UPS逆变器仿真模型的建立与分析
6UPS并联机构机电耦合动力学仿真[1]
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第19卷第19期系统仿真学报©V ol. 19 No. 19 2007年10月Journal of System Simulation Oct., 2007 6UPS并联机构机电耦合动力学仿真武建新1，李强1，张辉2（1.内蒙古工业大学机械学院, 呼和浩特 010051; 2.清华大学精密仪器与机械学系, 北京 100084）摘要：并联机构机电耦合动力学模型是一个多输入、多输出、非线性、强耦合的复杂机电系统，目前还没有一个成熟的并联机构动力学建模和仿真计算方法。
文中针对6UPS并联机构，利用MATLAB建立了包括机械机构、伺服电机和控制器的一体化的动力学模型；设计了伺服控制器并对控制参数进行了整定。
计算机仿真结果验证了机电耦合动力学模型建模正确合理；控制器对机构位移和伺服电机转距良好的控制。
关键词：并联机构；机电耦合系统；动力学模型；仿真中图分类号：TH113.2文献标识码：A 文章编号：1004-731X (2007) 19-4599-05Electromechanical Coupling Dynamic Simulationof 6UPS Parallel ManipulatorWU Jian-xin1, LI Qiang1, ZHANG Hui2(1.Mechanical School of Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051, China;2.Department of Precision Instruments and Mechanology, Tsinghua University, Beijing 100084, China）Abstract: Electromechanical coupling dynamic model of parallel manipulator is a multi-input, multi-output, non-linearity, tight coupling, and complicated electromechanical coupling system. There is no ripe method of dynamic modeling and simulation calculation for parallel mechanism. 6UPS parallel mechanism model including mechanism, servomotor and controller was established by MATLAB software. Servo controller was designed and controller parameters were fine-tuned.The results of computer simulation validate the rationality of modeling of electromechanical coupling dynamics and show the optimal control of the mechanism’s displacement and torque of the servomotor by controller.Key words: parallel manipulator; electromechanical coupling system; dynamic model; simulation引言并联机构是机器人技术和现代数控机床技术结合的产物。
UPS逆变器的软件设计和控制策略
UPS逆变器的软件设计和控制策略：系统软件主要分为主程序和中断服务子程序两部分。
