基于DSP的单相工频在线UPS的研究

发布时间：2017-06-04 18:17

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【摘要】：随着科学技术的不断进步,不间断电源(Uninterruptible Power Supply System,简称UPS)发展迅猛,在军工、航天航空和医疗等部门已经成为不可缺少的电力电子设备。在信息科技进步的带动下,新兴电力电子设备不断出现,对电能质量的要求也不断提高。因此,研究高性能,高可靠性的UPS也成为了人们日渐关注的课题。工频在线式UPS具备稳定性强,灵敏度高等优点,并在工业领域占有重要的地位。本文主要对工频在线UPS做了技术改进研究。首先,对工频在线UPS主拓扑结构做了研究,然后分析了工频在线式UPS的控制策略。而且,分别介绍了旧式机型的三角波和正弦波产生电路,改为由DSP来控制生成SPWM波形,并介绍了改动后的一些基本电路。然后,建立ADC采样、中断捕获、SPWM波形生成和静态转换开关四部分来获得主控程序流程图,对系统整体控制系统做出改进。其次,通过SABER仿真环境来建立工频在线UPS系统仿真模型,对理论分析进行仿真验证。仿真结果证明了改进后的工频在线UPS在保持原有稳定性的基础上,减少了硬件板块,便于升级维护。最后,以DSP (TMS320F2812)芯片为核心搭建工频在线UPS硬件电路,在实验平台上进行UPS相关性能的实验。实验结果表明：控制系统结构大大简化,性能稳定,并验证了方案的合理性。
【关键词】：不间断电源 在线式工频 SPWM SABER DSP
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 UPS综述10-14
• 1.1.1 UPS发展和研究现状10-11
• 1.1.2 UPS的分类11-14
• 1.1.3 UPS由DSP来控制的优越性14
• 1.2 本文的研究内容及方法14-16
• 第二章 工频UPS整机原理及控制策略16-30
• 2.1 单相工频UPS工作原理16
• 2.2 单相工频在线UPS结构16-18
• 2.3 UPS逆变部分拓扑结构18-20
• 2.4 SPWM控制方法20-26
• 2.4.1 SPWM控制的原理20-22
• 2.4.2 SPWM调制方式22-24
• 2.4.3 PWM逆变器控制策略研究24-26
• 2.5 UPS重要的性能指标26-28
• 2.5.1 UPS的输入指标26
• 2.5.2 UPS的蓄电池指标26-27
• 2.5.3 UPS的输出指标27-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 UPS系统硬件改进30-48
• 3.1 原机型SPWM的实现30-31
• 3.2 正弦波产生电路31-36
• 3.3 三角波产生电路36-38
• 3.4 工频在线DSP逆变驱动电路38-39
• 3.4.1 DSP整体驱动电路38
• 3.4.2 驱动调理电路38-39
• 3.5 工频在线UPS充电电路39-44
• 3.5.1 BUCK电路39-42
• 3.5.2 UC3842介绍42-44
• 3.5.3 充电电路44
• 3.6 中断捕获处理电路44-45
• 3.7 静态转换开关45-47
• 3.8 本章小结47-48
• 第四章 UPS系统软件设计48-58
• 4.1 控制器的选择48-49
• 4.2 整机主要模块功能介绍49-56
• 4.2.1 ADC采样49-51
• 4.2.2 中断捕获51-52
• 4.2.3 SPWM的实现52-53
• 4.2.4 静态转换开关的切换53-54
• 4.2.5 主程序流程图54-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第五章 UPS系统仿真分析58-66
• 5.1 SABER软件概要58
• 5.1.1 SABER软件主要应用领域58
• 5.1.2 SABER软件的优势和特点58
• 5.1.3 SABER软件的工作环境58
• 5.2 逆变仿真电路58-59
• 5.3 蓄电池充电仿真电路59-60
• 5.4 SPWM驱动波形60-61
• 5.5 工频变压器两侧波形61-62
• 5.5.1 工频变压器输入侧波形61-62
• 5.5.2 工频变压器输出侧波形62
• 5.6 整流逆变电路连接图62-63
• 5.7 工作状态波形仿真63-64
• 5.8 本章小结64-66
• 第六章 硬件系统调试与分析66-72
• 6.1 通电调试前的检查与测试66
• 6.2 DSP产生的驱动波66-67
• 6.3 波形输出67-68
• 6.4 部分实物图68-70
• 6.5 本章小结70-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 总结72
• 7.2 展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-80
• 附录A 攻读硕士学位期间的研究成果80-82
• 附录B n,试平台及波形82-84

【参考文献】

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本文编号：421772