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随着科学技术的进步和用户要求的不断提高,UPS(Uninterruptible Power Supply)系统作为向重要场合的关键负载进行不间断供电的电力电子设备,得到了越来越广泛的应用。但在目前的国内市场上中,国内生产厂商基本不能生产大型UPS,国内的大型UPS市场几乎全部被国外公司拥有。为提高民族企业的自主创新能力,本文致力于大功率数字化并联UPS系统的学习和研究。通过理论分析、软硬件设计和大量实验工作,得到了一些有用的理论成果和实践经验。
本论文工作属于华南理工大学电信学院与广东创电源公司的合作项目《三进三出大功率UPS并联系统》的部分内容。以这个项目为基础,在各章中着重介绍本文作者负责和参与完成的研制工作,其中包括:
1.本文作者主要参与的并机锁相控制研究。首先介绍了一种基于过零检测鉴相的UPS锁相方法,建立了数字模型。通过Matlab软件仿真,详细分析PI锁相环各参数对锁相环稳定性和动态性的影响。然后考虑到市电频率扰动以及相位给定突变时的各种情况,实现了UPS并机锁相算法,并在新型DSP TMS320F2812中编程实现。最后与广东创电电源公司进行了样机测试,实验结果表明,在新型DSP芯片下,应用锁相算法可以完美的实现并机锁相功能,且锁相的理论精度可达0.002%。
2.本文作者参与的环流控制研究。主要介绍传统环流功率并联控制策略,结合前述实现的高精度锁相控制方法,运用环流功率控制方法,在新型DSP TMS320F2812上实现均流,并给出了硬件结构框图和软件流程图。最后进行样机测试验证,给出环流测试波形。实验结果表明,该方案容易实现,且具有良好的环流抑制效果。
3.本文作者参与的三相在线式UPS并联样机系统研制。给出了单机、双机的部分关键硬件电路和软件系统设计流程图。为了提高锁相和均流的精度,给出了一些实际应用中的建议和方法。目前,已实现了5台大功率三相UPS(容量包括30KVA、50KVA)的并机。最后进行了样机实验测试。实验结果表明样机设计的各项指标都已达到要求,并有良好的静态和动态性能,并机系统研制已取得成功。
最后,对全文进行了总结,提出了未来研究工作的展望和设想。