UPS系统中四桥臂逆变器的研究

论文摘要

本文研究的四桥臂逆变器在原来三相三桥臂逆变器的基础上增加了一个桥臂,为负载提供了一个零序电流的泄放通道,具有带不平衡和非线性负载的能力。同时如果采用三维空间矢量调制（3D-SVM）还可以提高直流电压的利用率,减少系统元器件的电压应力。本文研究了四桥臂逆变器的工作原理,分析了它能抑制不平衡负载的机理。并通过Saber仿真,比较了四桥臂逆变器不间断电源（UPS）和传统分裂电容式UPS的在应力、直流电压利用率等方面的优缺点。针对三相四桥臂逆变器在dq0坐标下建立了平均大信号模型。在其基础上采用单电压环进行闭环矢量控制。同时还分析了各种调制方法的特点,对3D-SVM进行了重点研究,并在Saber中用Master语言建立模型,进行仿真比较。最后,给出了系统参数的设计方法,并对中性桥臂电感进行了优化设计。同时设计了软件系统,在DSP平台上对整个系统进行闭环试验,用仿真和试验论证了理论的正确性。本文内容对四桥臂逆变器在UPS系统方面的研究和应用具有一定理论和实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源与研究目的及意义
• 1.2 国内外的研究现状及分析
• 1.2.1 电流滞环控制
• 1.2.2 中性点控制
• 1.2.3 矢量控制加三维空间矢量调制
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 四桥臂逆变器数学模型的建立与分析
• 2.1 引言
• 2.2 系统数学模型的建立
• 2.3 四桥臂逆变器抑制不平衡负载的机理分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 调制方案和系统控制的研究
• 3.1 引言
• 3.2 调制方案的研究
• 3.2.1 SPWM 和三次谐波注入法调制
• 3.2.2 三维空间矢量调制
• 3.2.3 调制方法的比较
• 3.3 系统控制器的研究
• 3.3.1 四桥臂逆变器整体控制方案的研究
• 3.3.2 四桥臂逆变器系统控制器的设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 四桥臂逆变器UPS和分裂电容UPS的比较
• 4.1 引言
• 4.2 两套UPS的仿真比较
• 4.2.1 平衡性负载下的比较
• 4.2.2 非平衡性负载下的比较
• 4.2.3 整流性负载下的比较
• 4.3 本章小结
• 第5章 系统软硬件设计及结果分析
• 5.1 引言
• 5.2 系统硬件设计
• 5.2.1 主电路参数的设计
• 5.2.2 驱动电路的设计
• 5.3 软件设计与实现
• 5.3.1 主程序流程图
• 5.3.2 中断服务程序流程图
• 5.3.3 三维空间矢量子程序
• 5.4 试验结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