文档介绍：课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 许湘莲工作单位: 武汉理工大学
题目: 双变换在线式UPS(2500VA)设计
初始条件:
设计一个双变换在线式UPS,具体参数如下:三相交流输入380V/50Hz,三相输出交流电压500V/50Hz,THD<5%,负载为一般的阻感负载,容量2500VA。
要求完成的主要任务:
主电路设计;
控制方案设计;
给出具体参数的设计步骤;
在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型,进行系统仿真;
分析仿真结果,验证设计方案的可行性。
时间安排:
2013年6月8日至2013年6月18日,历时一周半,具体进度安排见下表
具体时间
设计内容
指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍;学生确定选题,明确设计要求
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开始查阅资料,完成方案的初步设计
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由指导老师审核模型,学生修改、完善并对数学模型进行分析
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撰写课程设计说明书
上交课程设计说明书,并进行答辩
指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
摘要
UPS(Uninterruptible Power System),即不间断电源,是一种含有储能装置,以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时,UPS立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过大和电压太低都提供保护。
关键词:双变化在线式UPS 设计 matlab/simulink仿真
目录
1. UPS的工作原理 3
4
4
5
6
7
整流/充电器主回路设计 7
整流变压器的设计 8
直流滤波电抗器和滤波电解电容的设计 8
主回路电路 9
整流/充电器控制设计 10
10
11
12
13
13
4. PWM逆变器的设计 15
17
6. 基于MATLAB的原理仿真 19
22
参考文献 23
双变换在线式UPS(2500VA)设计
UPS的工作原理
,当市电正常时,由市电经AC/DC、DC/AC两次变换后供电给负载,故称它为双变换在线式UPS。当市电异常时,它由蓄电池经过DC/AC变换供电,只有逆变器发生故障,才通过转换开关切换,市电直接旁路给负载供电。是一种一逆变器供电为主的工作方式,。
当市电正常时,经滤波,分3路去控制后级电路:第1路是交流电整流变换为直流电,经充电器对蓄电池组进行浮充电;第2路是经过整流器和大容量滤波变为较为平稳的直流电,再由逆变器变换为稳压稳频的交流电,通过转换开关输送给负载;第3路是转换开关的控制,如果逆变器出现故障,在逻辑控制电路调控下,UPS转为市电直接给负载供电。
当市电出现故障(供电中断、电压过高或过低),UPS工作程序如下:关闭充电器,停止对蓄电池充电;逆变器改为由蓄电池供电,维持负载电能的持续性。
双变换在线式UPS优点是:不论市电正常与否都由UPS的逆变器供电,系统供电质量好,市电转换到电池供电可实现零切换时间;然而,它的功率传输要经过两次转换,系统效率低、成本高,整机以不控整流或晶闸管相控整流为主,输入功率因素较低,输入电流高次谐波可达30%,无功功率和谐波电流对电网的公害较大,不满足电源绿色化的要求。
双变换在线式UPS设计的基本原理是将输入的交流电整流转换为直流电,一方面为备用蓄电池充电,另一方面再将其逆变转换为稳压稳频的交流电。设计的基本点有两个:一是UPS输出的稳定性,即输出电压和频率都必须保持稳定(在一定的额定精度内);二是UPS输出的不间断性,即要能实现不间断供电。整个设计紧紧围绕这两个要点进行的:
(1)蓄电池(包括充电器)是电网断电或者电网电压严重畸变时为负载供电的能量来源;
(2)逆变器是UPS输出稳压稳频的