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基于Z源逆变器的新型在线式UPS系统研究

发布时间:2018-01-31 00:06

  本文关键词: UPS Z源逆变器 直通零矢量 双闭环控制 出处:《青岛大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着网络信息技术的不断发展和数据中心的大规模建设,高新技术产品和设备对供电质量提出了越来越严格的要求,其不间断电源(UPS)的稳压稳频性能成为人们关注的焦点。本文将Z源逆变器应用到UPS系统中,提出了一种新型在线式UPS电路拓扑,使逆变电路可以工作在直通零矢量状态,并利用直通零矢量来实现其升/降压的功能。首先,本文分别介绍了UPS和Z源逆变器的研究和发展现状,以及传统UPS的分类、组成、控制方法,重点分析了SPWM控制技术的基本原理和调制方法,并在MATLAB/SIMULINK环境下对不同调制方法进行了比较。其次,本文介绍了一种基于Z源逆变器的新型逆变拓扑,详细的分析了其拓扑结构和升/降压机理,重点分析了其控制方式以及直通零矢量的实现方法,并在基于SPWM调制的简单升压控制下,仿真分析了其升/降压特性。然后,在传统UPS的基础上,本文提出了一种基于Z源逆变器的新型在线式UPS电路拓扑,并建立了电压电流双闭环控制系统,以使输出电压保持恒定,具有良好的动态性能和静态性能。最后,本文基于型号为TMS320F28335的DSP控制芯片对Z源UPS的控制策略及其工作流程进行了分析与设计,并在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了容量为5kVA的Z源UPS仿真模型,分别对其在市电正常供电和蓄电池供电时进行了仿真实验,系统仿真波形及其结果分析验证了理论的可行性。
[Abstract]:With the continuous development of network information technology and the large-scale construction of data center, high-tech products and equipment put forward more and more strict requirements for the quality of power supply. In this paper, the Z-source inverter is applied to UPS system, and a new on-line UPS circuit topology is proposed. The inverter can work in the state of direct-through zero vector, and use the direct-through zero vector to realize the function of raising / lowering voltage. Firstly, this paper introduces the research and development status of UPS and Z-source inverters, respectively. And the classification, composition and control method of traditional UPS. The basic principle and modulation method of SPWM control technology are analyzed emphatically. Different modulation methods are compared in MATLAB/SIMULINK environment. Secondly, a novel inverter topology based on Z-source inverter is introduced in this paper. The topology and the mechanism of rise / fall are analyzed in detail, and the control mode and the realization method of straight through zero vector are analyzed in detail, and the simple boost control based on SPWM modulation is introduced. Then, based on the traditional UPS, a novel on-line UPS circuit topology based on Z-source inverter is proposed. The double closed loop control system of voltage and current is established in order to keep the output voltage constant and have good dynamic and static performance. In this paper, the control strategy and workflow of Z-source UPS are analyzed and designed based on DSP control chip based on TMS320F28335. The simulation model of Z-source UPS with capacity of 5kVA is built in MATLAB/SIMULINK environment, and the simulation experiments are carried out on the normal power supply and battery power supply. The system simulation waveform and its result analysis verify the feasibility of the theory.
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN86

【参考文献】

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本文编号:1477616

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