固態(tài)切換開發(fā)裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)電能需求在持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，對(duì)供電質(zhì)量也提出了越來越高的要求，尤其在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域，電壓暫降所引起的的生產(chǎn)中斷甚至設(shè)備損壞給企業(yè)帶來巨大的損失。本文提出一種以DSP為控制核心、晶閘管為功率單元的固態(tài)切換開關(guān)裝置，可以實(shí)現(xiàn)兩路電源間的快速無縫切換，切換時(shí)間小于4ms，符合絕大多數(shù)敏感設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量的要求，很好地解決電壓暫降難題。
　　 (1)分析了當(dāng)前供電質(zhì)量問題98％以上屬于電壓暫

2、降問題，研究了國內(nèi)外對(duì)電壓暫降的解決方案，針對(duì)這一巨大市場(chǎng)需求，提出了應(yīng)用固態(tài)切換開關(guān)裝置解決電壓暫降難題。
　　 (2)固態(tài)切換開關(guān)的重要性能指標(biāo)是切換時(shí)間，影響切換時(shí)間的重要因素是電壓暫降的檢測(cè)時(shí)間，因此，電壓暫降檢測(cè)方法的選擇尤為重要。在電壓暫降檢測(cè)中較常用的有傅立葉變換法、小波變換法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等，通過分析比較，最終選擇基于無功功率理論的d-q變換法，該方法基本原理是將三相電壓信號(hào)或者虛擬三相電壓信號(hào)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和

3、換算得出一個(gè)直接反映三相電壓信號(hào)有效值，通過監(jiān)測(cè)該有效值可以快速檢測(cè)電壓暫降發(fā)生與否。
　　 (3)對(duì)固態(tài)切換開關(guān)裝置進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的基本功能性能要求，闡述固態(tài)切換開關(guān)裝置的工作原理，進(jìn)行了總體框架設(shè)計(jì)。在總體框架設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了工程應(yīng)用的兩種連接方式，本課題設(shè)計(jì)的裝置主要用于主備電源式，闡述了工作方式。
　　 (4)在總體框架基礎(chǔ)上進(jìn)行固態(tài)切換開關(guān)裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)。控制系統(tǒng)包括了數(shù)據(jù)采集模塊、

4、數(shù)據(jù)處理模塊及晶閘管檢測(cè)單元等，數(shù)據(jù)采集模塊的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)理，數(shù)據(jù)處理模塊收到采集模塊的數(shù)據(jù)后進(jìn)行運(yùn)算并發(fā)出切換控制指令，晶閘管檢測(cè)電路主要為切換控制提供條件，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。
　　 (5)在DSP開發(fā)環(huán)境CCS基礎(chǔ)上，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。主要進(jìn)行了電壓信號(hào)參數(shù)的讀取和運(yùn)算處理的程序設(shè)計(jì)，強(qiáng)迫切換控制的程序設(shè)計(jì)以及CAN通訊單元的軟件設(shè)計(jì)。最后，將設(shè)計(jì)的樣機(jī)進(jìn)行了切換時(shí)間的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明:在低壓環(huán)