新型双变流器UPS系统的效率分析

针对现有串并联变换型UPS在市电停电时存在效率不高以及开关损耗大等问题,提出一种新型UPS系统模型。分析表明,该UPS电源系统在电网停电逆变模式下两个变流器同时协调工作,整体效率有所提高,仿真结果证明了所提方案的可行性。     

新颖高增益比推挽LLC变流器及其拓扑变形研究

为了解决在线式UPS电源系统中,采用备用电池供电的升压DC-DC变流器存在的输入输出增益比和效率不能兼顾的缺陷,提出了一种新颖的高效高增益升压推挽式隔离型LLC软开关串联谐振变流器。该新颖变流器除了具有所有功率半导体元件在各种条件下均能实现软开关的优点外,工作在Boost模式下的特点又赋予了其具有高输入输出增益比的特性,因而减少了变压器匝比并有效降低了原边电流,提高了转换效率。因此该新颖变流器既具有能与传统非隔离型升压DC-DC变流器相媲美的高效率,又拥有隔离型升压DC-DC变流器电压增益高的优点。此外,该新颖变流器又因为基于推挽的电路结构而使得驱动电路得以简化,具有可观的成本优势。因此该新颖变流器十分适用于UPS电源系统中备用电池的能量升压转换场合。在详细描述了该变流器的工作原理和电路特性后,同时给出了其拓扑的各种变化及变形结构,并用一台容量为600VA的双路输出样机验证了该变流器的有效性和实用性     

双变流器串-并联补偿式UPS控制策略研究

介绍了三相双变流器串—并联补偿式UPS的工作原理，指出了其区别于传统双变换在线式UPS的优点，提出了一种基于同步旋转坐标系下的控制策略。该策略将串联变流器控制为基波正弦电流源，而并联变流器被控为基波正弦电压源，从而实现了双变流器串一并联补偿式UPS的全部控制功能：在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下，电源输入电流被控制为正弦波、COSφ=1，负载电压被控制为额定值正弦波。连续域下的系统特性仿真结果表明该控制策略的可行性。     

双变流器补偿式UPS控制研究

文章介绍了三相双变流器串并联补偿式UPS的工作原理，详细讨论了其基于同步旋转坐标系下的控制系统方案，并进一步提出一种改进控制策略，即在同步旋转坐标系下采取PI加重复控制。仿真结果表明，该控制系统可以实现双变流器串并联补偿式UPS全部控制功能。     

双变流器串-并联补偿式UPS控制系统

文章介绍了三相双变流器串-并联补偿式UPS的工作原理,详细讨论了其基于同步旋转坐标系下的控制系统方案。仿真结果表明,该控制系统可以实现双变流器串-并联补偿式UPS全部控制功能。在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下,电网输入电流被控制为正弦波、cosφ=1,负载电压被控制为额定值正弦波。     

SMES变流器监控系统及其可视化设计

针对用于超导磁储能SMES(Superconducting Magnets Energy Storage)的变流器监控需要,设计了具有人机交互功能的可视化监控系统。该系统基于微控制器(MCU)+数字信号处理(DSP)双处理器的形式,使用C8051F020单片机作为监控系统主处理器,实现SMES变流器监控系统液晶终端的监控参数显示和人机交互界面;采用TMS320F2812芯片作为DSP控制处理器,用于实时数据采集、数据处理和变流器功率模块开关管控制。对SMES变流器监控系统的工作原理、硬件接口电路、软件程序设计进行了研究。采用该监控系统,通过传感器、DSP、单片机实时采集和处理各监控量的运行参数判断变流器的运行状态,可将各监控量在液晶终端上实时显示,同时DSP接收液晶终端的控制命令,从而控制变流器的运行状态。实验测试结果表明设计的SMES变流器监控系统可以实现对变流器系统运行状态的实时可靠监控。     

