基于Delta逆变技术的三相补偿式UPS电源的研究

摘要

随着用电设备对电能质量的要求越来越高，人们对UPS的性能要求也越高。串并联补偿式UPS正是在这个背景下兴起的一种新型的UPS系统。相对于传统的双变换UPS，串并联补偿式UPS在系统构成和电能变换效率上都取得了突破，它既可以对非线性负载时的无功电流以及谐波电流进行补偿，还可以补偿电网电压的谐波及基波偏差，具有系统效率高、过载能力强、输出能力强以及综合的电能质量调节能力等优点。串并联补偿式UPS是符合绿色能源要求的装置，是目前比较理想的UPS系统。
　　 本文首先阐述了UPS的分类、概况以及国内外现状和发展方向。然后对串并联补偿式UPS的整体结构和工作原理进行了分析，包括Delta变换器对输入电压的影响和主变换器对负载电压的补偿。讨论了串并联补偿式UPS的控制策略，对于Delta变换器采取直接电流SPWM控制方案;对于主变换器，在采用电压电流双闭环控制的基础上引入了重复控制的复合控制策略。最后通过MATLAB仿真软件分别对Delta变换器、主变换器以及整个系统进行了仿真实验，验证两个变换器控制方案的可行性。
　　 在理论分析和仿真的基础上，对串并联补偿式UPS系统进行设计。在硬件方面，对串并联补偿式UPS的辅助电源、基准正弦电源、驱动保护电路、控制外围电路等进行了设计。在软件方面，给出了主程序、AD采样、产生基准正弦波、定时器中断产生SPWM的软件流程图，并进行相关的实验。最后对仿真和实验结果进行分析，验证了串并联补偿式UPS可以改善电网侧功率因数、补偿市电电压以及稳定输出电压，达到了预期的结果和研究目的。