毕业设计_基于DSP的三闭环应急电源的研究与设计文档72页

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保密的论文在解密后应遵守此规定研究生签名导师签名日期万方数据中文摘要现如今，电能的运用越来越广泛，随着人们环保意识消防意识的不断增强，人们要想不断的提高自己的生活品质，供电的可靠性问题是个不容忽视的问题。

最近这些年，应急电源以其特有的优越性和环保性，市场对它的需求越来越大，尤其是在消防应急照明等场合的应用已经非常普遍。

本文研究了种基于的三闭环控制的应急电源，首先从应急电源的概念入手，介绍了它的类别用途以及未来的发展趋势，同时也介绍了应急电源与传统的以及柴油发电机之间的区别。

本文重点对三闭环应急电源的软硬件部分做了比较深入的研究，首先介绍了应急电源的整体设计方案，并对应急电源的工作原理设计的技术指标以及系统的各个功能模块进行了详细的描述。

着重对应急电源的充电系统逆变系统控制系统进行了软硬件设计，详细介绍了各个模块的功能，并对模块中的元器件的参数进行了设计，同时绘制出了原理图。

对于应急电源的充电系统的设计，本文采用了免维护的铅酸蓄电池组，采用了四段式的充电方式，充电主电路选用的是全桥拓扑结构，并对其元件的参数进行了详细的设计逆变系统是应急电源的核心部分，也是本文设计的主要部分，首先从逆变原理入手，对各种调制方式进行了介绍，最终选择了单极性的调制方式，采用了数字控制算法，三闭环反馈方法来调节逆变系统的输出波形的质量，并且对三个环的控制参数进行了详细设计，同时也对系统的电压电流采样电路滤波电路进行了设计，并且给出了相应的原理图。

在软件设计部分，主要给出了供电系统的整体结构和各主要部分的控制流程图。

最后，对仿真软件进行了介绍，对应急的电源的核心部分逆变系统进行了仿真研究，并对其数据进行分析，验证了本文设计方案的可行性。

关键词，应急电源，调制，控制，三闭环万方数据万方数据，万方数据中文摘要第章绪论应急电源技术概况应急电源基本概念应急电源基本特点应急电源的类别发展状况及未来发展趋势的发展现状的发展趋势研究意义与研究内容研究意义研究内容第章的总体设计方案研究基本工作原理概述总体框架设计应急电源的主要功能分析应急电源总体方案系统组成应急电源的技术指标第章蓄电池组充电器研究铅酸蓄电池充电概述铅酸蓄电池充电特性介绍铅酸蓄电池常用充电方法介绍本系统最佳充电方式选择充电器设计原理蓄电池容量的选择充电器基本技术指标充电器主电路工作原理第章逆变系统主电路研究与设计逆变系统原理分析调制技术万方数据的实现方式自然法产生波数字芯片产生波实现波构建逆变系统动态数学模型逆变控制策略研究逆变系统控制方法分析逆变系统三闭环控制方案概述控制器参数设计输出滤波器的设计电感电流内环调节器参数设计电压中间环调节器参数设计有效值最外环调节器设计逆变主电路设计功率开关器件的选择直流侧滤波电容的选择缓冲电路的设计逆变器的驱动电路设计信号调理及采样电路设计电压采样电路设计电流采样电路设计第章的软件实现软件开发概述主循环程序工作流程设计初始化程序设计蓄电池充电子程序设计逆变子程序设计中产生三角载波及基准正弦信号三角载波的产生通过查表法生成参考正弦波模块软件实现第章系统仿真分析万方数据仿真软件概述应急电源逆变系统仿真与分析单相开环逆变系统仿真模型仿真结果分析单相三闭环逆变系统仿真模型仿真结果分析第章总结与展望致谢参考文献万方数据武汉理工大学硕士学位论文第章绪论应急电源技术概况随着人们环保意识的不断增强，电能运用越来越广泛，人们要想不断的提高自己的生活品质，供电的可靠性问题是个不容忽视的问题。

放眼望去，信息化现代化智能化，建筑高层化俨然已经成为了我们高品质生活的代名词，而且这些代名词对电力的依赖也越来越明显，要是电力的供应突然中断，必然会对我们的生活和学习产生难以忍受的影响，尤其对于工业生产，生活中特别重要的二类负荷，电力供应旦中断，将会造成不可低估的经济损失，对于电力系统中的那些级负荷，旦中断，还将产生比较严重的政治影响。

