【摘要】：不間斷電源(UPS)是一種非常重要的應(yīng)急供電設(shè)備。在輸入市電發(fā)生中斷時(shí),UPS可以持續(xù)一段時(shí)間供電給辦公電腦等設(shè)備,同時(shí)在市電發(fā)生異常時(shí),UPS還可以對(duì)市電進(jìn)行有效的凈化。目前,UPS在企業(yè)甚至是家庭等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(shù)現(xiàn)狀;分析了UPS整機(jī)供電系統(tǒng)的構(gòu)成及主要性能指標(biāo),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(chǔ)上,對(duì)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(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)逆變器主功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)管、輸出電感、直流母線電容及輸出濾波電容等參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析;另外,論文對(duì)作為UPS核心的逆變器控制系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,建立了三電平逆變電路模塊的控制模型,分析了對(duì)稱數(shù)字的PWM波產(chǎn)生機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了基于DSP的SPWM信號(hào)波輸出。論文完成了系統(tǒng)控制軟件的總體設(shè)計(jì),主要包括系統(tǒng)主程序、定時(shí)中斷程序、逆變器電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)的程序設(shè)計(jì)等。最后,對(duì)所設(shè)計(jì)的UPS樣機(jī)的各主要性能指標(biāo),包括輸出電壓波形的動(dòng)態(tài)特性、輸出電流的諧波畸變率、輸出電壓精度、整機(jī)的效率等進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了軟硬件設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)，分別為旁路開(kāi)關(guān)和維修開(kāi)關(guān)。當(dāng)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行維修或者對(duì) UPS 系統(tǒng)及其蓄電池等進(jìn)行全面的檢測(cè)時(shí)，只需手動(dòng)閉合維修開(kāi)關(guān)，，即可以直接通過(guò)維修旁路供電給負(fù)載。當(dāng)電路發(fā)生故障或者逆變器受大負(fù)載沖擊等情況時(shí)，在旁路開(kāi)關(guān)常閉合的情況下，通過(guò)自動(dòng)控制閉合靜態(tài)開(kāi)關(guān)（由晶閘管 SCR 組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)），然后輸入的市電通過(guò)旁路向負(fù)載進(jìn)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(hào)及去掉電網(wǎng)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(shù)量的濾波電感 L 和濾波電容 C 組成，可以過(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓電流的控制，整流電流通常是由6 個(gè)晶閘管（SCR）構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shí)通過(guò)繼電器向負(fù)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(jīng)濟(jì)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(shí)，輸入的市電通過(guò)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(kāi)關(guān)和輸出濾波器向輸出負(fù)載進(jìn)行供電；以此同時(shí)，蓄電池也通過(guò)充電器把市電轉(zhuǎn)換成直流電給其進(jìn)行充電蓄能。這個(gè)模式如圖 1-2 所示：
【學(xué)位授予單位】：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN86

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本文編號(hào)：2616456