基于DSP的并联电源系统研究

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作者：

任凤娇

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摘要：

多台逆变电源并联可以实现大容量供电和冗余供电,大大提高系统的灵活性,降低电源系统的体积和重量,从根本上提高系统的可靠性并降低成本,因而是当今逆变技术发展的重要方向之一,而数字控制技术和并联控制技术则是逆变电源并联系统的研究热点。 本文致力于逆变电源并联控制系统的研究,设计了一种以DSP作为控制器的逆变电源并联系统。本文首先分析了逆变电源并联模型,并详细探究了逆变电源并联系统的一些特性,其中包括并联系统中的环流特性和并联系统的功率特性。从而推导出逆变电源并联运行的前提条件,并在此基础上研究了逆变电源的并联均流控制技术,选取了基于PQ的外特性下垂法作为并联均流控制方案。通过分析基于PQ的外特性下垂法的工作原理,推导出逆变电源输出电压的频率和幅值与逆变电源的有功功率和无功功率相关,则可以通过计算逆变电源模块的有功功率和无功功率,来确定逆变电源模块输出的电压的频率和幅值的调整值,从而调整逆变电路的驱动信号SPWM波,最终实现对逆变电源模块输出电压的调整,使并联系统稳定、可靠的运行。 基于PQ的外特性下垂法的关键在于功率调节的实现,功率调节主要包括两部分:功率的计算和功率的调节。系统并联中很重要的一个问题是如何快速而准确的计算出逆变电源的有功功率和无功功率,为了准确的计算出功率,本文先对功率基本理论进行详细分析,得出相关计算公式,然后根据系统需要采用双表计算法计算出有功功率和无功功率。而在功率的调节中,PQ的下垂系数将直接影响调节的精度和动态响应,论文中也详细讨论了下垂系数的取值问题。 在系统逆变环节的控制部分中,本文将负载电流当作为可检测的扰动,建立了开环逆变器的数学模型,在此基础上本系统选取了电压外环电流内环的双环控制方案进行逆变控制,并分析双环控制原理和逆变器的数字控制方式,从而设计电压外环和电流内环的数字调节器,对其参数进行设计并采用MATLAB对系统的稳定性进行仿真验证。同时本文还对逆变电源并联系统进行了硬件和软件的设计。

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关键词：

并联电源 电源系统 逆变电源 数字控制 并联控制 数字信号处理器 数学模型

学位级别：

硕士

学位年度：

2009

DOI：

10.7666/d.y1474940

被引量：

4