發(fā)布時間：2020-04-06 11:34

【摘要】：不間斷電源(UPS)是一種非常重要的應急供電設備。在輸入市電發(fā)生中斷時,UPS可以持續(xù)一段時間供電給辦公電腦等設備,同時在市電發(fā)生異常時,UPS還可以對市電進行有效的凈化。目前,UPS在企業(yè)甚至是家庭等領域得到了廣泛的應用,其重要性也將日益提高。本論文首先介紹了課題的背景及其技術現狀;分析了UPS整機供電系統(tǒng)的構成及主要性能指標,以及五種工作模式下電路的工作原理;研究了UPS系統(tǒng)各主要模塊的工作原理,包括三相橋式全控整流電路、BOOST升壓電路、蓄電池充電模塊、逆變器模塊的工作原理及其控制策略。在此基礎上,對UPS系統(tǒng)的整流電路、BOOST型PFC電路、采樣電路(電流采樣電路和電壓采樣電路)、逆變器模塊進行了設計,對逆變器主功率半導體開關管、輸出電感、直流母線電容及輸出濾波電容等參數進行了詳細的計算分析;另外,論文對作為UPS核心的逆變器控制系統(tǒng)進行了重點研究,建立了三電平逆變電路模塊的控制模型,分析了對稱數字的PWM波產生機制,實現了基于DSP的SPWM信號波輸出。論文完成了系統(tǒng)控制軟件的總體設計,主要包括系統(tǒng)主程序、定時中斷程序、逆變器電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)的程序設計等。最后,對所設計的UPS樣機的各主要性能指標,包括輸出電壓波形的動態(tài)特性、輸出電流的諧波畸變率、輸出電壓精度、整機的效率等進行了測試。實驗結果驗證了軟硬件設計的合理性和理論分析的正確性。
【圖文】：

圖 1-1 不間斷電源整體模塊框圖（1）旁路模塊（STS）：旁路模塊主要有兩種切換開關，分別為旁路開關和維修開關。當對設備故障進行維修或者對 UPS 系統(tǒng)及其蓄電池等進行全面的檢測時，只需手動閉合維修開關，，即可以直接通過維修旁路供電給負載。當電路發(fā)生故障或者逆變器受大負載沖擊等情況時，在旁路開關常閉合的情況下，通過自動控制閉合靜態(tài)開關（由晶閘管 SCR 組成的無觸點開關），然后輸入的市電通過旁路向負載進行供電。（2）輸入變壓器模塊：即隔離變壓器。它主要安裝在 UPS 的輸入端和輸出端，其具有濾波抗干擾及電壓變換等功能，可以減少干擾的信號及去掉電網中的三次諧波。（3）輸入濾波器模塊：和輸出濾波器模塊一樣，都采用π型濾波器，此濾波器一般是由若干數量的濾波電感 L 和濾波電容 C 組成，可以過濾掉大部分的高頻雜波和減少紋波。（4）整流器模塊：整流器模塊要實現對輸出電壓電流的控制，整流電流通常是由6 個晶閘管（SCR）構成。主要作用是把輸入的市電交流電源被整流成直流電源到±BUS，

要作用是把±BUS 的直流電壓利用三電平逆變器模塊轉變成用戶所需要的正弦波電壓。（7）蓄電池充放電模塊：市電輸入在非異常情況下，將±BUS 直流電壓轉變成合適的直流電壓作為蓄電池輸入充電；市電輸入在不正常（斷電或者輸入電壓不穩(wěn)定）情況下，蓄電池可以及時通過繼電器向負載穩(wěn)定供電。UPS 的工作模式一般有五種：市電模式、電池模式、經濟模式（ECO）、旁路模式及維修模式。市電模式：在此模式下，市電正常時，輸入的市電通過輸入變壓器、輸入濾波器、整流器、升壓電路、逆變器、隔離變壓器、靜態(tài)開關和輸出濾波器向輸出負載進行供電；以此同時，蓄電池也通過充電器把市電轉換成直流電給其進行充電蓄能。這個模式如圖 1-2 所示：
【學位授予單位】：佛山科學技術學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN86

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本文編號：2616456