主程序由初始化模块、开机延时模块、采样保护模块、调节器模块等几个部分组成，另外主程序中还有对一些数据进行处理程序以及前面切换部分所述的超时切换程序，数据处理程序包括为了节省中断资源，对中断中AD采样的数据的处理计算和对通信接收数据的处理。
中断程序模块的任务是完成SPWM波形的发出，完成电压、电流和温度等各项数据的AD采样，与市电电压的锁相同步并进行切换操作的控制。
由于中断资源有限，对各参数的AD采样不可能每次中断都要完成一次，所以除重要参数外（输出电压和电网电压），其他参数都采用每两次中断采样一次的方法。
以下是UPS逆变的控制策略：1、UPS逆变器输出电压的平均值反馈控制UPS逆变系统实质上也是一种控制系统，对于本系统输出电压来说，其扰动量主要是负载变化和蓄电池的电压变化，蓄电池电压在短时间内可以视为定值，负载的变化为本系统的主扰动。
根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变就应该引入哪个物理量的负反馈，所以，闭环逆变系统采用的是电压闭环控制。
通过测量输出反馈的电压量与给定量进行比较，经过调节器控制计算输出，最终改变SPWM输出脉宽，从而使输出跟随给定变化，负载扰动是被负反馈包围在前向通道上的，控制结构能够抵抗负载扰动变化。
对于调节器来说，数字化PI调节器是目前应用最广泛、最为成熟的一项技术，已经在逆变系统中得到了很好的应用。
由于逆变系统中的负载扰动均为电参量，动态响应要快，PI控制算法中的参数选择至关重要，在设计过程中应合理选择调节器参数，使系统的控制适应性、快速性好，并有较强的鲁棒性。
2、UPS逆变器输出电压波形的补偿在逆变主电路中，为防止同一桥臂的两个功率开关管出现直通现象，往往采取关断一功率管后延时一段时间再开通另一功率管的方法，这中间延时的时间就形成了死区，死区的存在势必会造成输出电压波形的畸变，尤其对零点附近波形的影响，系统采取优化存储在MR16单片机ROM中的正弦表值的方法对死区进行补偿，以实现平滑的正弦电压波形输出。
基于MATLAB的逆变电源的仿真分析与开发
基于MATLAB的逆变电源的仿真分析与开发摘要：逆变器能将将直流电逆变成交流电供给负载。
在设计时，可借助MATLAB进行建模、仿真，能直观、简单地分析、检验逆变器的输出频率和幅度是否达到设计要求。
关键词：逆变器建模仿真1、逆变器简介1.1逆变器的定义定义：逆变器就是能将将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载的电路，逆变器能输出近似正弦波的频率和幅度均可调节的正弦电压来。
1.2逆变器的应用①可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流电动机调速。
②可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为不间断电源（UPS）。
航空机载电源、机车照明，通信等辅助电源也要用CVCF电源。
③可以做成感应加热电源，例如中频电源，高频电源等。
2、逆变电路的工作原理逆变电路如下图1-A所示。
当开关T1、T4闭合，T2、T3断开：u O=U d；当开关T1、T4断开，T2、T3闭合：u O=－U d ;当以频率f S交替切换开关T1、T4和T2、T3时，则在电阻R上获得如图1-B所示的交变电压波形，其周期Ts=1/f S，这样，就将直流电压E变成了交流电压u o。
u o含有各次谐波，如果想得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波获得。
该图中主电路开关T1~T4，实际是各种半导体开关器件的一种理想模型。
逆变电路中常用的开关器件有快速晶闸管、可关断晶闸管（GTO）、功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅晶体管（IGBT）等。
3、逆变器在MATLAB中实现3.1仿真模型的建立根据逆变器的工作原理图，将四个开关T1~T4用 IGBT来替代，加上直流电压源、脉冲发生器及测量输出电压波形的示波器等模块，构成如下图2所示的仿真模型。
