基于数字控制的Delta变换UPS研究

发布时间：2017-08-15 15:00

  本文关键词：基于数字控制的Delta变换UPS研究

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【摘要】：目前市场已有的主流UPS产品均为双变换结构,成本高、效率已经接近极限,而进一步降低成本、提升效率的空间很小。将全功率变换改为部分功率变换是提高效率的一个很好的思路。于是,Delta变换型UPS在这种指导思想下应运而生。本文首先分析了市场上已有UPS的优缺点,并且和Delta变换型UPS做了比较。然后分析了直接控制策略和间接控制策略,通过对比选择了直接控制策略。在介绍了Delta变换型UPS系统结构的基础上比较全面的分析了三相Delta变换型UPS在各种状态下的能量流动情况,特别是输入电压波动时蓄电池充电状态下的能量流动情况分析为研究Delta变换型UPS蓄电池充电控制提供了参考。分析了变换器带非线性负载时输出电压畸变的原因,应用准谐振控制,降低了UPS带非线性负载时输出电压畸率。针对市场上已有Delta变换UPS在电网电压波动时频繁对蓄电池进行充放电导致的蓄电池寿命缩短问题,提出了实时计算负载功率给定输入电流的改进方法。搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了理论分析以及所提出的改进方法的有效性。
【关键词】：Delta变换UPS 非线性负载 准谐振控制器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题的研究背景及意义10
• 1.2 UPS电源的分类及对比10-13
• 1.3 常见的UPS配电方案13-16
• 1.4 变流器方案的选择16
• 1.5 课题来源及本文研究内容16-18
• 1.5.1 课题来源16-17
• 1.5.2 本文研究内容17-18
• 第2章 三相Delta变换型UPS系统分析18-34
• 2.1 三相Delta变换型UPS系统工作原理18-20
• 2.1.1 系统结构介绍18
• 2.1.2 两种控制策略18-20
• 2.2 三相Delta变换型UPS能量流动情况分析20-32
• 2.2.1 理想工作状态20-21
• 2.2.2 输入电压波动状态21-22
• 2.2.3 蓄电池充电状态22-26
• 2.2.4 负载突变状态26-27
• 2.2.5 带非线性负载状态27-29
• 2.2.6 带不平衡负载状态29-32
• 2.3 静态开关工作分析32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 主变换器设计34-53
• 3.1 主变换器参数设计34-37
• 3.1.1 直流母线电压等级及开关频率选择34-35
• 3.1.2 输出滤波器设计35-37
• 3.2 主变换器数学模型37-42
• 3.3 非线性负载特性分析42-45
• 3.4 应对非线性负载的措施45-48
• 3.4.1 重复控制45-46
• 3.4.2 准比例谐振控制46-48
• 3.5 仿真结果48-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第4章 Delta变换器设计53-65
• 4.1 Delta变换器参数设计53-54
• 4.1.1 直流母线电压等级及开关频率选择53
• 4.1.2 串联变压器设计53-54
• 4.2 Delta变换器数学模型54-56
• 4.3 直流母线电压控制原理56-57
• 4.4 输入电流给定值的计算及改进57-63
• 4.5 正负母线均压控制63-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 仿真及实验结果65-89
• 5.1 系统仿真参数设置65
• 5.2 系统仿真结果及分析65-71
• 5.2.1 输入电压波动状态65-66
• 5.2.2 负载不平衡状态66-67
• 5.2.3 不同频率及频率波动状态67-69
• 5.2.4 非线性负载状态69-71
• 5.3 实验平台设计71-75
• 5.3.1 硬件设计71-74
• 5.3.2 软件设计74-75
• 5.4 实验结果及分析75-88
• 5.4.1 输入电压等于输出电压76-77
• 5.4.2 输入电压高于输出电压77-78
• 5.4.3 输入电压低于输出电压78-79
• 5.4.4 负载不平衡状态79-82
• 5.4.5 突加减负载状态82-84
• 5.4.6 不同频率状态84
• 5.4.7 非线性负载状态84-88
• 5.4.8 效率及输入输出侧指标对比88
• 5.5 本章小结88-89
• 结论89-90
• 参考文献90-94
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果94-95
• 致谢95-96
• 作者简介96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨晓花;;石化行业UPS应用若干问题的探讨 访中国石化工程建设公司电气室教授级高工王树国[J];电气应用;2011年23期

2 杨用春;赵成勇;李广凯;;并联型APF的一种简单PI补偿控制方法[J];南方电网技术;2009年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张树全;基于分频控制的并联型APF关键技术研究[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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2 余浩;单相不间断电源的数字化控制技术[D];华中科技大学;2007年

3 武伟;高频逆变电源并联控制策略的研究[D];合肥工业大学;2009年

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本文编号：678765