在道现代 UPS是按照一定的拓扑结构，利用电力电子器件构成相应的功率变换电路，对电件开通和关断的特定规律抽象出来即为UPS的控制技术。器件、拓扑和控制是现代电力电个过程中，电力电子器件按照特定的规律开通和关断，从而实现对电能的变换或处理。而器UPS的关键。第2章和第3章分别介绍了UPS 中应用的电力电子器件和电能变换拓扑，太子技术的三大核心，USP是典型的电力电子技术的应用，除了器件和拓扑，控制技术也是采集等都属于控制技术，但本章将焦点集中在 UPS的核心控制技术，包括逆变脉宽调制#音将介绍UPS控制技术。广义上讲UPS 的控制技术包含很多，人机界面、远程通信、数据术、逆变器控制技术、电网同步(锁相)技术以及并联冗余技术等。
4.1逆变脉宽调制技术
逆变器是UPS电源设备的核心。我们知道，欲使逆变主电路完成直流变交流的功率有换过程，就必须对其功率逆变电路进行控制，而将控制电路对逆变主电路实施的控制方式叫控制策略(方法)。
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所以逆变器的输出电压将不是六拍阶梯波，而是一系列等幅不等宽的脉冲波，这就形成了电压空间矢量控制的PWM 逆变器。
如图4-12表示了由us1、us2构成新的电压矢量u，的线性组合。设在u、状态终了后，期望在时间T.内(在图4-12中以相应的02电角度表示)，起作用的是电压空间矢量u。图4-12中采用了部分us与部分us2的矢量和得到u。从物理意义上说:“部分us”表示u2的作用时间短于常规六拍逆变器的作用时间/3,它虽然与u、相位相同，但幅值却较小.在图4-12中，t1u/T1与t2us2/T2分别表示部分u与部分u，矢量，它们的合成矢量为2可以看出u的相位与ua1、u2都不同，但幅值相同。
Hm
u62
09
82
变换到直角
式中，A=
时间
"、的作用
通常us
一般取:
由于各] 其他状态。形电压空间示的I、II 常规六拍逆实现PwM 应于时间T 合的电压空矢量。
每一个冲波。例如状态，为使二，同时报表示u。作关状态序同时表示其时间长
在一
图4-11 空间电压矢量分布图
由图4-12,很容易得到:
134 i分空间电压合态切换时0127的顺由开关器其余可依一个分成4个两个小(4-19)
0QH-0-00 变换到直角坐标系上来表示，有其幅富值相等(4-20) 1六个有务一并令A=(3/2)UaM,在这里，M为调制度，可得u，的作用式中，A: 向，它所存u2,它在空局时间t1=T,Msin(-e,) (4-21) 也作相应变矢量共转过，的作用时间: 分别冠以归形的中心点上t2=T,Msin2 (4-22) t0十t=T2-t1-t2 通常us1和u1的作用时间之和并不-定正好等于T2,不足的时间用零矢量来补充，即: (4-23) 其所以如此, 空间矢量都号一般取: t0=t7= (21-[1-&＃39;L)气(4-24) 量，PWM控会得更多的与粮，
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逆变器控制电路主要包括控制脉冲产生电路、逆变器输出稳定调整电改保护电路、逆变器输出与市电同步的控制与切换等，使其按照人们预期的工作方式运行。I惯上人们将对逆变器主电路实施控制的电路称其为逆变控制电路。本节主要介绍控制逆变器脉冲产生电路与输出稳定调整电路，其他电路将在后续章节介绍。逆变器脉冲调制策略有多种，主要包括单脉冲PWM、多脉冲PWM、正弦脉冲PWM (SPWM--sinusoidal pulsewidth modulation)、空间电压矢量PWM (SVPWM-space vector pulse width modulation)、电流跟踪PWM、单周(one-cycle)控制以及特定消谐PWM (SHEPWMselective harmonic elimination pulse width modulation)等，而在UPS电源中，目应用***的仍然是正弦脉冲SPWM.
4.1.1单脉冲PWM
早期的小功率方波输出的后备式 UPS中，主要用单脉冲PWM实现对逆变器的控制。所谓单脉冲PWM法，就是用一个矩形波脉冲去等效交流电的半周，再用同样的矩形波脉冲等效交流电的另一个半周，通过调整矩形波的脉宽来稳定输出电压，通过调整矩形波的中心距离来调整和稳定输出频率。
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在一个周卖的输出电压装控制的PWM
由于各工作状态的作用区间都是对称的，所以，分析一个状态区间的情况就可以推广到其他状态。为了讨论方便起见，把图4-12所示的正六边
形电压空间矢量分成6个区域，称为扇区，如图4-13所示的I、II、...、V,每个扇区对应的时间各为/3。在常规六拍逆变器中一个扇区仅由一个开关工作状态构成，实现PWM控制的做法就是把每一扇区再分成若干个对应于时间T2的小区间，按照上述方法插人若干个线性组合的电压空间矢量u，以获得按正弦规律旋转的电压矢量。
状态终了后，
间矢量1。u61”表示但幅值却较的合成矢量
每一个u，实际上相当于PwM电压波形中的一个脉冲波。例如图4-12所构成的u包含us1、u、,和u。三种状态，为使波形对称，把每个状态的作用时间都一分为
二，同时把u再分配给us和u37;因而形成电压空间矢量的作用序列为01277210，其中0 表示u0作用，1表示us的作用....。这样，在这一个小区间的T，时间内，逆变器三相的开关状态序列为000、100、110、111、111、110、100,000,如图4-14(a)所示。图4-14中同时表示了在这一小区间内逆变器输出的相电压波形，每一小段只表示了电压的工作状态，其时间长短可以不同。
u5
图4-13空间电压矢量的线性组合
在一个脉冲波中，不同状态的顺序不是随便安排的，它必须遵守的原则是:每次工作状
态切换时，只有一个功率器件作开关切换，这样可以尽量减少开关损耗，按照这一原则上述0127的顺序是正确的，例如01之间，由000切换到100，只有A相开关切换，如图3-50中由开关器件“4”,导通切换到“1”导通，12之间，由100切换到110，只有B相开关切换；其余可依此类推。
一个扇区内所分的小区越多，输出电压就越能逼近正弦波。图4-14给出了对***扇区分成4个小区间的电压空间矢量序列与逆变器输出三相电压波形。图4-14(a)为第-、第二两个小区间的工作状态，但两个小区间的时间和1、t2是不相同的；图4-14(b)为第三、
图4-14第I扇区内电压空间矢量序列与逆变换器三相输出电压PwM波形
第四两个小区的工作状态，它们的t1、t2也不相同。
逆变
Pw
由以上分析可知，电压空间矢量控制的PwM模式具有以下特点:1每个小区间均以2 电压矢量开始和结束。在每个小区间内虽然有多次开关状态的切换，但每次切换都只牵洗到一个功率开关器件，因而开关损耗较小。3利用电压空间矢量直接生成三相PwM波，计算简便。4采用电压空间矢量控制时，逆变器输出线电压基波幅值为直流侧电压，这比一般的SPwM逆变器输出电压高15%左右。