3.2参数设置直流电压源幅值设置为默认值100V。
四个IGBT的缓冲电阻RS和缓冲电容均设为inf。
控制IGBT1、IGBT4的脉冲发生器周期Period设置为0.001S，相位延迟Phase delay时间为0S，控制IGBT 2、IGBT3的脉冲发生器周期Period也设置为0.001S，相位延迟Phase delay时间为0.0005S，负载电阻R为100Ω。
大功率UPS的Saber仿真及研究
刘焱海哈尔滨工业大学深圳研究生院1.引言大功率UPS是电力电子行业的高端产品，他拥有很高的技术含量，随着功率器件和微电子技术的发展，数字控制技术和现代控制理论等大量的新技术在大功率UPS中得到应用，UPS已经从简单的后备电源发展成为高可靠性配电系统的核心。
大功率UPS开发的技术复杂性和难度较中小功率都要高。
目前只有一些世界知名公司有设计和制造能力，成为衡量一个电气公司技术水平的重要标志，其关键技术主要包括整流器、逆变器的功率变换拓扑及各自的控制方法。
本文介绍了当今世界上功能强大的电力电子防真软件之一Saber仿真软件，通过它建立了大功率UPS的Saber模型，对大功率UPS的功率变换拓扑及控制方法等关键技术进行了仿真，实验结果验证了仿真模型的有效性，对UPS的开发具有理论指导意义。
2.系统的Saber模型描述Saber仿真软件是电力电子领域功能强大的仿真工具之一，它由模块化构建，模块之间可以灵活地结合在一起成为适合特定用户的一组工具，称为Saberdesigner。
Saber拥有极其丰富的通用器件模型库，通过这些模型来描述目标系统，仿真器进而将由模型建立的系统转变为一系列的微分方程，并使用梯形法来解这一系列变系数非线性时变微分方程。
如果器件库中没有包含需要的特定模型，Saber也提供了方便的解决途径，一般地有两种方法。
(1)等级建模法(Hierarchical Model)。
当模型不存在或者已有模型的特性描述不精确时，可考虑用其他多个模型来搭建该模型，该方法即为等级建模。
典型的例子如变压器的建模，用户可以通过调用磁芯(core)、绕组(winding)等器件，实现者如DY、DZ 等各种绕接方式和内部磁路，并对器件配置特定的参数而建立较为完备的变压器模型。
这种方法不需要使用建模语言，建模简单快速，物理意义清晰明确。
缺点是可能导致仿真效率低，仿真运算不收敛。
(2)MAST(MAST Modeling Language)。
基于6-UPS并联构型的运动学建模与仿真
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４ 结 论
本 文利 用虚拟 仿真 分析软 件强 大的建 模和 分析功 能 ，对 并联机 构进 行仿真 ，并对 速度 加速度 和位 移分析 ，并对 模型参 数进 行了优
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UPS供电系统可靠性仿真模型的构建与分析
UPS供电系统可靠性仿真模型的构建与分析1. 引言UPS供电系统（Uninterruptible Power Supply，以下简称UPS）作为一种保证电力持续供应的设备，在现代社会中扮演着重要的角色。
为了提高UPS供电系统的可靠性，构建可靠性仿真模型并进行分析是一种有效的方法。
本文将介绍UPS供电系统可靠性仿真模型的构建与分析方法，并提供一些实用的案例分析。
2. 可靠性仿真模型的构建2.1 系统可靠性分析方法选择在构建UPS供电系统可靠性仿真模型之前，首先需要选择合适的系统可靠性分析方法。
常用的方法包括故障树分析（FTA）、事件树分析（ETA）和可靠性模型。
2.2 故障树分析（FTA）故障树分析是一种用于系统可靠性分析的常用方法，通过构建故障树图来分析系统的故障模式和原因，为系统的可靠性评估提供依据。
在UPS供电系统中，常见的故障模式包括输入电源故障、电池故障和逆变故障等。
2.3 事件树分析（ETA）事件树分析是一种用于系统可靠性分析的方法，通过构建事件树图来建立系统的故障序列，并分析系统达到指定状态的可能性。
