應用電子技術教育論文基于風力發(fā)電的UPS電源設計

程序流程圖初始化主要是對各種軟件標志位和接口進行初始化，同時將單片機的ＲＡＭ進行初始化。），軟件等待的零交叉點和計算輸入頻率。根據(jù)計算查表，基于零交叉檢測循環(huán)開始，隨后檢測電流電壓是否大于系統(tǒng)的最大值，沒有超過其最大值將繼續(xù)進行，檢查逆變器是否啟用？若沒有啟用，將禁止PWM和中斷，并設置標志位，如果逆變器已經(jīng)啟用，將檢測輸出并設置標志位。程序清單見附錄3。4.1中斷處理程序分析中斷設置的目的是定期對輸出波形進行調整，中斷被設定在程序周期運行的過程中，在程序運行過程中有32個中斷。電源接通后首先是中斷初始化，在中斷期間，須有足夠的資源以執(zhí)行二個的A/D轉換（電流和電壓），計算偏移量，調整輸出占空比。以保證逆變輸出的交流電壓沒有過沖現(xiàn)象（即輸出電壓出現(xiàn)不可控的持續(xù)升高現(xiàn)象）同時在恒定輸出過程中中斷程序還會對輸出波形盡行合理的完善。中斷流程圖如圖10所示。預置定時器采樣率預置定時器采樣率讀取電壓值讀取電流值計算電壓偏移量計算電流偏移量計算出新的占空比返回圖10中斷流程圖5測試結果5.1無負載情況下測試在無負載，沒有反饋的條件下，ups輸出波形如圖11所示。這輸出波形是實際輸出波形加強版。圖11無負載無反饋條件下UPS的交流輸出5.2有負載情況下測試在有負載，沒有反饋的條件下，ups輸出波形如圖12所示，所用負載為電阻，最大允許電流8.6A。圖12有負載無反饋條件下UPS的交流輸出在有負載，有反饋的條件下，ups輸出波形如圖13所示，所用負載是電阻和電感，最大允許電流8.6A。圖12有負載有反饋條件下UPS的交流輸出6應用前景由于廣大農民生活水平提高、用電量不斷增加，同時迫切希望不間斷用電，因此“風力發(fā)電系統(tǒng)”的推廣應用明顯加快，并向高品質UPS組合式發(fā)展，成為今后一段時間的發(fā)展方向。隨著國家《可再生能源法》及《可再生能源產業(yè)指導目錄》的制定，相繼還會有多種配套措施及稅收優(yōu)惠扶植政策出臺，必將提高生產企業(yè)的生產積極性，促進產業(yè)發(fā)展。目前我國尚有2.8萬個村、700萬戶、2,800萬人口沒有用上電，且分散居住在邊遠山區(qū)、農牧區(qū)、常規(guī)電網(wǎng)很難達到，有關專家分析700萬無電用戶中、300萬戶可用微水電解決用電，而400萬戶可以用小型風力發(fā)電或風光互補發(fā)電，滿足農牧民用電需要。作為可再生能源主要支柱之一的小型風力發(fā)電行業(yè)在2005年度得到長足的發(fā)展，其中200W、300W、500W機組共生產24,123臺，占全年總產量的72.5%；并且，由于汽油、柴油、煤油價格飛漲，且供應渠道不暢通，內陸、江湖、漁船、邊防哨所、部隊、氣象站和微波站等使用柴油發(fā)電機的用戶逐步改用風力發(fā)電機或風光互補發(fā)電UPS系統(tǒng)。而隨著3G通訊時代的到來，通訊基站的大量建立，大容量的UPS系統(tǒng)也顯得尤為重要，如何維持長時間穩(wěn)定的工作，稱為一項重要的指標，同時也為通訊的暢通無阻提供了可靠地保障。這樣看來無論在民用，商用，軍隊，政府機構，信息科研等領域基于風能發(fā)電的UPS系統(tǒng)都能找到他的用武之地。而且隨著信息化社會的到來還會越發(fā)的凸顯出它的重要作用。7致謝非常感謝張老師和陳老師在畢業(yè)設計及論文寫作中給予我們的指導與幫助。從畢業(yè)設計和論文寫作一開始，張老師就給我們制訂了詳盡卻又環(huán)環(huán)相扣的計劃，并且在每周都進行檢查和指導，使我們循序漸進、有條不紊地展開論文設計。在這個實用性很強的課題中，張老師由點到面的指導讓我們少走了很多彎路，也讓我們學到很多書本上沒有的內容。同時感謝同學在畢業(yè)設計期間與我緊密的合作和支持。在設計中，雖然各有側重，但我們幾乎每天都要一起在實驗室里研究相關資料與文獻、討論軟硬件的結合、構思程序在電路上的實現(xiàn)方式。他們的踏實肯干以及連貫的專業(yè)知識讓我印象深刻，非常值得我的學習。參考文獻[1]世界風能協(xié)會.2005年全球風能統(tǒng)計［J］.中國風能，2006（1）：17～20[2]賀德馨:2020年中國的科學和技術發(fā)展研究［J］.