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逆变应急电源(Emergency Power Supply with inveiter-EPS)作为一种可靠的绿色应急供电电源,在电梯、消防、应急照明等场合发挥重要作用。根据PwM整流器能量双向传输的特点,发展了新型EPS应急电源在消防电源中的应用,其充电、放电都由PWM整流器完成,其控制电路采用以DSP为核心的全数字化的控制方案。新型EPS应急电源优化了传统EPS应急电源的结构和控制策略,提高了消防电源的效率、蓄电池的管理水平和系统的信息化程度。
首先,分析了PWM整流器工作原理,重点讨论了双极性控制方式下的电感电流及其数学模型;介绍了PWM整流器的电流控制策略:问接电流控制与直接电流控制;介绍了PWM整流器的逆变控制策略,并根据各个控制结构的特点确定了本设计的控制方案。
然后,分析了VRLA蓄电池的工作原理及其在应用中存在的问题,针对消防电源蓄电池管理要求,得出了新型EPS的五个工作过程:恒流充电过程、恒压充电过程、浮充过程、容量检测过程和逆变供电过程,及其控制结构。利用MATLAB的Simulink仿真工具对各个工作过程进行仿真分析,验证了各个工作过程的控制方案的可行性。
最后,进行基于DSP的新型EPS整体系统结构设计,包括主电路、调理电路、DSP外围电路、驱动电路和辅助电源。按照硬件电路设计试制了基于高频PWM整流器的EPS实验装置,根据EPS的各个工作过程编写了DSP控制软件,并在实验平台下进行各个工作过程实验。实验结果表明,该装置能够按照EPS的工作要求完成理想的充、放电过程,达到了预期的目标。同时,也为新型EPS的智能管理、远程监控打下了坚实的基础。