在UPS供电系统中，典型的事件包括输入电源故障导致的UPS工作、逆变故障导致的UPS无法提供持续电力等。
2.4 可靠性模型可靠性模型是一种用于系统可靠性分析的方法，通过建立系统的数学模型来评估系统的可靠性。
常用的可靠性模型包括可靠性块图、Markov模型和Monte Carlo 模拟等。
2.5 仿真模型的构建根据选择的可靠性分析方法，开始构建UPS供电系统的可靠性仿真模型。
首先，确定系统的各个组成部分，包括输入电源、电池组和逆变器等。
然后，建立各个组成部分之间的关系、故障模式和参数。
最后，利用合适的仿真工具进行仿真分析，得到系统的可靠性评估结果。
3. 可靠性仿真模型的分析3.1 可靠性评估指标在进行可靠性仿真模型分析之前，需要确定可靠性评估指标，常用的指标包括可用性、平均失效间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）等。
在线式UPS逆变电路的设计
在 线 式 ＵＰ Ｓ系 统 的 基 本 构 成 是 整 流 器 、 电 池 组 、 Ｃ 蓄 Ｄ 如图 ２ 示。 所 Ｄ Ｃ变 换 器 、 变 器 、 态 转 换 开 关 和 充 电 器 如 图 １所 逆 静 在 图 ２中 ， 制 电 路 芯 片 Ｓ ３ ２ 控 Ｇ ５ ４产 生 Ｐ ＷＭ 信 号 ， 提 示。 供 输 出 波 形 给 驱 动 电 路 ， 而 使 全 桥 电路 交 替 导 通 ， 降 压 从 经 在 图 １中 ， 池 组 是 作 为 在 停 电 时 逆 变 器 工 作 的 供 电 电 变 压 器 后 ， 现 交 流 输 出 ， 成 整 个 电路 逆 变 的 实 现 。 实 完 电 源 ； Ｃ Ｄ 直 流 变 换 器 是 将 蓄 电 池 的 直 流 低 电 压 提 升 到 Ｄ ／Ｃ Ｓ ５ ４由 ＋ １ Ｖ 稳 压 电 源 提 供 电 压 ， Ｇ３ ２ ２ ６脚 和 ７脚 的 电 完 全 符 合 逆 变 器 输 入 所 要 求 的 较 高 电 压 ； 变 器 是 用 来 将 阻 Ｒ３和 电 容 Ｃ 逆 １构 成 振 荡 器 外 接 电路 ， １ 输 出 ５ 电 压 ， 脚 ６ Ｖ 直 流 转 换 为 正 弦 交 流 （ 滤 波 后 输 出 为 低 失 真 度 的 正 弦 波 经 经 Ｒ１和 Ｒ ２组 成 基 准 电 压 分 压 器 。 Ｄ ／ Ｃ 变 换 采 用 单 相 ＣＡ 电压） 。充 电器 是 给 电池 充 电 的 。静 态 转换 开 关 Ｓ １和 Ｓ 是 ２ 输 出 ， 桥 逆 变 形 式 ， ４个 Ｉ Ｆ ４ 全 由 Ｒ ５ ０构 成 桥 式 逆 变 电 路 。 用 来 切 换 逆 变 器 供 电 电 流 的 ， 电 网 供 电 正 常 时 ， ｌ和 Ｓ 即 Ｓ ２ 利 用 三 极 管 ９ １ 、 ０ ２给 ＭＯＳ Ｅ 管 提 供 稳 定 的 控 制 电 ０３ ９１ ＦＴ 同 时 闭 合 ， 力 给 逆 变 器 和 电 池 充 电 ； 网 供 电 出 现 故 障 压 ， 而 驱 动 两 组 ＭＯ Ｆ Ｔ 管 交 替 饱 和 导 通 。 由 于 电 电 从 ＳＥ 时 ，２闭 合 ， 时 电池 提 供 电 力 至 逆 变 器 ； 当 逆 变 器 故 障 Ｓ 此 而 Ｓ ５ ４的 输 出 驱 动 波 形 的 Ｄ＜ ５ ， 证 逆 变 的 驱 动 方 波 Ｇ３ ２ Ｏ 保 无 输 出 时 ，１和 ｓ ｓ ２同 时 打 开 ， 载 的 电力 由旁 路 供 给 。 负 有 共 同 的 死 区 时 间 。 最 后 经 降 压 变 压 器 后 ， 现 了 整 个 电 实 路板 或电池欠 压造成混乱 ， 须对 系统 进行初 始化 清 除 ， 必 清 除 前 应 注 意 做 好 数 据 拷 贝 记 录 ， 初 始 化 后 故 障 仍 无 法 排 若 除 ， 进行硬 件诊断 。 则 ３ ２ 更 改 参 数 、 序 更 正 法 ． 程 系 统 参 数 是 确 定 系 统 功 能 的 依 据 ， 定 错 误 就 会 造 成 设 干 扰 可 以采 用 电 容 滤 波 法 ， 过 这 些 预 防 性 措 施 来 减 少 电 通 源板 的故 障。
