化工行業(yè)作為國家工業(yè)中的支柱性產(chǎn)業(yè),在國家經(jīng)濟中具有舉足輕重的地位。但是因為化工行業(yè)配電系統(tǒng)比較復雜、電力需求量大等這些特點的存在,使得配電系統(tǒng)比較容易受到雷擊、絕緣破壞和操作事故,從而引發(fā)電網(wǎng)電源波動和瞬時中斷,致使整個化工生產(chǎn)過程紊亂、甚至生產(chǎn)裝置停車,給企業(yè)的安全和生產(chǎn)帶來了重大威脅。UPS逆變電源最大的功能就是可以保證生產(chǎn)設備即使在電網(wǎng)電源異常情況下,依然能夠穩(wěn)定的運行。因此進行深入的研究具有重要的意義。本文針對化工生產(chǎn)中供電系統(tǒng)引發(fā)的諸多問題,開展了UPS逆變器的研究與設計。首先詳細介紹了UPS逆變器的拓撲結構以及數(shù)學模型,在此基礎上研究了SPWM控制技術的基本原理和調(diào)制方式。同時對開環(huán)控制下的單極性和雙極性進行了系統(tǒng)仿真分析,并完成了LC濾波器的參數(shù)設置。其次對雙閉環(huán)控制、PI控制、PR控制以及重復控制進行了研究,并進行了仿真比較。同時對重復控制進行了改進,最后提出了PI控制和改進重復控制相組合的雙閉環(huán)復合控制方案,在Simulink中搭建了主電路和控制電路的仿真模型,進行了系統(tǒng)仿真,證實了復合控制算法的可行性。最后進行了UPS逆變器硬件設計和軟件設計,同時搭建了以DSP為... 

【文章來源】：淮陰工學院江蘇省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單相全橋逆變器拓撲結構

淮陰工學院碩士學位論文6節(jié)的系數(shù)為pwmk。其中單相全橋逆變器的等效電路如圖2.2。圖2.2單相全橋逆變器的等效電路Fig.2.2Equivalentcircuitofsingle-phasefull-bridgeinverter這里可以把電感電流Li與電容電壓cu作為系統(tǒng)狀態(tài)變量，再根據(jù)基爾霍夫電壓定律KVL與基爾霍夫電流定律KCL列出如下電壓方程：0LiinLduuLirdt(2-1)0cduiCdt(2-2)L0ciii(2-3)把上式全部進行Laplace變換后得到：in0LususisLsr(2-4)1ccusissC(2-5)L0cisisis(2-6)在單相逆變器LC低通濾波這部分，把逆變器輸出脈沖電壓inu作為輸入量，逆變器負載輸出電壓0u和電感電流Li作為系統(tǒng)的狀態(tài)變量，負載輸出電流0i作為系統(tǒng)的擾動變量，由上式(2-4)、(2-5)和(2-6)可以建立單相全橋逆變系統(tǒng)輸出濾波部分的狀態(tài)空間方程：000001/01/1//1/010inLLLuCuCuiiLrLiLuyi，，(2-7)公式（2-7）中0u，與Li，是單相逆變器負載輸出電壓與電感電流的導數(shù)。因此得到單相

夏奧運化工裝備UPS逆變器控制與設計7全橋逆變器的等效空間模型，如圖2.3。圖2.3單相全橋逆變器等效空間模型Fig.2.3Equivalentspacemodelofsingle-phasefull-bridgeinverter把上式(2-7)記作：in0xAxBuDiyEx，(2-8)這里A為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，E為直接輸出矩陣，B為輸入矩陣，D為擾動輸入矩陣，各個矩陣表達式如下：01/1//CALrL，01/TBL，1/0TDC，E10(2-9)因為單相逆變器在空載的時候系統(tǒng)阻尼較小，并且震蕩較強烈，往往控制難度很大，所以單相逆變器在設計控制器的時候必須參考空載來設計�？蛰d的時候負載電流0i0，最后得到單相逆變器脈沖輸入端到逆變器輸出端電壓的傳遞函數(shù)為：1120CssurCLssusGin(2-10)從上式能夠得出單相全橋逆變器可簡化成了一個簡單的二階模型。2.2SPWM控制技術當前正弦脈沖寬度調(diào)制技術，簡稱SPWM，是一種比較成熟且得到普遍應用的PWM控制技術，其主要應用在UPS逆變器中，優(yōu)點如下：(1)PWM控制技術的實現(xiàn)比較容易，而且也較為成熟，通常實現(xiàn)的方式可以選擇傳統(tǒng)模擬的，也可以通過數(shù)字化電路來實現(xiàn)；(2)可以使系統(tǒng)輸出諧波含量變低，特別在低頻諧波中。通常輸出諧波頻率較高，所以一般比較容易設計濾波器。


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