要是在电力中断的过程中可怕的火灾也产生了，这样引发的后果更是不敢想象。

目前，为了解决供电可靠性问题，城市供电系统般采用并网供电，以此为城市电力提供安全可靠的电源保护。

但是，对于些建筑群体的供电可靠性来说，如些企业工厂公司这样的集体，公用电网是不能够百分之百保证其供电安全的，因此，要想保证自己的供电可靠性，就需要自身为自己准备个应急供电系统，从经济角度考虑，它不仅可以减少其损失，另方面，它还可以为人们的生产和生活提供便利跟安全保障，因此，如果将个城市看成个生命线系统，那么应急电源将是这个系统里不可或缺的元素。

应急电源基本概念应急电源的英文缩写为，实际上应该将它称之为应急电源供电系统。

通常在日常生活中，应急电源或者应急电源已经成为了它的常用称呼，对于集中式消防应急电源这称呼般比较少见，通常只有在比较规范的技术文件中才会发现。

它只是种采用弱电控制的将电池存储的直流电变换成交流电的备用电源装置，如果从电源设备来看，显然，它应该归属于现代电力电子类。

它是个复杂的系统，涉及到模拟数字电子技术，各种单控制技术和些复合控制技术，现代电源技术，半导体变流技术，以及如今使用的最多的脉宽调制技术，同时，它还将现代电力电子技术中的整流，逆变，直流变换等主要技术都融合到起。

相对于和柴油发电机来说，出现的比较晚，用途与它们也不样，万方数据武汉理工大学硕士学位论文应急电源主要是作为个备用的供电电源，当市电输入异常或者中断时，它可以立即启动，保证用电设备的电力供应，主要用于些消防行业和些电气设备中，同时也用于工业，商业，军工业，民用业等领域。

出于对环境的考虑，现如今在不少场合已经逐步取代了电源和柴油发电机。

进入世纪以后，基本上就算是踏入了数字化时代，随着数字芯片诸如等这样的数字处理器的在控制电路中的大量使用，很多产品都加入到了数字化产品的行列，现如今，对于这款产品来说，它也逐步实现了全数字化。

这样就方便了采用计算机来对其控制，也方便对其数据进行实时的处理，同时，对于模拟信号在传递过程中出现的信号畸变失真，易受外界信号干扰的问题也进行了很好的解决同时，通过数字化处理，为控制策略的修改和参数修订提供了便利，对于故障检测自诊断容错以及通信等系列技术的移植提供有利条件。

另外，全数字化减少了模拟元器件，这样将大幅减少电路中元件的数量，这就避免了因元器件的损坏而影响整个电路正常工作的问题的发生，进而提高了整个系统的工作稳定性，如今，数字化应急电源又融合了网络通讯以及电源监控软件调控等技术，这将使得应急电源的性能更加优化，更加具有智能性。

应急电源基本特点当今世界，科学技术日新月异，数字化这个词汇紧紧环绕在我们生活周围，随着建筑技术的不断发展，我们的生活空间逐步向高空延伸，这些进步的同时也逐步提高了我们对市电电网的依赖程度，现如今，就在人们生活品质提高的同时，诸如电力保障以及消防安全这样的问题也逐渐显现出来，对我们生活质量的提高产生了极大的影响。

由于应急电源的研究起步比较晚，人们对它的认识还比较片面，社会上的认可度也不是很高，因此，绝大多数的应急场所依然使用和柴油发电机来代替进行电力保障，电力中断与火灾几乎是孪生兄弟，随着人们消防意识的不断增强，采用和柴油发电机进行应急供电已经暴露出许多不足之处。

随着电力电子技术的不断发展以及保证电力安全供应的迫切需求，应急电源应运而生，它是种采用复合技术的电力电子变流装置，是个弱电控制强点的供电系统，主要依靠电力电子变换技术计算机控制技术数字逆变技术，各种复合逆变控制技术通信与监控等技术来实现自己的智能化，它具有以下些典型的特点万方数据武汉理工大学硕士学位论文应急电源实际上是种快速变流装置，它主要是采用大功率逆变技术调制技术以及数字控制技术来实现其变流功能，由于采用来进行全数字控制，因而它具有智能化，控制算法灵活多变的特点。

当市电电网的供电异常或者中断时，正常情况下可以快速实现工作状态的切换，切换动作将在以内完成。

电网供电正常时，应急供电系统将不工作，此时只有充电器对它进行充电，无噪音，对周围环境产生的影响非常小工作在这样的状态下，它基本不消耗电能，如果市电电网电压异常或者供电突然中断，装置将快速切换到应急状态，其工作效率可以达到以上，由于采用了数字化处理技术，容易采用先进的数字控制算法，使得应急输出的正弦波电压稳定，频率稳定，谐波含量少，带负载能力强，无污染，节能性好的特点。

随着建筑高层化，柴油发电机组的安置比较困难，般只能够放到地下室