UPS逆变控制系统设计(1)
UPS 逆变控制系统设计(1)肖永利（2001-8-7）摘 要：本文主要讨论了UPS 逆变控制系统的设计方法和步骤。
首先建立了逆变系统的数学模型，根据逆变自身动态特性，确立了引入电容电流反馈和电压反馈的控制结构。
在此基础上，分析了系统参数对控制特性的影响。
结合C6KNN 机种的逆变控制系统设计过程，对设计中遇到的各种实际问题的产生原因和相应的控制参数调整思路做了分析和解释，其中包括系统延迟、瞬投RCD 载电压上冲、限流以及卸载电压上冲等问题。
本文最后对现有的遗留问题做了总结并确定了问题的解决方向。
1 数学模型2V dc 图1 单项半桥UPS 逆变系统图1为单项半桥UPS 逆变电路原理图，为了研究方便，这里设负载为阻性R ，取电容电压c v 和电流c i 为状态变量，则由图1可列写出逆变系统的状态方程为：)(/10/1/1/10t u L i v RC L C i v c c c c ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡&& （1） 其中)12()(*-=S V t u dc （2）1±=*S 表示逆变开关管轮流导通的开关函数，dc V 为BUS 电压幅值。
对逆变系统而言，当开关管的动作频率远远大于其PWM 调制信号m v 的频率时，则开关函数*S 就可近似用如下的占空比)(t σ来表示[1]。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=≈1)(21)(*t m V t v t S σ （3） 式中t V 为载波的幅值。
由式（2）和（3）可得：)()(t v K t u m pwm = （4） 式中：tdc pwm V V K =即为PWM 放大系数。
由式（1）和（4）可得调值信号m v 到电容电压c v 的传递函数)(0s G 为：1)/()(20++=s R L LCs K s G pwm（5）上述逆变模型是在阻性负载情况下得到的，模型参数与负载R 大小有关，因此逆变模型的参数具有不确定性。
物流仿真逆变函数法的基本原理
物流仿真逆变函数法的基本原理物流仿真逆变函数法是一种基于数学模型和仿真技术的物流优化方法。
它通过建立物流系统的数学模型，采用逆变函数法进行仿真分析，从而找到最优的物流方案。
下面将详细介绍物流仿真逆变函数法的基本原理。
一、引言物流管理是现代企业中非常重要的一个环节，它涉及到供应链的各个环节，包括采购、生产、仓储和配送等。
为了提高物流系统的效率和降低成本，需要进行合理的物流规划和优化。
而物流仿真逆变函数法就是一种能够帮助企业实现这一目标的方法。
二、物流系统建模物流系统建模是物流仿真逆变函数法的第一步。
在建模过程中，需要将整个物流系统抽象成一个数学模型。
这个数学模型可以包含各种参数和变量，例如供应商数量、产品需求量、运输距离等。
通过对这些参数和变量进行合理的设定和调整，可以更好地描述实际的物流系统。
三、逆变函数方法逆变函数方法是物流仿真逆变函数法的核心部分。
它主要用于对物流系统进行仿真分析，以找到最优的物流方案。
逆变函数方法的基本思想是通过对各种因素进行逆向分析，找到使目标函数最小化的最优解。
四、目标函数设定在物流仿真逆变函数法中，需要设定一个目标函数来衡量物流系统的效率和成本。
这个目标函数可以根据实际情况选择不同的形式，例如最小化总运输成本、最小化总运输时间等。
通过设定合理的目标函数，可以将问题转化为一个数学优化问题。
五、参数调整和优化参数调整和优化是物流仿真逆变函数法的关键步骤。
在这一步中，需要对模型中的各种参数进行调整和优化，以找到使目标函数最小化的最优解。
这个过程通常采用迭代算法来实现，例如梯度下降法或遗传算法等。
六、仿真验证仿真验证是物流仿真逆变函数法的最后一步。
在这一步中，需要对得到的最优解进行仿真验证，以确保其在实际应用中具有可行性和有效性。
