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《华中科技大学》 2005年
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高频模块化UPS及其并联控制技术研究

陈息坤  
【摘要】:实现UPS 电源系统的模块化、智能化、绿色化和高效节能是UPS 电源系统的发展方向。实现UPS 电源模块化的关键是逆变器的并联控制技术。按照模块化的概念进行UPS 电源系统设计、实现高输入功率因数和在线热插拔并联运行要解决控制上的很多问题,在工程方面也需要解决一系列的技术问题。一定意义上讲,解决好工程问题也是理论研究结果走向实际应用的重要一环。本文在实现UPS 电源系统的模块化、智能化、数字化、高频化和绿色化方面开展了一些研究工作,针对采用分散逻辑并联控制策略的高频模块化UPS 电源并联系统进行了详细的理论分析和实验研究。 本文提出了一种新型双Boost-PFC 变换器的拓扑结构解决现有的双Boost-PFC 变换器由于两个变换器之间存在耦合导致的两路输出直流母线电压不平衡问题。通过对这种新型双Boost-PFC 变换器拓扑结构的工作模式研究,指出在拓扑结构上可以等效为两个彼此独立的Boost-PFC 变换器。这两个等效变换器分别工作在市电的正负半波,这种彼此独立的Boost 变换器为实现输出直流母线电压的解耦控制、获得高输入功率因数的同时得到稳定对称的双直流母线电压输出奠定了基础,并为后级半桥逆变器提供对称的直流电压。 本文建立了Boost 变换器的数学模型和多台逆变器并联系统的数学模型。在对多机并联系统数学模型进行研究的基础上,提出了并联逆变器之间的有功环流和无功环流与逆变器的输出阻抗、逆变器的输出电压幅值、相位之间存在复杂的耦合关系。指出这种固态逆变器的并联与传统发电机并网系统有很大的不同,因此在并联逆变器均流控制策略上不能照搬电力系统中发动机的功率调节特性。 本文提出了基于本文研究的新型拓扑结构的双Boost-PFC 变换器的控制策略。该控制策略采用具有滞环控制的电流内环和PI 控制的电压外环的独立双环双回路控制,理论分析表明,两套彼此独立的双回路控制系统分别对两路直流母线电压输出进行单独控制,从而有效地解决了双Boost-PFC 变换器输出直流母线电压的耦合问题。在理论分析的基础上,进行了实验研究,实验结果表明,该控制策略可以获得比较好的控制效果。针对传统控制策略下Boost-PFC 变换器产生输入市电电流失真和不能获得单位功率因数的缺点,研究了一种新型的采用电流前馈控制策略的Boost-PFC 变换器的
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN86

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