本文關(guān)鍵詞：基于DSP的數(shù)字逆變電源研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,逆變電源在人們的生活中使用得越來(lái)越廣泛。并且,在天然氣,石油以及煤炭日益緊張的今天,保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源成為了人們倡導(dǎo)的主題,對(duì)光能、風(fēng)能,潮汐能等綠色能源利用也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。如今,各行各業(yè)中許多新型用電設(shè)備對(duì)供電電源提出了更高的要求,由交流電網(wǎng)提供的交流電已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要。逆變電源最初大多采用的是模擬、單閉環(huán)反饋控制策略,雖然其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但其動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)性能很難達(dá)到理想的效果,當(dāng)輸入電壓波動(dòng)或負(fù)載突變時(shí)都會(huì)引起輸出電壓的不穩(wěn)。一般的逆變電源,對(duì)其的控制只要輸出電壓和頻率可調(diào)即可,而隨著工業(yè)設(shè)備對(duì)電源質(zhì)量需求的提高,高性能的逆變電源要滿足以下幾點(diǎn)：(1)高的輸入功率因數(shù)和低輸出阻抗；(2)較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及高穩(wěn)態(tài)性能；(3)可靠性高,效率高；(4)更加數(shù)字化、智能化,網(wǎng)絡(luò)化,顯然,高性能逆變電源的實(shí)現(xiàn)都離不開數(shù)字控制技術(shù)。數(shù)字控制芯片DSP的出現(xiàn),憑借高速的實(shí)時(shí)處理能力,其內(nèi)部集成多樣性大大增加了對(duì)算法的實(shí)現(xiàn)能力,本文以TMS320F2812控制的單相正弦波逆變電源為研究對(duì)象。針對(duì)逆變電源空載或者帶非線性負(fù)載時(shí)波形失真的問(wèn)題,建立了單相全橋逆變控制的仿真模型,因?yàn)槟孀冸娫摧敵龅牟ㄐ位兌季哂兄貜?fù)性,而重復(fù)控制能很好的抑制周期性擾動(dòng),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。提出了利用電壓電流雙閉環(huán)反饋與重復(fù)控制相結(jié)合的控制方案,以此來(lái)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和穩(wěn)態(tài)精度,并在MATLAB仿真平臺(tái)下建立控制系統(tǒng)的仿真模型對(duì)其進(jìn)行仿真研究。隨著電力設(shè)備種類的增多,諧波污染越發(fā)的嚴(yán)重,功率校正技術(shù)也逐漸得到了人們的重視,當(dāng)電網(wǎng)交流電輸入時(shí),電壓是正弦波交流電壓,然而,由于僅當(dāng)輸入電壓大于整流橋輸出濾波電容器上的電壓時(shí),電路中才有電流流過(guò),所以輸入電流并不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,常用的方法是在電路中加入PFC模塊來(lái)提高其功率因數(shù)。近年來(lái),現(xiàn)代逆變的種類有很多：按輸出的相數(shù),可分為單相逆變、三相逆變和多相逆變；按輸出電壓或電流的波形,可分為正弦波輸出逆變和非正弦波輸出逆變,UPS逆變電源作為現(xiàn)代逆變的重要一員,其能為用戶設(shè)備提供安全、可靠電能。同時(shí),UPS電源也能有效的對(duì)電網(wǎng)中電壓波動(dòng)、諧波干擾、浪涌電壓,波形畸變等都起到抑制作用,從而更好的保護(hù)了負(fù)載裝置。本文以DSP為控制核心的UPS逆變電源為具體的研究對(duì)象,并對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì),包括PFC硬件電路、電壓檢測(cè)電路,以及各模塊的電源供電電路等。最后,在硬件的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真并根據(jù)功能要求給出各模塊的軟件流程以及相關(guān)測(cè)試波形。
【關(guān)鍵詞】：DSP 逆變器 重復(fù)控制 PFC UPS
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 UPS電源的分類14-16
• 1.2.1 后備式UPS14-15
• 1.2.2 在線互動(dòng)式UPS15-16
• 1.2.3 雙變換在線式UPS16
• 1.3 UPS逆變電源發(fā)展趨勢(shì)16-18
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 UPS逆變電源的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-26
• 2.1 主電路結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 逆變系統(tǒng)電路的比較20-21
• 2.2.1 工頻變壓器形式電路20
• 2.2.2 高頻變壓器形式電路20-21
• 2.2.3 無(wú)變壓形式電路21
• 2.3 功率因數(shù)較正技術(shù)21-23
• 2.4 BOOST型PFC23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 逆變電源的建模及調(diào)制技術(shù)仿真26-39
• 3.1 單相逆變電源的數(shù)學(xué)模型26-28
• 3.2 單相逆變電路的工作原理28-31
• 3.2.1 方波逆變器28-30
• 3.2.2 正弦波逆變器30-31
• 3.3 SPWM控制方式原理31-32
• 3.4 單相逆變器SPWM調(diào)制電路的Simulink模型32-38
• 3.4.1 單極性SPWM仿真的模型圖32
• 3.4.2 單極性SPWM仿真分析32-36
• 3.4.3 雙極性SPWM仿真的模型圖36
• 3.4.4 雙極性SPWM仿真分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 逆變電源控制方案的研究39-48
• 4.1 重復(fù)控制的基本思想39-40
• 4.2 重復(fù)控制的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-45
• 4.2.1 重復(fù)控制器Q值的設(shè)定41-43
• 4.2.2. 周期延時(shí)環(huán)節(jié)43
• 4.2.3. 補(bǔ)償環(huán)節(jié)43-45
• 4.3 雙閉環(huán)控制45-47
• 4.3.1. 單閉環(huán)電壓反饋45-46
• 4.3.2. 帶電流內(nèi)環(huán)的雙反饋46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 逆變電源硬件電路48-60
• 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)48-49
• 5.2 電源的前級(jí)硬件設(shè)計(jì)49-52
• 5.2.1 EMI濾波模塊49-50
• 5.2.2 PFC升壓模塊50-52
• 5.3 UPS電源逆變電路52-55
• 5.3.1 主控芯片的介紹52-53
• 5.3.2 信號(hào)采集模塊53-55
• 5.4 電源供電模塊55-59
• 5.4.1 PFC芯片供電電路55-56
• 5.4.2 串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路56-57
• 5.4.3 DSP供電電路57-59
• 5.4.4 系統(tǒng)復(fù)位電路59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 逆變電源系統(tǒng)仿真及部分硬件測(cè)試60-69
• 6.1 逆變電源部分硬件測(cè)試60-61
• 6.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)61-66
• 6.2.1 系統(tǒng)主程序61-62
• 6.2.2 系統(tǒng)初始化62-63
• 6.2.3 中斷子程序63-64
• 6.2.4 SPWM信號(hào)生成64-65
• 6.2.5 重復(fù)控制軟件65-66
• 6.3 系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證66-68
• 6.3.1 MATLAB仿真軟件介紹66
• 6.3.2 系統(tǒng)的建模和仿真66-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 第7章 總結(jié)與展望69-70
• 7.1 總結(jié)69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 賈德利;尤波;張雪巖;;逆變電源改進(jìn)型重復(fù)控制器設(shè)計(jì)及仿真研究[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2008年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 廉柯;基于DSP的在線式數(shù)字化UPS的研究[D];中南大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：639639