通过与实际数据进行比较和分析，可以评估模型的准确性和可靠性，并对模型进行进一步的改进和优化。
七、应用案例物流仿真逆变函数法已经在许多实际的物流系统中得到了应用。
不间断电源逆变器电路仿真研究【精选】
不间断电源逆变器电路仿真研究摘要：本文分析了不间断电源中逆变器电路设计的一种方法。
UPS是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备，在USP的主电路中逆变器，输出为三相四线制，三相四线式电路的每一相都是独立的，相互之间不存在耦合关系，因而可以把三相逆变器看成是三个输出电压互差120度的单相半桥逆变器组合在一起。
由于三相之间没有耦合关系，因而控制相对简单，单相逆变器的控制方法可以直接用在这里。
考虑到三相之间的独立性，本文以单相半桥逆变器为对象分析了电路设计与建模。
关键词：单相半桥逆变器；不间断电源；建模仿真Study on simulation of uninterrupted power invertercircuitAbstract：In this paper the uninterrupted power supply circuit design of inverter of a kind of method. UPS is a digital and analog circuits, automatic control inverter and maintenance free storage device in one of the power electronic equipment, in the main circuit of USP inverter, output for three-phase four-wire type, making three-phase four-wire type circuit of each phase are independent of each other, does not exist between coupling relation, thus can put three-phase inverter as three output voltage mutual difference 120 degrees of single-phase half-bridge converter together. Because no coupling relationship between three-phase, thus controlling relatively simple, single inverter control method can be directly used here. Considering the independence, between three-phase with single-phase half-bridge converter for object analysis circuit design and modelling.Keyword: single-phase half bridge inverter ；UPS；simulation0 引言不间断电源（UPS）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。
物流仿真逆变函数法的基本原理
物流仿真逆变函数法的基本原理一、引言物流是现代经济中不可或缺的一部分，它涉及到产品的生产、运输、仓储和配送等环节。
为了提高物流效率和降低成本，物流仿真逆变函数法被广泛应用于物流系统的优化和决策中。
本文将介绍物流仿真逆变函数法的基本原理及其在物流系统优化中的应用。
二、物流仿真逆变函数法的基本原理物流仿真逆变函数法是一种基于仿真和逆变函数的优化方法，通过建立物流系统的数学模型，利用仿真技术模拟物流系统的运行过程，然后通过逆变函数分析物流系统的性能指标，最终确定最优决策方案。
