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三相应急电源系统研究

作　者: 刘金云
导　师: 彭方正；钱照明
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 应急电源 逆变器控制 Boost升压电路控制 直流母线电容均压
分类号: TM919
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 6次
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内容摘要


本文对一种新型的三相EPS系统进行了研究,其主电路由双向DC/DC变流器和双向PWM变流器组成,和传统EPS电路相比,减少了功率器件数量,降低了成本。 本文着重研究了新型三相EPS系统的逆变工作状态,具体包括前级Boost升压电路和后级三相逆变电路,它们由同一块DSP芯片控制。 Boost升压电路采取电压电流双闭环控制,本文建立起了其小信号模型,并在此基础上对补偿器进行了设计。 在逆变器控制上,本文提出了一种新颖的电压瞬时值反馈控制策略,该控制策略通过引入输出电压微分负反馈来改善被控对象性能,克服了传统电压瞬时值单环控制逆变器轻载时动态性能差的缺点。 新型三相EPS系统带不对称负载时会出现直流母线电容不均压问题,本文分析了半桥电路中调制波包含的直流分量和分压电容电压偏差之间的关系,提出了一种基于调制波反馈的直流母线电容均压控制方案。 仿真和实验结果,对上述诸控制策略进行了验证。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 背景  7
  1.2 后备电源概述  7-9
    1.2.1 柴油发电机组  7-8
    1.2.2 不间断电源(UPS)  8
    1.2.3 应急电源(EPS)  8-9
  1.3 EPS的主要优点  9-11
    1.3.1 EPS与柴油发电机组相比  9-10
    1.3.2 EPS与 UPS相比  10-11
  1.4 EPS拓扑结构  11-13
    1.4.1 传统 EPS电路的局限性  11-12
    1.4.2 新型的三相应急电源电路  12-13
  1.5 本文主要研究内容  13-15
第二章 双向DC/DC电路的控制策略  15-24
  2.1 双向DC/DC电路的工作原理  15
  2.2 Boost升压电路的控制策略  15-23
    2.2.1 Boost电路建模  16-18
    2.2.2 Boost电路控制环设计  18-22
    2.2.3 仿真结果  22-23
  2.3 Buck电路的控制策略  23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 三相逆变器控制策略  24-50
  3.1 被控对象模型  24-27
    3.1.1 输出滤波环节  25
    3.1.2 脉宽调制环节  25-27
    3.1.3 单相半桥逆变器的传递函数  27
  3.2 LC滤波器参数的选取  27-31
    3.2.1 滤波电容 C的设计  27-28
    3.2.2 滤波电感 L的设计  28-29
    3.2.3 滤波器谐振频率的选择  29
    3.2.4 滤波器参数确定及性能验证  29-31
  3.3 已有的逆变电源瞬时值反馈控制策略  31-33
    3.3.1 电压瞬时值单环反馈控制  31
    3.3.2 带滤波电感电流内环的电压瞬时值反馈控制  31-32
    3.3.3 带滤波电容电流内环的电压瞬时值反馈控制  32-33
  3.4 电压瞬时值单环反馈控制特性分析  33-35
  3.5 新型电压瞬时值反馈控制策略  35-49
    3.5.1 原理分析  35-36
    3.5.2 系统稳定性分析  36-37
    3.5.3 调节器类型对系统性能的影响  37-39
    3.5.4 调节器参数设计  39-44
    3.5.5 仿真结果  44-49
  3.6 本章小结  49-50
第四章 直流侧分压电容不均压问题  50-63
  4.1 半桥逆变器直流侧分压电容不均压问题  50-51
  4.2 传统的解决方案  51-52
    4.2.1 正负直流母线供电  51
    4.2.2 直流电容电压偏差前馈控制技术  51-52
  4.3 基于调制波反馈的电容均压控制策略  52-62
    4.3.1 半桥逆变电路工作原理分析  52-54
    4.3.2 调制波中直流分量与分压电容电压偏差之间的关系  54-57
    4.3.3 均压原理  57-59
    4.3.4 仿真与实验结果  59-61
    4.3.5 结论  61-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章 系统的软硬件实现和实验结果  63-78
  5.1 系统的硬件实现  63-71
    5.1.1 IGBT模块驱动电路  63-65
    5.1.2 IPM模块接口电路  65-66
    5.1.3 保护电路设计  66-69
    5.1.4 数字采样调理电路  69-71
  5.2 系统的软件实现  71-72
  5.3 实验结果  72-77
  5.4 本章小结  77-78
第六章 总结与展望  78-79
  6.1 本文研究工作的总结  78
  6.2 研究展望  78-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间发表的论文  82-83
致谢  83

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 其他独立电源
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