当前位置:主页 > 科技论文 > 电力论文 >

专用不间断电源的数字化控制技术研究

发布时间:2018-06-13 18:33

  本文选题:不间断电源 + BOOS变换器 ; 参考:《华中科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着电力电子控制技术的不断进步以及开关器件性能的飞速提升,不间断电源在工业、能源、运输、船舶等领域得到了广泛应用。本课题研究的专用不间断电源是为船舶动力系统的安全可靠运行提供后备保护,当交流失电或者滑油系统故障时为它能为机组轴承等传动部件提供润滑油,防止发电机组的转子过热而损坏,因此对该不间断电源的研究有着重要的实际意义。本文主要研究不间断电源的逆变启动环节,由BOOST变换器和三相逆变器级联组成,BOOST变换器的输入侧由市电和蓄电池组两路供电且它们的电压差很大,三相逆变器工作时要求输出稳定的380V交流线电压。本文对BOOST变换器和三相逆变器的数字化控制系统的设计以及两级变换器级联稳定运行的问题进行了研究。针对BOOST变换器占空比到输出电压的传递函数中存在右半平面零点,导致系统可能不稳定的问题进行了分析;同时为保证输入侧电压切换时输出电压的稳定性,采用输入电压前馈控制来应对。在d-q旋转坐标系下,利用PI控制器设计三相逆变器的闭环控制系统;而α-β静止坐标系下,则采用准谐振控制器作为控制器来实现对交流信号的无静差跟踪。最后利用仿真和实验证明上述两种方法设计出来的三相逆变器的闭环控制系统都能获得较好的稳态性能和抑制负载扰动的能力。最后针对BOOST变换器和三相逆变器级联稳定运行的问题进行研究,分析了该级联系统在开环和闭环控制下的稳定性,并从软、硬件两个方面改善级联系统的稳定性。最后利用仿真和实验,验证了文中第二、三章设计出来的闭环控制系统能使级联系统稳定运行,因此逆变启动环节无论是在输入侧电压切换还是突加突减阻性负载的过程中都能输出稳定的交流线电压。
[Abstract]:With the continuous progress of power electronic control technology and the rapid improvement of switching device performance, uninterruptible power supply has been widely used in industry, energy, transportation, shipping and other fields. The special uninterruptible power supply studied in this paper is to provide backup protection for the safe and reliable operation of the ship's power system, and to provide lubricating oil for the transmission parts such as the bearing of the unit when the AC is out of power or the lubricating oil system fails. In order to prevent the rotor from overheating and damage, it is of great practical significance to study the uninterruptible power supply. In this paper, the inverter startup of uninterruptible power supply is mainly studied. The input side of the boost converter is composed of boost converter and three-phase inverter cascade. The input side of the boost converter is supplied by two sources, the electric power supply and the battery group, and the voltage difference between them is very large. The three-phase inverter needs to output a steady 380 V AC line voltage. In this paper, the design of digital control system for boost converter and three-phase inverter and the problem of cascaded stable operation of two-stage converter are studied. In order to ensure the stability of the output voltage when the input voltage is switched, the right half plane zero point in the transfer function of boost converter duty cycle to output voltage is analyzed, which leads to the possible instability of the system. The input voltage feedforward control is used to deal with the problem. In d-q rotating coordinate system, Pi controller is used to design closed-loop control system of three-phase inverter, while in 伪-尾 stationary coordinate system, quasi-resonant controller is used as controller to track AC signal without static error. Finally, the simulation and experiments show that the closed-loop control system of the three-phase inverter designed by the above two methods can achieve better steady-state performance and the ability to suppress the load disturbance. Finally, the stability of the cascade operation of boost converter and three-phase inverter is studied. The stability of the cascade system under open-loop and closed-loop control is analyzed, and the stability of the cascade system is improved from the aspects of hardware and software. Finally, simulation and experiments are used to verify that the closed-loop control system designed in the second and third chapters can make the cascade system run stably. Therefore, the inverter startup can output stable AC line voltage in the process of input side voltage switching or sudden addition of resistive load.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM46

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 孙玉坤;孙海洋;张亮;;中点箝位式三电平光伏并网逆变器的三单相Quasi-PR控制策略[J];电网技术;2013年09期

2 张国荣;乔龙洋;陈林;王新兵;;具有强抑制干扰能力的BOOST变换器控制策略研究[J];电测与仪表;2012年07期

3 李子欣;王平;李耀华;朱海滨;胜晓松;高范强;;采用数字控制的400Hz大功率逆变电源[J];中国电机工程学报;2009年06期

4 梁英;庄圣贤;舒鑫东;马彩青;;基于DSP的三电平逆变器SVPWM调制研究[J];变流技术与电力牵引;2008年04期

5 朱成花;严仰光;;一种改进的阻抗比判据[J];南京航空航天大学学报;2006年03期

6 李勋,朱鹏程,杨荫福,陈坚;基于双环控制的三相SVPWM逆变器研究[J];电力电子技术;2003年05期

相关博士学位论文 前6条

1 姚川;适用于宽输入电压范围的Buck-Boost直流变换器及其控制策略的研究[D];华中科技大学;2013年

2 康少波;船舶电力变换系统的稳定性分析与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

3 刘春喜;大容量400Hz中频逆变器拓扑和数字控制技术研究[D];浙江大学;2010年

4 彭力;基于状态空间理论的PWM逆变电源控制技术研究[D];华中科技大学;2004年

5 欧阳长莲;DC-DC开关变换器的建模分析与研究[D];南京航空航天大学;2005年

6 陈宏;基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究[D];南京航空航天大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈红生;基于准比例谐振控制的三相并网光伏逆变器的研制[D];华南理工大学;2013年

2 韦晓明;离网型三相逆变器的并联控制策略研究[D];电子科技大学;2013年

3 俞鹏;宽范围输入两级式DC/DC变换器的研究[D];重庆大学;2011年

4 郭俊锋;电压控制型Boost变换器系统的分析与设计[D];西安科技大学;2010年

5 胡媛媛;三相三线逆变器数字控制系统研究[D];华中科技大学;2008年

6 王宁斌;Boost变换器的控制研究与实现[D];西安理工大学;2008年

7 胡晓;PWM逆变器PIP双环数字控制技术研究[D];华中科技大学;2007年

8 林安平;船舶电力推进系统中PMSM模糊矢量控制仿真研究[D];大连海事大学;2007年

9 闻伟;电力电子级联系统动态特性与控制研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年

10 付洁;三相逆变电源数字控制技术研究[D];华中科技大学;2006年



本文编号:2015001

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2015001.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a55a8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com