双变流器串一并联补偿式UPS控制系统

文章介绍了三相双变流器串-并联补偿式UPS的工作原理，详细讨论了其基于同步旋转坐标系下的控制系统方案。仿真结果表明，该控制系统可以实现双变流器串-并联补偿式UPS全部控制功能。在电源电压不是额定值且含有谐波电压、负载有谐波电流和无功电流的情况下，电网输入电流被控制为正弦波、cosφ=1，负载电压被控制为额定值正弦波。     

混合微电网中互联变流器的模型预测控制

基于模型预测控制(MPC)理论,提出一种应用于交直流混合微电网中互联变流器的控制策略,平衡交直流子网功率分配,提高系统稳定性。根据互联变流器的工作模态建立其动态数学模型,利用直流侧输出电压与参考电压的关系控制变流器的运行模式。设计了基于电压电流双闭环的MPC策略,并提出一种互联变流器在整流状态下的新型启动控制策略,实现低电流应力启动互联变流器。仿真结果验证了该策略的合理性与可行性。样机实验结果表明该系统在整流和逆变状态下均可实现单位功率因数运行,且具有良好的动静态性能。     

适用于电流型变流器的基于分类算法的快速空间矢量过调制策略

提出了一种适用于电流型变流器(Current Source Converters,CSC)的基于分类算法的快速空间矢量过调制策略。由于引入分类算法,该空间矢量调制策略只需简单计算即可确定开关状态及其作用时间。同时本文提出的过调制方法根据调制比将整个过调制区域分为两部分,能实现变流器从线性区域到六脉波状态的平滑过渡,并且保证输出电流和调制比之间成线性关系。另外,本文也对逆变器输出电流的谐波畸变率进行了详尽分析,将此过调制策略应用于基于电流型变流器的不间断电源(Uninterruptible Power Supplies,UPS)上,系统能够获得更快的动态响应和更高的输出功率,并通过仿真试验得以验证。     

Delta变换型UPS的控制策略及仿真研究

简单介绍了三相Delta变换型不间断供电电源(UPS)的结构组成和其区别于传统在线式UPS的优点。依据UPS系统的电压补偿工作原理和功率因数校正工作原理,详细分析了串联Delta变换器和并联主变换器的工作状态及其在UPS系统中的重要作用。基于同步旋转坐标系下的d-q变换法,对电流增量和不对称有畸变的市电电压进行检测。进而详细研究了正弦脉宽调制(SPWM)控制器的控制策略,Delta变换器和主变换器分别受控为标准正弦波电流源和标准正弦波电压源。最后,通过详细分析系统特性仿真结果,验证了Delta变换型UPS整机运行方式,证明了该控制策略的可行性。     

单相UPS逆变器的多环控制策略研究

在单相不间断电源(UPS)控制系统中,UPS的被控量是交流量,常用的控制算法很难对交流量实现无差控制,因此提出了一种多环控制策略,以提高单相UPS逆变器的静态和动态特性。采用比例谐振调节器控制逆变器的输出电压,极大地提高了系统的静态特性;采用适当的前馈负载电流和负载电压,有效地改善了单相UPS逆变器的动态特性。建立了单相UPS逆变器的数学模型,并给出了比例调节器和比例谐振调节器的设计方法。理论分析和一台800 W逆变器样机的实验结果证明了该控制方案的可行性。     

Delta变换型UPS的仿真研究

简单介绍了Delta变换型UPS的组成和特点,进而详细分析了并联主逆变器和串联Delta逆变器的工作原理及其在UPS系统中的重要作用.同时对主逆变器和Delta逆变器的SPWM控制器建立了数学模型.最后通过对主逆变器和Delta逆变器的仿真结果的详细分析,验证了Delta变换型UPS整机运行方式.     

