冗余设计

冗余 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 引言 不间断供电系统(Uninterruptible Power System，UPS)的出现是为了适应信息社会的到来。为了保证对重要负载供电的连续性，满足高新技术产品和设备对供电质量提出的越来越严格的技术要求。应用模块化并联冗余技术的UPS系统进一步提高了对负载供电的可靠性，同时也扩大供电容量，是国内外研究的热门技术。 利用多台UPS模块并联运行，都是以UPS扩容或提高UPS可靠性为目的。不论采用何种并联冗余连接技术，都是将多台UPS单机的输出端直接进行连接。一般的UPS因为都有逆变供电主回路和旁路供电回路两条供电回路，所以对负载来说相当于有两个电源。任何两个电源之间的转换开关都是一个单点故障点，即使两个上游的电源再可靠，只要转换开关一出现故障，都可能造成负载断电，由于这种开关的造价比较高，再加之其它技术因素，往往不能冗余并联，专门作为一个模块，有较高的可靠性要求。利用静态转换开关(Static Transfer Switch，STS)统一集中控制并联系统的主-旁路切换功能，实现快速切换和系统保护等一系列控制功能，是比较理想的控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 本文主要介绍模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方案，模块控制采用DSP实现。通过设计和完成一台两路(并联系统输出与旁路)220V单相输入、10kVA/220V单相输出的STS功能样机，验证了该方案的有效性。 1.并联组合式切换开关结构 目前的静态转换开关大多是采用微处理器数字控制技术的，可以称为数字型静态转换开关(Digital Static Transfer Switch，DSTS)。目前美国德州仪器(Texas Instruments，TI)公司的TMS320系列DSP已成为中大功率电力电子应用场合的主流控制芯片，它的突出特点是采用了先进的多总线并行结构和流水线的工作方式，从而极大地提高了系统的运行速度和数字信号的处理能力。本系统采用的是TMS320LF2407A作为主控DSP芯片。 静态转换开关包括两类交流切换开关:静态旁路开关和静态并联系统总输出开关。从快速切换的角度出发，每个切换开关与UPS单机的静态旁路开关结构可以完全一样，采用一对可控硅背靠背连接或直接用三端双向可控硅器件的可控硅型双向开关结构。但为了增容需要而采用并联冗余结构，在大功率输出的情况下单用可控硅型STS损耗过大，发热严重，恶劣条件下甚至会导致STS模块的损坏。交流接触器(图1)是继电器型交流切换开关，可靠闭合后导通阻抗小、损耗小，是理想的交流电路连接方式，但是交流接触器存在与继电器型STS同样的问题，切换速度较慢，不能实现快速切换。因此采用上述两者并联的结构是比较理想的方案。 图1交流接触器结构简图 此外，在数字控制式STS中，用交流固态继电器(SolidStateRelay，SSR)来替代双向可控硅，可以实现方便的数字控制。SSR的结构(图2)可以看作是采用光耦隔离控制的双向可控硅，直接使用数字信号就能驱动。 图2交流固态继电器结构简图 SSR切换速度快，便于控制，可直接与数控芯片的I/O口相接;交流接触器虽然切换速度慢，但稳定运行时导通阻抗小、损耗小，利用中间继电器驱动接触器简单可靠。采用交流接触器与固态继电器并联组合式结构的STS，配合有效的切换逻辑控制，可实现STS的快速切换和正常情况下的低损耗运行。单相STS模块的结构框图下图所示。 图3单相STS模块结构框图 2.同步切换逻辑 静态转换开关是一个独立的模块，通用程度高，但是单独运作的结果就会造成模块之间操作时序的不一致，如果控制命令出现冲突就会造成逻辑矛盾，严重情况下甚至会引起系统与负载的损坏，因此必须采用合理的切换逻辑来避免这类情况的发生。 并联系统的输出电压与旁路电压之间存在同步与非同步两种状态，非同步状态下，两电源电压存在相位差或幅值差。非同步状态出现时若发生切换动作会出现两个问题:一是引起负载波形异常或供电的瞬时中断;二是旁路电源与并联系统电源之间产生了相当于短路状态的瞬态冲击电流，损坏系统。以上两个问题都是由切换发生时的两电源瞬态电压差引起的，为了保障可靠切换，安全的切换操作必须在瞬态电压差足够小的情况下执行。STS在执行切换命令时必须视同步情况做出能否切换的判断。同步切换的原则是“先断后合”，必须等待一方的接触器完全动作后才能执行下一步操作，以保障不出现旁路电源与并联系统电源并联的状态。 