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【摘要】：UPS電源在許多領(lǐng)域用來為關(guān)鍵負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電能。高性能的UPS通常采用前端三相整流后端三相逆變的在線雙變換式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本文主要對在線雙變換式UPS前端PWM整流器展開研究。 首先,本文分析比較了各類整流器的拓?fù)涮攸c(diǎn)及應(yīng)用場合,并對各種PWM整流器控制技術(shù)進(jìn)行了歸納。三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以其強(qiáng)大的容錯性和可靠性,十分適用于大功率高可靠性系統(tǒng)中,因此,本文選擇三相四橋臂結(jié)構(gòu)作為前端整流器拓?fù)?并采用直接電流控制方式配合諧波注入調(diào)制方式作為整流器控制技術(shù)。 根據(jù)開關(guān)狀態(tài),采用狀態(tài)平均法,建立了三相四橋臂整流器在a-b-c靜止坐標(biāo)系、α-β-γ靜止正交坐標(biāo)系以及d-q-0同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并對不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了比較分析。 依據(jù)數(shù)學(xué)模型,研究了在不同坐標(biāo)系下,三相四橋臂整流器的不同控制策略,在a-b-c坐標(biāo)系下分析了比例控制器和比例積分控制器的控制性能,提出了針對三相四橋臂整流器PI參數(shù)的伯德圖整定方法。在d-q-0坐標(biāo)系下進(jìn)行了控制器設(shè)計(jì)與分析,并比較不同坐標(biāo)系下的控制方式。 在瞬時功率理論基礎(chǔ)上,將瞬時虛功率的定義方式稍作變動,使之與傳統(tǒng)功率理論相對應(yīng),并以此對UPS中的能量流動過程進(jìn)行了分析,并根據(jù)UPS工作的特點(diǎn)研究了三相四橋臂整流器的控制方法。提出了平均功率控制方法,實(shí)現(xiàn)了逆變器帶不對稱負(fù)載時,整流器的三相對稱工作。依據(jù)PWM調(diào)制的特點(diǎn),研究了整流器逆變器聯(lián)合控制的諧波注入方式,采用瞬時極值平均的注入方式提高了母線電壓利用率。 搭建了三相四橋臂整流器的仿真模型,通過仿真方式對三相四橋臂整流器控制方式進(jìn)行了驗(yàn)證。分析并設(shè)計(jì)了三相四橋臂整流器主電路參數(shù),搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,通過實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證了上述理論分析結(jié)果。
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM461
【目錄】： 摘要4-5
Abstract5-8
1 緒論8-16
1.1 UPS 綜述8-9
1.2 整流器發(fā)展概述9-10
1.3 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10-13
1.4 整流器控制技術(shù)13-14
1.5 本文主要研究內(nèi)容14-16
2 三相四橋臂整流器建模16-24
2.1 三相四橋臂整流器在a-b-c 坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型16-19
2.2 三相四橋臂整流器在其他坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型19-23
2.3 本章小結(jié)23-24
3 控制器設(shè)計(jì)24-39
3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)24-35
3.2 電壓外環(huán)設(shè)計(jì)35-38
3.3 本章小結(jié)38-39
4 四橋臂整流器在UPS 中的應(yīng)用39-58
4.1 多相系統(tǒng)中功率的定義39-46
4.2 UPS 設(shè)備功率流分析46-48
4.3 四橋臂整流器平均功率控制48-51
4.4 整流逆變聯(lián)合調(diào)制方式51-57
4.5 本章小結(jié)57-58
5 主電路參數(shù)選取58-66
5.1 交流濾波電感選取58-64
5.2 直流電容參數(shù)選取64-65
5.3 本章小結(jié)65-66
6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析66-73
6.1 平衡負(fù)載下的仿真及實(shí)驗(yàn)分析66-68
6.2 不平衡負(fù)載下的仿真及實(shí)驗(yàn)分析68-71
6.3 故障情況下的仿真及實(shí)驗(yàn)分析71-72
6.4 本章小結(jié)72-73
7 全文總結(jié)73-74
7.1 本文工作總結(jié)73
7.2 今后工作展望73-74
致謝74-76
參考文獻(xiàn)76-79