科技和產業(yè),2004,4(1):36[3]李德孚:2005年小型風力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國風能,2006,(2):9～11[4]李成章.智能化UPS供電系統(tǒng)原理與維修[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999[5]王翠珍，唐金元.可調直流穩(wěn)壓電源電路的設計［J］.中國測試技術，2006[6]李成章.現(xiàn)在UPS電源及電路圖集[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001.[7]張廣明,沈衛(wèi)東,曲穎,等UPS高可用供電系統(tǒng)設計與應用[M].北京:北京人民郵電出版社,2004[8]王其英,劉秀榮.新型不停電電源(UPS)的管理使用和維護[M]北京:北京人民郵電出版社,2005[9]User’sManualforseriesAP200.1996[10]錢希森.小型UPS原理及應用[M]北京:科學出版社,2000[11]候振義,王義明.UPS電路分析與維修[M].實用能源技術,北京:科學出版社,2000[12]蔡宣三.靜止型UPS的發(fā)展動向［J］.電信技術,1992(3):8-4[13]周俊杰,錢曉耀,陳上挺.一種基于PIC系列單片機的SPWM逆變電源［J］.機電工程2008,25(4):99～107[14]YANGYin2fu,LIUJing2bo.PulsebypulsecurrentlimitingtechniqueforSPWMinverters[J].PowerElectronicsandDriveSystems,1999,7(9):1021-1026.[15]XIONGYu,ZHANGYin2hai,WEIKun.Carrierphase-shif-tedSPWMbasedcurrent2sourcemulti2converter[J].PowerElectronicsandDriveSystems,2003,8(3):89-93.[16]MIHALACHEL.DSPcontrolmethodofsingle-phaseinvert-ersforUPSapplications[C]//ProceedingsofAPEC’02.USA:[S.N],2002:5902596.[17]林國慶，雷德森，張冠生.試論電器與電力電子技術的結合［J］.低壓電器，1997，12(03)：249～252[18]張文利，彭燕昌，孫廣平等.高壓開關電源的研制［J］.高電壓技術，[19]賈艷明,嚴萍,莊洪春.變壓器在IGBT串聯(lián)技術中的應用［J］.變壓器,[20]王亞君.TL494及其在半橋變換開關電源中的應用［J］.現(xiàn)代電子技術，2004附錄1PFC控制電路圖附錄2主控部分電路附錄3程序清單*文件名:MAIN.C*描述：ups電源*********************************************************************main()//#defineOPEN_LOOP#defineFEEDBACK//#define50Hz#define60Hz#pragmaoptionv#include<17c43.h>#include<math.h>#include<delay16.h>#ifdefOPEN_LOOP//ThistableyieldsFullVRMSinputunsignedcharconstpwmtab[32]={0,25,50,74,98,120,142,162,180,197,212,225,235,244,250,254,255,254,250,244,235,225,212,197,180,162,142,120,98,74,50,25};#endif#ifdefFEEDBACK//ThistableyieldsslightlylessthanFullVRMSinputunsignedcharconstpwmtab[32]={0,20,40,60,79,97,114,131,145,159,171,181,189,197,202,205,206,205,202,197,189,181,171,159,145,131,114,97,79