在有直流动力的场所采用逆变电源给重要负载设备供电由以下优点:
①避免蓄电池组的重复投资,减少系统的维护,降低系统运行成本
②电力系统、邮电系统的直流屏一般均采用阀控式密封蓄电池,由于直流屏可靠性高、寿命长(10~1 5年),因此采用直流屏供电,可靠性和寿命大大提高。而常规UPS中的蓄电池往往无维护、无监控,*出现蓄电池早已损坏但未能及时发现的情况。
③由于直流屏容量均较大,因此采用逆变电源供电时,在电网断电后还可提供足够长的交流供电时间。
逆变电源中主流控制算法有哪些?
重复控制
重复控制是近几年发展起来的一种新型逆变电源控制方案,它可以克服整流型非线性负载引起的输出波形周期性的畸变。重复控制的思想是假定**周期出现的基波波形畸变将在下一个周期的同一时间重复出现,控制器根据给定信号和反馈信号的误差来确定所需的校正信号,然后在下一个基波周期的同一时间将此信号叠加到原控制信号上,以消除后面各个周期将出现的重复性畸变。该控制方法具有良好的稳态输出特性和非常好的鲁棒性,但该方法在控制上具有一个周期的延迟,因而系统的动态响应较差。自适应重复控制方案,已经成功地应用于逆变器的控制中。
在有直流动力的场所采用逆变电源给重要负载设备供电由以下优点:
防雷系统:雷击造成的用电设备损坏现象屡见不鲜,给生产带来的损失不计其数,为降低雷击带来的损失,电源系统配置了先进的防雷单元,有效避免雷击对设备产生危害。使输入回路能有效、可靠、快速吸收输入端高达6000VP-P.10US-700US的脉冲电压,从而**输出用电设备不受影响。
交流、直流隔离逆变技术:直流系统采用高频,高效的直流隔离变换器,使输入输出电气隔离,有效地防止触电事故发生,使直流系统的接地问题变得非常简单,二次接地更方便。直流所应用的有源滤波技术,大大降低了系统的反灌噪音,提高了直流系统的输入电压。经DC/DC高频隔离变换器高压与APFC高压并联送至逆变器,所以在市电正常时,逆变器由交流整流供电,直流处于热备份状态。当市电中断或交流输入异常,保护正常启动时,直流经DC/DC隔离变换后向逆变器供电,经逆变器变为220V的正弦波电压输出,因此无论是市电正常与否,电源系统都是经过逆变器向负载供电,所以它输出的始终是稳频、稳压的220V的交流电压,真正实现了不间断工作。
逆变电源的算法主要有以下几种。
1.数字PID控制
PID控制是一种具有几十年应用经验的控制算法,控制算法简单,参数易于整定,设计过程中不过分依赖系统参数,可靠性高,是目前应用广泛、成熟的一种控制技术。它在模拟控制正弦波逆变电源系统中已经得到了广泛的应用。将其数字化以后,它克服了模拟PID控制器的许多不足和缺点,可以方便调整PID参数,具有很大的灵活性和适应性。与其它控制方法相比,数字PID具有以下优点:
1.PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在和将来的主要信息,控制过程快速、准确、平稳,具有良好的控制效果。
2.PID控制在设计过程中不过分依赖系统参数,系统参数的变化对控制效果影响很小,控制的适应性好,具有较强的鲁棒性。
3.PID算法简单明了,便于单片机或DSP实现。
但是采用数字PID控制算法也有局限性,主要有两个方面。
一方面是系统的采样量化误差降低了算法的控制精度;
另一方面,采样和计算延时使得被控系统成为一个具有纯时间滞后的系统,造成PID控制器稳定域减少,增加了设计难度。
2.状态反馈控制
状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的较点,实现了逆变电源控制系统较点的优化配置,有利于改善系统输出的动态品质,具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但是在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内,因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。
由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强,使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载,其控制效果就不是很理想。