3.非故障状态的切换过程 图4正常开机的切换过程 [1] [2] [3] 开机初始，并联系统的输出电压还没有建立，STS检测旁路电源正常后，会先切换到旁路供电状态，当并联系统输出电压正常并且与旁路电压同步锁相时马上切换到UPS系统供电状态。关机旁路切换是开机切换的反动作。这两类切换是系统在正常工作时受人为控制而产生的主动行为，都是非故障状态的切换动作，切换过程比较平稳，不存在特殊的切换时序，只需要保证不间断供电即可。正常开机采用的切换控制时序如图4所示(电源接口黑色 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示供电正常，白色表示无电;SSR黑色表示导通，白色表示关断)。 同样地，手动关机旁路过程是正常开机过程的反动作，可直接参照以上控制时序进行反操作即可，不再赘述。 4.故障状态的切换过程 故障状态下需要采取的操作是切换到旁路供电。传统意义上，针对UPS并联系统的故障状态主要有以下四种:过载、过压、短路、断电。 过载程度分为负载额定容量的100%~120%、120%~150%和150%以上三档。过载120%以下时系统报警，但不执行切换动作，维持正常供电状态;过载120%~150%时，10分钟后切换为旁路工作状态;过载150%以上时，1分钟后切换旁路。在未限流的情况下，理论上UPS输出电压波形仍保持为正弦波，且与旁路电压锁相，执行切换操作的过程完全与手动关机旁路过程一致。切换市电旁路供电之后，若过载状态消除，需要能回切UPS并联系统供电状态，回切过程参照正常开机过程(图4)的阶段3~阶段6。 过压是并联系统输出电压幅值过高。UPS单机调试正常后进行并联装配成的并联冗余系统，这种情况比较少见，为保障负载供电的持续，切换时也必须保证“先断后合”的原则，先可靠断开并联系统供电，再瞬时切换到旁路。 负载短路会造成对UPS的瞬间冲击性高强度电流。在硬件限流的前提下，STS在短路的状态下不进行旁路切换，直接关闭对负载的所有供电回路(图5)，等待检修完成后，重新上电启动。短路操作目的在于保护UPS并联冗余系统。短路状态判断依据是并联系统输出电压持续过低，且输出过流。 图5短路状态的切换过程 断电的紧急状态是系统模块化分散控制无法逃避的问题，因STS的断电检测有延时，由于控制时序的差异，UPS单机模块很有可能在STS尚未进行切换操作时就采取保护性关机措施，造成系统断电，所以瞬时断电对于并联冗余系统来说几乎不能避免，这也是与单机模块静态旁路开关的重要区别。既然不能实现完美的“零时序”切换，就必须保证在负载能容忍的断电间隔内动作，一般要求为4ms~10ms以内。 断电检测是否快速可靠是能否及时切换旁路的关键。区别于短路判断，断电的判断依据是并联系统输出电压持续过低，且输出电流同样过低。通常的交流有效值计算是在一个工频周期内完成的，至少有20ms延时，不能满足断电判断的要求。利用滑动窗口模型(Sliding Window Model)计算瞬时有效值，运算快速，对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，是比较理想的瞬时断电检测方案。 交流采样信号的有效值计算公式为: VRMS为交流信号的有效值，v(i)为经过A/D转换的离散化采样数据，N是采样周期点数。因DSP汇编语言计算平方根需调用庞大的子程序，为简化运算，这里取下式: V*RMS是交流信号有效值的等效结果，α是为了防止计算值溢出而添加的调节系数。 交流信号通过精密整流滤波电路获得如图6所示的整流波形，若交流信号的直流成分很小，可以认为正弦信号的对称性较好，每个正弦半波的有效值是相同的，周期采样点数可以减少到半个工频周期(10ms)，即: 因DSP采样周期为50µs，半个工频周期宽度的滑动窗口大小设置为N=200。 图6滑动窗口采样示意图 连续取200个采样值看成一个队列，队列的长度固定为200，这200个数使用式3进行处理得到的结果称为交流信号的瞬时有效值。每次采样到一个新数据就放入队列的队尾，并扔掉原来队首的数据(先进先出原则)，重新对新的队列数据进行计算得到新的瞬时有效值，以此递推。每个DSP工作周期(50µs)都会得到一次计算结果，若持续n次计算的瞬时有效值小于设定的阈值，就认为是断电发生。断电检测的时间取决于n的值，n越小检测速度越快，但易受干扰，可根据实际调整。 