2.1 仿真技术仿真技术是物流仿真逆变函数法的核心工具，它可以模拟物流系统的运行过程，包括生产、运输、仓储和配送等环节。
通过仿真技术，可以获取物流系统的各项性能指标，如运输时间、库存水平、订单满足率等。
2.2 逆变函数逆变函数是物流仿真逆变函数法的数学基础，它可以将物流系统的性能指标转化为决策变量的函数。
通过逆变函数分析，可以确定物流系统的最优决策方案，如最优的生产计划、最优的运输路线等。
三、物流仿真逆变函数法的应用物流仿真逆变函数法在物流系统的优化和决策中具有广泛的应用价值。
以下是该方法在物流系统中的几个典型应用案例：3.1 生产计划优化通过建立物流系统的仿真模型，可以模拟不同生产计划对物流系统性能的影响。
利用逆变函数分析，可以确定最优的生产计划，以达到最佳的物流效果和成本控制。
3.2 运输路线优化物流系统中的运输路线对物流效率和成本有着重要影响。
通过仿真技术，可以模拟不同运输路线的运输时间、运输成本等指标。
利用逆变函数分析，可以确定最优的运输路线，从而提高物流效率和降低运输成本。
3.3 仓储优化仓储是物流系统中重要的环节，对物流效率和成本有着直接影响。
通过仿真技术，可以模拟不同仓储策略对物流系统性能的影响。
利用逆变函数分析，可以确定最优的仓储策略，以提高仓储效率和降低仓储成本。
3.4 配送策略优化配送策略是物流系统中的关键环节，对订单满足率和配送成本有着重要影响。
正弦波UPS中逆变电路结构及SPWM方法
正弦波UPS中逆变电路结构及SPWM方法
正弦波UPS中逆变电路结构及SPWM方法
前言
逆变电路是UPS电源的核心电路。
作者在剖析若干知名厂家生产的UPS电
源电路的基础上，对UPS电源中的逆变电路进行了探讨。
本文所涉及的电路，是这些厂家技术人员多年技术经验的结晶，并且经历过大量产品投放市场后的考验，具有很好的参考价值。
作者在此发表出来，供业内人士和有兴趣者参考。
UPS电源有很多分类，作者根据业内的习惯，将UPS电源分为工频机和高频机。
本文中的工频机和高频机采用的都是正弦波逆变电路，输出的都是正弦波电压，并且都是在线式结构。
文中只涉及正弦波逆变电路，以下简称逆变电路。
逆变电路的结构
逆变电路由正弦波SPWM调制电路和功放电路组成。
1 工频机所采用的逆变电路的结构图
图1所示为工频机所采用的逆变电路的结构图。
由图可见，工频机逆变电路中右侧的功放电路采用的是全桥式功放电路，这种功放电路需要正弦波调制电路提供4路相互独立的SPWM驱动信号。
在左侧的正弦波调制电路中，用正
弦波信号去调制三角波信号，得到4路独立的SPWM信号，经隔离驱动后送
至功放电路。
在这种结构中，每一桥臂功率管的数量视输出功率而定，当输出功率较小时，功率管采用MOS器件，输出功率大时，采用IGBT模块。
2 高频机所采用的逆变电路的结构图。
Delta变换型UPS的仿真研究
是 由串联 补偿 变压 器 、 ｌ Ｄｅｔ ａ逆变器 、 主逆 变器 、 主
静 态开关 、 旁路 开关 以及 蓄 电池组等 多部 分构 成 。
Ｄｅ ａ逆变 器 通 过 串联 补偿 变 压 器接 在 电路 的输 ｌ ｔ 人端对市 电输 入量 进 行 连 续 的监 视 和 补偿 ， 逆 主 变 器在 电路 的输 出 端与 负 载 并 联 ， 对输 出量 进 行
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌａ Ｉ ｖ ｒ ｅ ｉ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｆＤｅ ｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ＵＰＳ
Ｌｉ ｅｇａ ｇ Ｓｈｅ ｏ ｕＷ ｉ ｎ ｎ Ｓ ｎｇｈ ｕａ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｈ ｏ ｐｏ ｉｉ ｎｄ ｆ ａ ｕ ｅｓｏｆＤ ｅｔ ｎ ｅｒｅ ＰＳ ｗａｓｐｒ ｓ ｎｔ ｄ， ａ ｈ ｈｅ ｒ ｄ ｉ ｐｏ — ｓｒｃ ： ｅｃ ｍ ｓｔｏｎｓａ ｅ ｔ ｒ ｌａ ｉ ｖ ｔ ｒＵ ｅｅ ｅ ｎｄ ｔ ｅ ｔ ｏ ｙ ａｎ ｍ ｒ