,60,40,20};#endiflongread_ad(unsignedchar);//A/D轉換功能unsignedcharindex;//指數(shù)輸入正弦波參考表unsignedcharsign;//展開正弦波參考表longreference;//價值正弦波引用后展開unsignedcharreference_lo@reference;longout_volt;//輸出電壓;longy;//長變量ylongyold;longx;longxold;longad_value;//A/D轉換器voidmain(void){CLRWDT();PORTC=0;DDRC=0x22;//給寄存器C賦值DDRB=0;//給寄存器B賦值PR1=0xFF;//PR1裝入（24.4Khz@25Mhz時鐘）PW1DCL=0;//設置低比特率為0的PWMPW1DCH=0;//初始化的PWM占空比為0T0STA=0x20;//ConfigureTimer0prescaler設置定時器0分頻器INTSTA.T0IE=1;//允許定時器0中斷TCON1.TMR1CS=0;TCON1.T16=0;TCON2.TMR1ON=1;//開啟定時器1（PWM定時器）TCON2.PWM1ON=1;//接通PWMCPUSTA.GLINTD=0;//屏蔽中斷index=0;//初始化變量sign=0;y=0;yold=0;x=0;xold=0;PORTC.0=1;//啟動逆變器while(1);//在常規(guī)的循環(huán)里執(zhí)行中斷}#ifdefFEEDBACK__TMR0()//定時器中斷{T0STA.T0CS=0;//中止定時器PORTB.7=1;#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定時器03.84KHz中斷60Hz輸出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定時器03.20KHz中斷50Hz輸出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//Starttimer開啟定時器CLRWDT();reference=0;//ClearReferenceValue參考值清0reference_lo=pwmtab[index];//查找正弦波的參考值if(!index)//觸發(fā)器通過表格的循環(huán)正負變換sign=~sign;++index;//指數(shù)增量if(index==32)//如果是表格的最后，重復循環(huán)index=0;if(sign){reference=~reference;//編譯器在-1.21V不工作reference=reference+1;//ref<=0}ad_value=read_ad(0);out_volt=ad_value-512;//讀輸出電壓//從表達式y(tǒng)=yold+(0.09261*(x+xold))//在該處yold,xold和前面的y，x是等價的//x是<錯誤信號>，形式是不同的輸出//變換器和參考信號x=out_volt-reference;y=((x+xold)*24);y=y/256;y=y+yold;if(y>=0){PORTC.2=0;//置高電平去循環(huán)}else{PORTC.2=1;//置低電平去循環(huán)y=~y;y=y+1;}if(y>255)y=255;//限定yPW1DCH=y;//更新循環(huán)的有效率xold=x;//儲存先前同樣的狀態(tài)yold=y;PORTB.7=0;}#endif#ifdefOPEN_LOOP//變換器在OPEN_LOOP循環(huán)下工作__TMR0()//定時器中斷{T0STA.T0CS=0;//中止定時器#ifdef60HzTMR0L=0xA5;TMR0H=0xF9;//定時器03.84KHz中斷60Hz輸出#endif#ifdef50HzTMR0L=0x5F;//定時器03.20KHz中斷50Hz輸出TMR0H=0xF8;#endifT0STA.T0CS=1;//開啟定時器CLRWDT();PW1DCH=pwmtab[index];if(!index){PORTC.0=0;//驅動器關閉PORTC.2=~PORTC.2;//倒裝名次/否