DSP控制400Hz中频在线式不间断电源的研究

将重复控制技术用于400HzUPS逆变电源的逆变环节,构成了一种高性能、低成本的控制系统。提出一种基于嵌入式重复控制和比例控制的复合控制方案,详细分析了系统结构、重要控制参数的整定和软件实现方案,系统的核心控制芯片采用TMS320F240。实验结果表明,在数字化的400Hz中频在线式UPS逆变输出控制中,采用该控制方案可在额定负载范围内获得稳定正弦电压输出。     

Development of a long‐life three‐phase flywheel UPS using an electrolytic capacitorless converter/inverter

A long‐life three‐phase flywheel (FW) uninterruptible power supply (UPS) using an electrolytic capacitorless converter/inverter and a transformerless isolating system rating of 200 V and 5 kW–1min is described. The UPS has the following characteristics: (1) electrolytic capacitorless converter/inverter configuration for long life and smaller size (2) transformerless isolating system to realize small size and correct weight (3) batteryless system for maintenance‐free long life of about 20 years The electrolytic capacitorless converter/inverter has a small‐film capacitor value of 1/50 times of a conventional one. The converter/inverter is controlled by a current and voltage follow‐up method using PWM control. Charging and discharging abilities of the FW energy is achieved only by controlling the instantaneous slip frequency of the induction machine. The UPS has obtained excellent test results, such as an input power factor of 99.8%, a small output voltage distortion of 1.03%, and 93.8% efficiency at full load. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 127(3): 25–32, 1999     

基于异步变频调制的UPS逆变数字锁相技术

针对不间断电源(UninterruptedPowerSupply,UPS)控制的数字化趋势,提出了一种应用于数字化UPS的逆变锁相控制技术。与其它数字锁相技术不同的是,该技术基于一种可变频的异步调制算法。该算法具有精度高、程序实现简单、易于对逆变输出进行变频/移相控制等众多优点,再结合市电/逆变输出的相位反馈逻辑,即可实现UPS逆变与市电的同频同相输出。实验证明,该数字锁相技术不仅简单有效,而且锁相稳定、快速且锁相精度高,具有极高的实用价值。     

基于DSP双环控制不间断电源的研究

研究了一种基于DSP数字控制的5kVA在线式不间断电源系统。该方案采用电感电流和输出电压瞬时值双环控制,以提高输出稳定性和动态响应。介绍了基于Infineon XC164CM DSP控制的逆变器及整个系统逻辑控制的设计方案。同时采用Infineon的IGBT模块F4-100R06KL4来构筑了不间断电源的功率部分。最后给出了试验结果,验证了设计的正确性。     

DE类大功率高频逆变器研究与实现

提出了一种用于大功率高频感应加热的DE类软开关全桥逆变器,以此减小IGBT的高频开关损耗提高IGBT的工作频率。文章对DE类全桥逆变电路进行分析,并将电路分为四个状态,分别对每个状态电路和波形进行分析。全桥逆变工作在20 k W、6 0k Hz串联谐振状态下,实验结果证明DE类软开关能实现提高IGBT的工作频率,并将开关损耗控制在合适的范围。     

不间断电源关键器件分析

不间断电源(UPS)可以为计算机系统及其它信息系统提供安全可靠的恒压恒频供电电源而被广泛应用.论述了UPS中的关键器件-整流器、充电器、蓄电池、逆变器、锁相器、静态电子开关等器件,叙述了工作原理,对其中的重要技术进行了较为全面的分析.     

一种采用DSP控制并基于三相半桥逆变器的UPS

针对基于三相全桥逆变器的不间断电压(UPS)缺点,提出了一种用TMS320LF2407控制的基于二相半桥逆变器的在线式UPS.详细分析了该UPS的工作原理和电路结构,给出了软件设计方案.通过仿真和实验结果表明,该UPS系统具有带三相不对称负载能力强,输出电压波形总谐波失真度(THD)小,工作效率高等优点.     

基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究

提出一种用于光伏发电的双频并网逆变器,该拓扑结构由两个半桥单元级联而成。其中一个半桥工作在高频,提高输出电流性能,另一个半桥工作在低频,主要输出功率,从而提高系统效率。高频桥采用单周控制技术,建立了单周控制方程。仿真结果表明逆变器输出电流总的谐波畸变率低,有较好的动态性能。