30kVA动力型数字化逆变应急电源设计与开发

摘要

逆变应急电源已成为大型建筑和智能建筑供配电系统中必备装置，是为建筑中消防设施提供应急供电的绿色电力电子设备。逆变应急电源的数字化技术和动力型逆变应急电源的开发与应用，是逆变电源领域的热门研究课题。本文正是针对上述问题和需求，设计开发一款中功率的三相动力型数字化逆变应急电源。
　　 本文论述了逆变应急电源的优势、技术研究现状和发展趋势。在详细论述数字化逆变控制技术的基础上，对逆变控制方法空间矢量脉宽调制SVPWM进行了仿真研究，结果证明了该控制方法的可行性和优越性。并设计了基于异步变频调制的三相数字锁相的方法和DSP控制的快速切换控制方法。根据国家标准《逆变应急电源》GB/T-21225-2007确定了30kVA动力型数字化逆变应急电源所要实现的功能和技术指标，并在此基础上设计了系统的主电路拓扑结构和总体方案。设计了系统主电路模块、DSP主控制模块、信号检测模块、切换模块、通讯模块和键盘与显示模块等硬件电路，并详细阐述了系统各模块电路的组成原理和实现方法。概述了软件的总体设计思想，详细论述了系统ADC采样模块、锁相与切换控制模块、SVPWM信号输出和监控模块主要部分的程序设计，并给出了软件设计具体的流程及相关代码实现。最后，对研制的实验样机进行了测试，相关测试结果验证了设计的功能和性能达到设计的要求。
　　 最终实验结果表明，本文所设计的30kVA动力型数字化逆变应急电源，其锁相算法、切换时间、负载突加突卸时的性能和满载运行时性能均符合设计的要求。