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模块化UPS研究

作　者: 王亮平
导　师: 邢岩
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三电平半桥 模块化 中点电位平衡控制 并联 同步控制
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


近几年来,模块化可并联UPS电源系统在各电力行业、通信运行企业中得到了较为广泛的应用,它具有高可靠性、易拓展性、便于维护性和供电灵活等优点。本文分析研究了在线式UPS系统中的TL-HB PWM整流器模块和三电平半桥逆变器模块。对于TL-HB PWM整流器,首先分析研究了整流器的SPWM调制策略,然后分析了整流器的双闭环控制;通过对数字控制整流器中调制波与输出电压关系的分析,研究了中点电位平衡控制策略;最后研究了整流器的并联控制策略。对于TL-HB逆变器,首先简单分析了双闭环控制加重复控制的复合控制方法;然后研究了逆变器的同步控制策略,提高了同步控制精度;最后研究了逆变器的分布式并联控制策略。设计完成了1台基于DSP的1KVA UPS原理样机,给出了硬件电路和软件程序的设计方法,并以此样机为平台进行了相关实验,实验结果验证了上述分析与研究的正确性和合理性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 概述  13-14
  1.2 UPS 主电路基本拓扑  14-16
    1.2.1 单相电路和三相电路  14
    1.2.2 半桥电路和全桥电路  14-16
    1.2.3 两电平半桥电路和三电平半桥电路  16
  1.3 UPS 数字控制技术  16-19
    1.3.1 整流器  16-18
    1.3.2 逆变器  18-19
    1.3.3 UPS 的并联控制技术  19
  1.4 本文的主要工作  19-21
第二章 三电平半桥PWM 整流器  21-32
  2.1 TL-HB PWM 整流器工作原理  21-23
    2.1.1 TL-HB PWM 整流器主电路拓扑  21-22
    2.1.2 TL-HB PWM 整流器的工作模态分析  22-23
  2.2 TL-HB PWM 整流器的SPWM 策略  23-26
    2.2.1 TL-HB PWM 整流器的直接控制方式  23-25
    2.2.2 调制波与输出电压关系  25-26
  2.3 TL-HB PWM 整流器双闭环控制器设计  26-28
    2.3.1 电流环设计  26-27
    2.3.2 电压环设计  27-28
  2.4 TL-HB PWM 整流器的中点电位平衡控制  28-29
    2.4.1 中点电位平衡控制策略  28-29
    2.4.2 仿真结果与分析  29
  2.5 TL-HB PWM 整流器模块的并联控制  29-30
    2.5.1 均流控制方法  29-30
    2.5.2 仿真结果与分析  30
  2.6 本章小结  30-32
第三章 三电平半桥逆变器  32-42
  3.1 TL-HB 逆变器的工作原理  32-33
    3.1.1 TL-HB 逆变器的主电路拓扑  32-33
    3.1.2 TL-HB 逆变器工作模态分析  33
  3.2 TL-HB 逆变器的SPWM 策略  33-34
  3.3 TL-HB 逆变器的控制系统设计  34-38
    3.3.1 TL-HB 逆变器的双闭环控制  34-36
    3.3.2 TL-HB 逆变器的复合控制技术  36-38
  3.4 TL-HB 逆变器输出电压与市电的同步控制  38-39
  3.5 TL-HB 逆变器模块的并联控制  39-41
    3.5.1 并联控制策略  40-41
    3.5.2 仿真结果与分析  41
  3.6 本章小节  41-42
第四章 系统实验样机设计  42-51
  4.1 系统总体设计  42
  4.2 主功率电路  42-43
  4.3 控制电路设计  43-45
    4.3.1 DSP 控制芯片  43-44
    4.3.2 信号调理电路  44
    4.3.3 市电切换控制电路  44-45
    4.3.4 电压过零检测电路  45
  4.4 系统软件设计  45-49
    4.4.1 软件总体结构  45-46
    4.4.2 TL-HB PWM 整流器软件设计  46-48
    4.4.3 TL-HB 逆变器软件设计  48-49
  4.5 本章小结  49-51
第五章 实验结果与分析  51-58
  5.1 TL-HB PWM 整流器实验结果与分析  51-53
    5.1.1 单机实验结果与分析  51-52
    5.1.2 并机实验结果与分析  52-53
  5.2 TL-HB 逆变器实验结果与分析  53-56
    5.2.1 单机实验结果与分析  53-55
    5.2.2 并机实验结果与分析  55-56
  5.3 系统实验结果与分析  56
  5.4 本章小结  56-58
第六章 全文总结与展望  58-59
  6.1 本文的主要工作  58
  6.2 后续工作展望  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
在学期间的研究成果及发表的学术论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器 > 逆变器
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