三相不斷電系統之並聯策略

本文之三相不斷電系統並聯之控制策略，是於市電故障時，三相 直流-交流功率轉換器其中一台操作為電壓控制模式，其餘皆為電流 控制模式以作功率補償或分流使用，且當電壓控制模式不斷電系統發 生故障時(例如當機或斷電等情況)，電流控制模式不斷電系統之控制 區域網路收發器即可偵測出電壓控制模式不斷電系統發生故障，而將 電流控制模式不斷電系統轉變為電壓控制模式不斷電系統。

為了確保傳送接收時的資料是及時的，故必須考慮到傳輸時間點

的問題，所以除了必須利用軟體做控制之外，同時必須與硬體相互配

5.5.1 區域網路控制傳輸資料時間點

電流控制模式不斷電系統需回授電壓控制模式之電壓及電流值 做控制使用，即電流控制模式之控制器為接收端，電壓控制模式之控 制器為傳送端，但是每個變數的傳輸時間點均不相同，故為了達成控 制上的同步，需要準確地在控制時間點做即時傳輸。

當電壓控制模式不斷電系統發生故障時，電流控制模式不斷電系 統必須馬上由電流控制模式轉成電壓控制模式，維持負載端電壓穩 定，而判斷電壓控制模式不斷電系統是否發生故障的方式，可由主控 制器在程式執行每次 100 s

µ

的時間均傳送訊號至僕控制器，來判斷電 壓控制模式不斷電系統正常與否。此外，主控制器與僕之控制器亦需 互相配合，俾主與僕功率轉換器同步，達成三相直流-交流功率轉換 器並聯之目的。

若以數位訊號處理器之主控制器(master)的時間為基準，則需設 定時間點將數位訊號處理器之僕控制器(slave)的時間配合主控制器 的時間，以方便系統控制。

5.5.2 數位訊號處理器之同步驅動控制策略

本文之並聯型不斷電系統於獨立運轉模式之下，將二台不斷電系 統並聯，可增加系統容量，且本文採用功率平均分配之方式，使每台 不斷電系統平均分擔負載容量。其控制方式為將一組不斷電系統之三 相直流-交流功率轉換器操作為電壓控制模式，而另ㄧ組三相直流-交 流功率轉換器則操作為電流控制模式。電壓控制模式功率轉換器需利 用CAN，回授電流控制模式功率轉換器之直流鏈電壓

v

_dc，作為同步 之判斷；而電流控制模式功率轉換器之控制方式如圖2-11之所示，由 於電流控制模式不斷電系統需利用CAN，回授電壓控制模式不斷電 系統所偵測負載總輸出電流

i 、

_u

i 經功率平均分配之交、直軸電流命

_v 令

i

_qL^e*₂、

i

_dL^e*₂，以及輸出相電壓之交、直軸電壓

v 、

_qL^e

v ，作為電流控

_dL^e

制模式不斷電系統使用。其中

i

_qL^e*₂、

i

_dL^e*₂做為電流控制模式不斷電系統 之交、直軸電流命令，使電流控制模式不斷電系統回授之輸出電流

i 、

u 2

i 可追隨命令電流；而

_{v 2}

v 、

_qL^e

v 則作為交、直軸電流控制信號之

_dL^e 補償量。

表 3-6、表 3-7、表 3-8 為三相直流-交流功率轉換器於市電中斷 以及市電並聯時，CAN 所需傳輸之資料，以判斷三相直流-交流功率 轉換器之控制模式以及同步控制。

表 3-6 市電中斷且三相直流-交流功率轉換器均正常運轉情況下 需經由 CAN 傳輸之資料 傳輸資料之作用 電壓控制模式功率

轉換器

電流控制模式之直流鏈 電壓

v

_dc

判斷電壓控制模式 是否開始運轉

電流控制模式功率 轉換器

電壓控制模式之三相直 流-交流功率轉換器經濾 波後輸出之交、直軸電壓 值

v

_qL^e 、

v

_dL^e 及交、直軸電 流值

i 、

_qr^e

i

_dr^e

作為電流控制模式 之控制參數

表 3-7 判斷其中ㄧ台三相直流-交流功率轉換器發生故障情況下 需經由 CAN 傳輸之資料 傳輸資料之作用 電壓控制模式功率

轉換器(電流控制模 式發生故障)

無 無

電流控制模式功率 轉換器(電壓控制模 式發生故障)

電壓控制模式之三相直 流-交流功率轉換器經濾 波後輸出之

v

_un

作為電壓控制模式 之故障判斷

表 3-8 市電並聯且三相直流-交流功率轉換器均正常運轉情況下 需經由 CAN 傳輸之資

料 傳輸資料之作用

電流控制模式功率 轉換器 #1

三相功率補償器之負載 電流

i

_af 、

i

_bf 、

i

_cf

作為功率補償使用 電流控制模式功率

轉換器 #2

三相功率補償器之負載 電流

i

_af 、

i

_bf 、

i

_cf

作為功率補償使用

5.6 結語

本章主要介紹利用控制區域網路來達成不斷電系統之並聯運 轉，以及同步控制的目的。本文主觀設定其中一組數位訊號處理器為 主控制器另外一組則為僕控制器，藉由控制區域網路網路之協定及設 定控制區域網路資料傳輸方式，傳送資料和接收資料，並設計一數位 訊號處理器同步驅動的方式，達成系統之同步操作，以防止系統發生 不可預期之動作。並依此控制策略作為程式撰寫之依據。

第六章 實體製作及實測

6.1 前言

本章將依據第二章至第四章之理論分析與系統控制架構，搭配第 五章之控制區域網路，作為實體製作之依據，整體系統之實體製作可 分為硬體電路及軟體規劃二部分，且採用數位化之控制方式，易於實 現複雜之控制理論。本文以德州儀器生產之數位信號處理器作為系統 控制核心，利用其內建之週邊功能作整體系統控制，包括電壓、電流 閉迴路及控制區域網路通訊皆由軟體完成，可減少硬體電路、降低成 本並增加系統之可靠度。本章將詳細說明整體系統之硬體電路，並依 據控制方塊圖進行軟體規劃，最後由實作結果驗證系統之可行性。

在文檔中 多功能不斷電系統之研製(III) (頁 50-55)