率，及to与tO’之间的相位差ξ ；③A机、B机均开机，有旁路电压A机、B机均开机并初始化后，B机的CAP2 口捕捉到下降沿信号，可确认同步线上有其它机发出的同步信 号；当B机的CAP2 口捕捉到tO时刻下降沿时，B机的TlPWM发出高电平，同时B机的CAP2 口开始捕捉tl时刻上升沿，当捕捉到后，B机TlPWM发出低电平，当B机再次捕捉到下降沿时，同时反转电平，若干周期后A机的TlPWM 口与B机的TlPWM各自发出的信号已同步；此时，B机可以根据“A单机正常后有旁路电压”中的运行方法开始处理B机的CAPl 口和CAP2 口的捕捉信号；此时，A机或B机中只要有一台有旁路信号，各自的CAPl 口将会捕捉到相同的旁路信号，结合各自的CAP2 口捕捉到的相同的同步信号，依据“A单机正常后有旁路电压”的运行方法，作相同的处理；④A机、B机均开机，且无旁路电压设在tO时刻前有旁路电压，频率为50Hz ;在tO t2间断开旁路电压，A机、B机在tO t2内，各自的CAPl 口都捕捉不到旁路电压下降沿，此时A机B机可同时认为并机系统中已无旁路电压，在t2时刻后，各自的TlPWM发出50Hz的同步信号，在t4时刻后再次发出50Hz的同步信号，若干个周期后，发出的同步信号变为本机同步信号50Hz。本专利技术还提供实现上述方法的三相UPS并机系统的同步控制装置，包括基于TMS320F2812的并机控制电路，所述并机控制电路包括前置处理电路、主控电路和并机通信接口电路；前置处理电路实现对直流母线电流、电压，及三相电压和旁路电压信号进行电流/电压转换、降压和整流处理，得到O 5V的直流电压信号，输入到主控电路中的DSP内部A/D转换器；主控电路主要功能是:对前置处理电路得到的电压和电流信号的采样和检测，实现对UPS逆变器输出电压相位、频率和幅值的调节，并实现旁路/逆变的逻辑控制；并机通信接口电路用于同步信号、旁路/逆变的控制信号、逆变器状态信号、旁路A相电压追踪信号的发送/接收。进一步的，所述主控电路由32位DSP TMS320F2812及外围电路组成，DSP通过内部A/D转换器实现对前置处理电路得到的电压和电流信号的检测，然后通过DSP的PWM 口来实现对UPS逆变器输出电压相位、频率和幅值的调节；DSP通过GPIO 口与并机通信接口电路连接，实现旁路/逆变的逻辑检测和开关量的控制。与现有技术相比，本专利技术有益的效果为:通过这种在不同运行状态下同步实现的方法，可以实现各台UPS输出电压频率和相位高精度同步，能将UPS环流值抑制在输出总电流的3%以内，可实现10台单机功率等级为10KVA 500KVA的UPS并机。附图说明图1是基于TMS320F2812的UPS并机控制系统硬件结构示意图。图2是TlPWM和同步线信号示意图(A机开机、B机未开，无旁路)。图3是T1PWM、同步和旁路信号示意图(A开机、B未开，有旁路，在t2时刻前未捕捉到tl’时刻的下降沿)。图4是T1PWM、同步和旁路信号示意图(A开机、B未开，有旁路，在t2时刻前已捕捉到tl’时刻的下降沿)。具体实施方式以下从本领域技术人员的角度结合附图本专利技术的实施作进一步说明，但本文档来自技高网...
【技术保护点】
三相UPS并机系统的同步实现方法，其特征是：在并机系统中的各UPS均设有基于TMS320F2812的并机控制电路，通过DSP的CAP1口检测旁路电压信号上升沿，DSP的CAP2口检测并机同步信号上升沿；对于多机并联系统中任意A、B两机，在不同运行状态下，通过DSP对同步信号进行分析和综合，由DSP的T1PWM引脚发出PWM信号，调节每台UPS输出电压的频率与相位，从而实现各UPS的同步；所述不同运行状态包括：①A开机、B未开，且无旁路电压；②A开机、B未开，有旁路电压；③A、B机均开机，有旁路电压；④A、B机均开机，无旁路电压。
【技术特征摘要】
1.三相UPS并机系统的同步实现方法，其特征是:在并机系统中的各UPS均设有基于TMS320F2812的并机控制电路，通过DSP的CAPl 口检测旁路电压信号上升沿，DSP的CAP2口检测并机同步信号上升沿；对于多机并联系统中任意A、B两机，在不同运行状态下，通过DSP对同步信号进行分析和综合，由DSP的TlPWM引脚发出PWM信号，调节每台UPS输出电压的频率与相位，从而实现各UPS的同步；所述不同运行状态包括:①A开机、B未开，且无旁路电压 ’②A开机、B未开，有旁路电压A、B机均开机，有旁路电压A、B机均开机，无旁路电压。2.根据权利要求1所述的三相UPS并机系统的同步实现方法，其特征在于所述的同步信号的分析和综合具体包括: ①A机开机、B机未开，且无旁路电压 开机初始化后，若同步线上无同步信号，DSP的TlPWM引脚将发本机方波信号f；，当DSP的CAP2 口捕捉到tO时刻上升沿时，DSP的CAPl 口开始捕捉旁路电压上升沿信号，同时CAP2口开始捕捉tl时刻下降沿，当捕捉到后，又开始捕捉t2时刻上升沿，CAPl 口如未捕捉到旁路电压上升沿信号，则断定无旁路电压，停止CAPl 口的捕捉，同时TlPWM继续发出同tO t2时刻一致的同步信号； ②A单机开机后、B机未开且有旁路电压，该状态包括两种: 设同步信号频率为ft，旁路电压信号频率为fp， 状态之一，A开机、B未开，有旁路，在t2时刻捕捉到tl’时刻下降沿，CAP2 口捕捉到同步信号在tO时刻上升沿后，开始捕捉在tl时刻下降沿；同时CAPl 口捕捉旁路信号在tO’时刻的上升沿，捕捉到上升沿后，开始捕捉旁路信号在tl’时刻下降沿；若在TlPWM开始发送PWM信号到t2这段时间CAPl 口仍未捕捉到在tl’时刻下降沿，则可认为f；落后于fp，然后TlPWM在t2时刻后继续发出同上一周期相同频率的ft，同时CAPl 口继续捕捉旁路信号在tl’时刻的下降沿，在t2 t3间捕捉到旁路在tl’下降沿，此时计算出fp的频率，及tO’与t2之间的相位 差ξ ； 状态之二，A开机、B未开，有旁路，在t2时刻前已捕捉到tl’时刻下降沿，CAP2 口捕捉到同步信号在tO时刻上升沿后，开始捕捉在tl时刻的下降沿，同时CAPl 口开始捕捉旁路信号在tO’时刻的上升沿，捕捉到上升沿后，开始捕捉旁路信号在tl’的下降沿；若在TlPWM开始发送PWM信号到t2这段时间CAPl 口已经捕捉到在tl’时刻下降沿，则可认为f；超前旁路...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖慧，张波，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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