基于TMS320F2812的Delta变换式单相UPS的研究

论文摘要

随着信息技术的发展,人们对信息保护安全性的要求也越来越高,不间断电源(Uninterruptible Power Supply, UPS)作为电源的保护装置也就应运而生。以往的UPS一般均采用双变换在线式结构,Delta变换式UPS是近几年来刚刚兴起的一种新型UPS。与传统的双变换式UPS系统相比,Delta变换式UPS无论在电路结构上还是在电能变换上都较传统UPS引入了一个全新的概念,它只对市电波动部分的功率进行补偿,从而减少了变换过程中的功率损耗,Delta变换式UPS本身相当于一个有源电力滤波器,可以解决电源污染等问题。因此具有输入功率因数高,整机效率高和综合的电能质量调节能力强等诸多优点。本论文提出了基于DSP的Delta变换式UPS系统设计方案。在电路结构上采用串并联的方式,打破了传统UPS的在线式结构,从而使UPS整体性能得到了较大的提高,数字化控制策略的应用,使得UPS输出波形质量得到了明显的改善。论文中分析了课题选题背景,给出了UPS的国内外研究现状,并对当前UPS做出了具体分类。紧接着详细阐述了基于DSP的Delta变换式UPS的主要原理,对Delta逆变器电流指令和主逆变器电压指令检测方法进行深入研究。在此基础上,对UPS系统硬件部分和软件部分进行了具体设计,最后对UPS系统进行了在线仿真,并做了谐波电流检测实验。仿真与实验结果均证明了该UPS设计方案的可行性与有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景、目的和意义
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势
• 1.3 UPS 的分类
• 1.3.1 被动后备式
• 1.3.2 在线互动式UPS
• 1.3.3 双变换在线式UPS
• 1.3.4 Delta 变换式UPS
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 第2章 Delta 变换式UPS 的技术基础
• 2.1 Delta 型UPS 的系统组成与性能指标
• 2.2 系统工作原理
• 2.3 Delta 增量技术的研究
• 2.4 Delta 变换器和主变换器指令信号的检测方法的研究
• 2.4.1 Delta 逆变器电流指令检测
• 2.4.2 主逆变器指令电压检测
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统的总体设计
• 3.1 系统硬件电路设计
• 3.1.1 数字信号处理器TMS320F2812 简介
• 3.1.2 UPS 系统主电路设计
• 3.1.3 输出交流电压采样电路
• 3.1.4 输出交流电流采样电路
• 3.1.5 过压保护电路
• 3.1.6 系统驱动电路
• 3.2 系统控制策略的研究
• 3.2.1 数字化PID 控制
• 3.2.2 Delta 变换器的数字化控制
• 3.2.3 主变换器的数字化控制
• 3.3 系统的软件设计
• 3.3.1 PWM 程序的DSP 产生
• 3.3.2 锁相环的DSP 实现
• 3.4 本章小结
• 第4章 仿真与实验研究
• 4.1 UPS 系统仿真
• 4.1.1 自适应干扰消除法仿真及分析
• 4.1.2 UPS 系统仿真结果及分析
• 4.2 实验研究
• 4.2.1 实验平台的搭建
• 4.2.2 市电谐波电流检测实验
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