浙江大学
硕士学½论文
三相逆变器DSP控制技术的研究
姓名：杨成林
申请学½级别：硕士
专业：电力电子与电力传动
指导教师：徐德鸿
20040301
浙江久学硕．１学½论文
摘要
摘要
随着近年来对高质量，高可靠性电源系统的需求发展，不间断电源系统（ＵＰＳ
Ｕ½½½½½½½½½½½½½½
Ｐ½½½½
Ｓ½½½½½）正越来越广泛地被选用．以保护一些对供电敏感的负½½如电
脑系统、通讯系统、医疗系统等。而逆变器是整个不问断电源系统的核心。必须具有输出高
质量电压波½的½力。高性½数字信号处理器（ＤＳＰ）的飞速发展，也½逆变器的数字控制
成为今后的发展½流。
本文主要介绍了基于ＤＳＰ控制三相逆变器系统的总½设计方案，其中包括ＳＰＷＭ控制
的数字实现、逆变器输出电压的数字锁相、逆变器与旁路间的切换逻辑及逆变器与上½机的
通讯。然后在分析逆变器模型的基础上，殴计了逆变器的输出Ｌ½滤波器参数。在逆变器控
制策略上采用电压瞬时值内环和平均值外环的职环控制方法。并用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７实现数字
控制。电压瞬时值内环保证输出电压波½的正弦度，平均值外环实现对输出电压幅值的控制。
½Ｈ压内外环匀采＿Ｈ＝Ｉ
ＰＩ控制器，文中给出了ＰＩ控制器控制参数比较详细的设计过程。接着介
宝½；½了该三相逆变器系统的硬件实现电路及ＤＳＰ控制½件的流程图。另外还分析了逆变桥上
下管驱动信号上的死区对输出电压波½的½响。最后给出了实验波½。
关键词：
不间断电源系统逆变器数字控制ＤＳＰ瞬时值控制
浙江人学硕Ｉ．学½论文
摘簧
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苎二：兰塑堕——
第一章绪论
１．１背景‘１
现代全球化通信技术和高精尖的精密加½½：Ｔ业的发展而带动起来的信息产业正以前所
未有的速度发展着，所有这一切对½今社会发展，经济和金融活动，甚至对我们每个人的生
活质量½带来了极其深刻的½响。现在已为Ａ½Ｊ愈来愈认识到的事实是：由于计算机和通信
没备等为代表的非线性负½½在运行过程中所产生的“谐波污染”造成½今普通电½的供电质
量的黹遍恶化。人量的运行实践说明：电½电压和频率的急剧波动，供电的瞬时和长期中断，
在电½上所山现的各种人们无法预料和控制的干扰和高½浪涌½有可½造成计算机的硬件
损坏或导致计算机的计算错误和数据丢失。
为了满足有些部门，如：银行结算中心和证券交易系统中的计算机½络通信系统，电信
和移动电话通信系统，航空管理系统，大规模集成电路生产线及各种自动生产流水线，医用
临床系统，公路和铁道调度和售票系统等对高质量，高可靠电源系统的需求．近年发展起来
的ＵＰＳ（Ｕ½½½½½½½½½½½½½½
Ｐ½½½½
Ｓ½½½½½）不间断电源系统正越来越广泛地被选用。
１．２不间断供电系统（ＵＰＳ）概述㈨２
所谓不问断供电电源是指电½（市电）输入发生异常或中断时，仍可以继续向负½½供电，
并½够保证供电质量，½负½½不受½响的电源装½。早期的不间断电源采用柴油（或½油）
发电机一电动机一发电机组米实现电½变换的。随着可控硅（晶闸管）制造工艺的完善、质
量的提高和价格的降½，便开始出现了用可控硅½为功率变换主要元件的可控硅不间断电源
装簧。½可控硅是一种没有自关断½力的器件，而逆变器是以直流电源为输入½源，因此就
必须给每只可控硅殴计一套由电容和电感等元件组成的换向单元电路，这½得箍个不间断供
电系统很庞大而且笨重。到了舳年代，利用具有可控关断½力的功率晶½管来替换可控硅
米½逆变器的开关器件，这样就省去了换向电路，减小系统½积，提高功率变换的效率，改
善了动态性½，也提高了可靠性。近年来，随着功率半导½器件的迅速发展，各种高频化全
控型器件不断问世．如功率场效应管（ＭＯＳＦＥＴ）、绝缘门极晶½管（ＩＧＢＴ），ＭＯＳ控制的
晶闸管（ＭＣＴ）等。这些新型的全控型功率半导½器件具有开关速度快，控制和驱动方便
浙江大学硕士学½论立
第一章绪论
等一系列优点，利½；½½它制制½的不间断电源装½具有重量½、效率高、噪声小、操½控制灵
活等一系列优点。
图Ｉ—½为ＵＰＳ的系统框图．主要由
整流器
三个部分组成：整流器（ＡＣ／ＤＣ）、逆变
器（ＤＣ／ＡＣ）、充电器（ＤＣ／ＤＣ）。整流器
输出的直流电源向逆变器和充电器供电。
逆变器
逆变器把直流电源变换成所需的交流电
（一般为５０Ｈ½、６０Ｈ½）向负½½供电。充
电器向储½单元（蓄电池）输送½量，½
为后备½量加以存储，在市电异常或中断
时向逆变器直流侧供电。
图１—１
ＬＩＰＳ系统框图
ＵＰＳ按其运行方式，可以分成以下三种类型：后备式（Ｏ½½－½½½½）ＵＰＳ、在线式（Ｏ½－½½½½）
ＵＰＳ、在线互动式（Ｌ½½½．½½½½½½½½½½½）ＵＰＳ。
１．２．１后备式ＵＰＳ
这种ＵＰＳ在市电正常时，由电½直接向负½½供电；而在市电掉电时。由蓄电池经过逆
变器向负½½供电。这种ＵＰＳ对电½的畸变和干扰没有抑制½用，而且逆变输出一般为方波，
供电质量差，因而仅½为一种应急电源½用。后备式ＵＰＳ的结构如图１—２所示。
Ｔ
圈１－－２后备式ＵＰＳ结构
１．２．２在线式ＵＰＳ
在线式ＵＰＳ在市电正常时，通过整流器、逆变器向负½½供电，同时向电池充电；在市
电超出整流器允许范围，或市电掉电时，由电池向逆变器供电。½逆变器出现故障时通过旁
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