本文關(guān)鍵詞：不平衡及非線性負(fù)載下Delta補償式UPS的波形控制研究

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【摘要】：Delta補償式UPS是具有綜合補償能力的UPS電源,該裝置既能抑制電網(wǎng)電流諧波,又能補償電網(wǎng)電壓波動以及無功電流,隔離電網(wǎng)和負(fù)載。無論是電網(wǎng)還是負(fù)載任何一方出現(xiàn)電能質(zhì)量問題,都能夠很好的實現(xiàn)補償功能。同時,其具有容量大、損耗小、整機效率高和過載能力強等特點。隨著社會進步和科技發(fā)展,在市場對UPS電源的性能要求越來越高,負(fù)載越來越復(fù)雜的條件下,研究Delta補償式UPS具有重要的意義。本文首先將市場上主流產(chǎn)品高頻IGBT整流式UPS和Delta補償式UPS做了性能對比,得到Delta補償式UPS更具優(yōu)越性。然后分析了直接和間接兩種控制策略,通過對比得到直接控制策略更適用于Delta補償式UPS。在介紹了Delta補償式UPS系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上分析了不同狀態(tài)下系統(tǒng)功率潮流,幫助了解Delta補償式UPS工作特性。對不平衡及非線性負(fù)載特性進行了分析,明確其造成輸出電壓畸變的原因。在建立并聯(lián)變換器數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,本文提出了應(yīng)對不平衡及非線性負(fù)載的控制策略,即針對帶不平衡及非線性負(fù)載時輸出電壓負(fù)序分量、零序分量以及諧波分量在dq0坐標(biāo)系下表現(xiàn)的交流特性,采用電壓電流雙閉環(huán)PI控制和準(zhǔn)PR控制相結(jié)合的控制方式,使系統(tǒng)在帶不平衡及非線性負(fù)載時輸出電壓對稱且畸變小。本文主要對電壓電流雙閉環(huán)PI控制、準(zhǔn)PR控制和重復(fù)控制進行理論分析和參數(shù)設(shè)計。然后建立串聯(lián)變換器的數(shù)學(xué)模型,給出串聯(lián)變換器控制策略。計算輸入電流給定值,接著進行了帶不平衡負(fù)載時三相輸入電流均流分析。通過直流母線側(cè)建模得到正負(fù)母線電壓均壓控制。運用MATLAB/Simulink仿真軟件進行仿真結(jié)果分析,最后搭建實驗平臺,采用TMS320F28335芯片進行數(shù)字控制,仿真和實驗結(jié)果驗證了系統(tǒng)理論分析以及所提出的波形控制策略的可行性。
【關(guān)鍵詞】：Delta補償式UPS 不平衡負(fù)載 非線性負(fù)載 準(zhǔn)PR控制
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 UPS的分類及特點12-15
• 1.2.1 無源后備式UPS12
• 1.2.2 在線互動式UPS12-13
• 1.2.3 雙變換式UPS13-14
• 1.2.4 Delta補償式UPS14
• 1.2.5 Delta補償式UPS的性能優(yōu)勢14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 不平衡負(fù)載和非線性負(fù)載介紹及其影響16-17
• 1.4.1 不平衡負(fù)載的介紹及其影響16-17
• 1.4.2 非線性負(fù)載的介紹及其影響17
• 1.5 波形控制技術(shù)17-18
• 1.6 課題來源及本文研究內(nèi)容18-20
• 1.6.1 課題來源18-19
• 1.6.2 本文研究內(nèi)容19-20
• 第2章 Delta補償式UPS系統(tǒng)分析20-38
• 2.1 Delta補償式UPS系統(tǒng)介紹20-25
• 2.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹20-21
• 2.1.2 系統(tǒng)功能介紹21
• 2.1.3 兩種控制策略21-23
• 2.1.4 等效電路模型補償分析23
• 2.1.5 帶不平衡及非線性負(fù)載運行特性23-25
• 2.2 Delta補償式UPS系統(tǒng)工作原理分析25-28
• 2.2.1 Delta補償式UPS單相工作原理分析25-27
• 2.2.2 Delta補償式UPS系統(tǒng)簡化分析27-28
• 2.3 Delta補償式UPS系統(tǒng)功率潮流分析28-37
• 2.3.1 額定工作狀態(tài)29