断电发生时，因并联系统输出无电，不存在同步切换的问题，为保证切换快速，可以不等待UPS并联系统输出端接触器完全断开，直接切换市电旁路供电，切换过程如下: 图7断电状态的切换过程 切换过程中负载短时掉电，同时出现并联系统与市电旁路的输出端口暂时相接状态，必须保证UPS单机模块关机时输出端口继电器的可靠关断，否则会对UPS单机造成冲击。 5.实验结果 为了验证该方案，设计了一台两路(并联系统输出与旁路)220V单相输入、10kVA/220V单相输出的STS功能样机。图8为实验波形，Vbyp为市电旁路电压，Vsys为UPS并联系统输出电压，Vo为静态转换开关模块输出电压(负载电压)，Sbyp为旁路切换信号，Ssys为并联系统输出切换信号。 旁路电源为市电，受谐波干扰比较严重，波形有明显的畸变;UPS并联系统输出电压失真度小，光滑度好。正常切换的实验结果可以明显地分辨出切换前后负载电压的波形变化，整个切换过程流畅，无断电状态发生，负载供电具有很好的稳定性。 为防止冲击性负载导致误判短路而使负载断电的情况发生，输出电压过低且输出电流过流的短路判断需维持10个工频周期才确认为负载短路发生，在这段时间内，完全依靠UPS 各单机模块的限流保护功能维持，输出电流波形被限流电路削顶，限流点为瞬时电流10A。 短路判定后，STS直接封闭所有输出供电通道，保护并联系统。 (a)正常开机旁路切换并联系统供电实验波形 (Vbyp:200V/div;Vsys:200V/div;Vo:200V/div;Ssys:20V/div;t:10ms/div) (b)手动关机旁路切换过程实验波形 (Vbyp:200V/div;Vsys:200V/div;Vo:200V/div;Sbyp:20V/div;t:10ms/div) (c)负载短路切换过程实验波形 (Vo:200V/div;Io:5A/div;Ssys:20V/div;t:50ms/div) (d) 断电切换过程实验波形 ( Vbyp:200V/div; Vsys:200V/div; Vo:200V/div; Sbyp:20V/div; t:10ms/div ) 以系统关机模拟断电状态，断电检测速度很快，即时发送切换指令。由于样机采用的固态继电器为电压过零开通型，实验波形表明负载断电延时有10ms，若换用即时开通型SSR，可以保证与切换信号同步开通，把切换时间控制在5ms以内。 6.结论 基于DSP控制的模块化并联冗余UPS系统静态转换开关模块的设计方法已在实际产品中运用，其控制方便实用、智能化程度高，是一种理想电源切换控制装置。静态转换开关的应用可不单单局限于UPS并联系统，只要是设计用来实现两个同步交流电源之间进行不间 断转换，均可采用静态转换开关装置。同时，数字技术的发展，使得控制策略更加灵活多变， 静态转换开关装置的通用性更高，应用领域更为广泛。 责任编辑:Randy 名句赏析～～～～～ 不限 主题 不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 名句赏析～～～～～ 不限 主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 论诗三十首?其四 (53人评分) 8.7 朝代:金朝 作者:元好问 原文: 一语天然万古新，豪华落尽见真淳。 南窗白日羲皇上，未害渊明是晋人。 写翻译 写翻译写赏析 写赏析纠错 纠错收藏 收藏评分:很差较差还行推荐力荐 参考翻译 写翻译 写翻译 译文 陶渊明的诗语言平淡、自然天成，摒弃纤丽浮华的敷饰，露出真朴淳厚的美质，令人读来万古常新。陶渊明自谓自己是上古时代的人，但并未妨碍他仍然是个晋人。? 参考赏析 写赏析 写赏析 赏析 这首诗是元好问评晋代诗人陶渊明。出于对当时诗坛雕琢粉饰、矫揉造作诗风的反感，元好问评论晋代诗人陶渊明时前两句说:“一语天然万古新，豪华落尽见真淳。”元好问崇尚陶渊明诗歌自然天成而无人工痕迹，清新真淳而无雕琢之弊。陶渊明的诗句自然质朴不假修饰，剥尽铅华腻粉，独见真率之情志，具有真淳隽永、万古常新的永恒? 作者介绍 元好问 元好问 元好问，字裕之，号遗山，太原秀容(今山西忻州)人;系出北魏鲜卑族拓跋氏，元好问过继叔父元格;七岁能诗，十四岁从学郝天挺，六载而业成;兴定五年(1221)进士，不就选;正大元年(1224 )，中博学宏词科，授儒林郎，充国史院编修，历镇平、南阳、内乡县令。八年(1231)秋，受诏入都，除尚书省掾、左司都事，转员外郎;金亡不仕，元宪宗七年卒于获鹿寓舍;工诗文，在金元之际颇负重望;诗词风格沉郁，并多伤时感事之作。其《论诗》绝句三十首在中国文学批评史上颇有地位;作有《遗山集》又名《遗山先生文集》，编有《中州集》。...