• 2.3.2 電網(wǎng)電壓波動狀態(tài)29-31
• 2.3.3 負(fù)載突變狀態(tài)31-32
• 2.3.4 蓄電池充電狀態(tài)32-34
• 2.3.5 帶不平衡負(fù)載狀態(tài)34-35
• 2.3.6 帶非線性負(fù)載狀態(tài)35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 不平衡及非線性負(fù)載下并聯(lián)變換器控制策略38-63
• 3.1 并聯(lián)變換器的數(shù)學(xué)建模38-42
• 3.1.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型38-40
• 3.1.2 同步旋轉(zhuǎn)dq0坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型40-42
• 3.2 不平衡負(fù)載特性分析42-43
• 3.3 非線性負(fù)載特性分析43-46
• 3.4 并聯(lián)變換器的控制策略46-52
• 3.4.1 dq0坐標(biāo)系下電壓電流雙閉環(huán)控制46-48
• 3.4.2 準(zhǔn)比例諧振PR控制48-52
• 3.5 應(yīng)對不平衡負(fù)載的控制策略52-53
• 3.6 應(yīng)對非線性負(fù)載的控制策略53-57
• 3.6.1 帶非線性負(fù)載下的準(zhǔn)PR控制53-54
• 3.6.2 重復(fù)控制54-57
• 3.7 仿真結(jié)果57-62
• 3.8 本章小結(jié)62-63
• 第4章 串聯(lián)變換器設(shè)計63-73
• 4.1 串聯(lián)變換器數(shù)學(xué)建模63-65
• 4.1.1 三相靜止abc坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型63-64
• 4.1.2 同步旋轉(zhuǎn)dq0坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型64-65
• 4.2 串聯(lián)變換器控制策略65-66
• 4.3 輸入電流給定值的計算66-68
• 4.3.1 輸入電流給定值的常規(guī)計算66-67
• 4.3.2 輸入電流給定值的改進計算67-68
• 4.4 帶不平衡負(fù)載時三相輸入電流均流分析68-69
• 4.5 直流母線電壓控制69-70
• 4.6 正負(fù)母線均壓控制70-71
• 4.6.1 直流母線側(cè)建模70-71
• 4.6.2 正負(fù)母線電壓均壓控制71
• 4.7 本章小結(jié)71-73
• 第5章 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)73-99
• 5.1 電路參數(shù)設(shè)計73-75
• 5.1.1 并聯(lián)變換器參數(shù)設(shè)計73-75
• 5.1.2 串聯(lián)變換器參數(shù)設(shè)計75
• 5.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析75-81
• 5.2.1 額定工作狀態(tài)76-77
• 5.2.2 電網(wǎng)電壓波動狀態(tài)77-78
• 5.2.3 負(fù)載突變狀態(tài)78
• 5.2.4 帶不平衡負(fù)載狀態(tài)78-80
• 5.2.5 帶非線性負(fù)載狀態(tài)80-81
• 5.3 控制系統(tǒng)設(shè)計81-84
• 5.3.1 硬件設(shè)計81-83
• 5.3.2 軟件設(shè)計83-84
• 5.4 實驗結(jié)果及分析84-97
• 5.4.1 額定工作狀態(tài)85-86
• 5.4.2 電網(wǎng)電壓波動狀態(tài)86-88
• 5.4.3 負(fù)載突變狀態(tài)88-89
• 5.4.4 帶不平衡負(fù)載狀態(tài)89-93
• 5.4.5 帶非線性負(fù)載狀態(tài)93-96
• 5.4.6 開機啟動母線電壓實驗波形96-97
• 5.5 本章小結(jié)97-99
• 結(jié)論99-101
• 參考文獻101-105
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果105-106
• 致謝106

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本文編號：954181