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图 １ Ｄｅ 行短 时供 电 。因此 ， Ｓ成 为重 要 负载 设 ＵＰ
备必不 可少 的配套 设施 。
Ｄｅ ａ 变技 术是 一项产 生于 ２ ｌ 逆 ｔ Ｏ世 纪末 的新 技术 ， 于此 种逆 变技 术 的 Ｄ ｌ 基 ｅｔ ａ变换 型 ＵＰ Ｓ具
维普资讯
电 气传 动 ２ ０ ０ ７年 第 ３ 卷 第 ８期 ７
Ｄｅ ａ变 换 型 ＵＰ ｌ ｔ Ｓ的仿 真 研 究
Ｄｅｔ 变 换 型 ＵＰ ｌａ Ｓ的仿 真研 究
刘 维罡 沈 颂 华
北京航 空航 天 大学
摘要 ： 简单 介 绍 了 Ｄ ｌ 变 换 型 ＵＰ ｅａ ｔ Ｓ的组 成 和 特 点 ， 而 详 细 分 析 了 并 联 主逆 变 器 和 串 联 Ｄｅ ａ 变 器 进 ｌ逆 ｔ 的 工作 原 理 及 其 在 ＵＰ Ｓ系统 中 的 重要 作 用 。 同 时对 主逆 变器 和 Ｄ ｌ 逆 变 器 的 Ｓ Ｗ Ｍ 控 制 器 建 立 了数 学 模 ｅｔ ａ Ｐ 型 。最 后 通 过 对 主 逆 变 器 和 Ｄ ｌ ｅ ａ逆 变 器 的 仿 真 结 果 的 详 细 分 析 ， 证 了 Ｄｅ ａ 换 型 ＵＰ ｔ 验 ｌ 变 ｔ Ｓ整 机 运 行 方 式 。 关 键词 ： ｅ ａ 变技 术 Ｄｌ 逆 ｔ 不 问 断 电源 主 逆 变 器 Ｄ ｌ 逆 变 器 ｅｔ ａ
大容量应急不间断(UPS)电源车承载平台设计优化及仿真分析
大容量应急不间断（UPS）电源车承载平台设计优化及仿真分析为了设计出一款符合使用性能的UPS(Uninterruptible Power Supply即不间断电源)电源车的承载平台,首先使用传统的设计方式,设计出一款UPS电源车所使用的承载平台。
之后通过ANSYS软件经过模拟分析从而设计出全新的符合要求的承载平台。
对重新设计的承载平台进行静力学分析,需要结合电源车一般的使用场景,因此本次模拟了四种典型的工作状况,分别是当电源车保持匀速前行时的满载弯曲工况;当电源车行驶过不平整路面时的满载扭转工况;当电源车遇到紧急状况下制动的工况;当电源车遭遇需要紧急避让的紧急转弯工况。
通过对在这四种工况下的承载平台进行分析计算得出承载平台的刚度与强度的状况,这个状况是评价一个承载平台是否具有可用性的非常重要的参照,可以明确平台是否满足了预先设定的条件,以及具体的未满足条件的位置,方便后期对其进行改进优化。
承载平台是电源车中最为重要的组成部分,其上方是设备,下方是车架。
因此在电源车行驶时,平台会受到大量不同频率外部激励,可能与平台本身发生共振,影响整车的性能。
因此,需要通过对承载平台进行模态分析,得到承载平台的前六阶固有频率与振型。
并且以模态分析为基础,对承载平台进行了谐响应分析,以此来检验在受到正弦载荷时,承载平台的响应。
因为电源车并非仅在平坦路面行驶,还需要满足复杂路面的行驶要求。
所以在振动分析的时候,一般选择电源车在混凝土路面与在碎石路面行驶的两种状况,之后针对这两种状况下的承载平台来分别进行随机振动分析。
经过随机振动分析可以得出承载平台在不同的路面状况之下的应力与形变。
根据随机振动的模拟分析结果可以发现,当电源车行驶时,路面会给予电源车更大的随机载荷,对承载平台产生更大的影响。
为了达到优化承载平台的目的采用ANSYS Workbench中的拓扑优化方式,通过拓扑优化的计算分析,并且根据实际的生产情况与成本考虑,修改优化了承载平台,之后再对优化之后的承载平台展开静、动力学分析,模态分析,随机振动分析以及车辆实验。
UPS逆变器的重复控制器参数的仿真分析
UPS逆变器的重复控制器参数的仿真分析1 引言 在逆变器中，采用SPWM技术,虽然控制方法简单，且易实现,但是同时也带来了很大的谐波成分。
为了使逆变器输出在任何负载下都能够保证很高的精度，降低THD，提高系统的动态响应，一些复杂的控制思想已在逆变器的控制系统中得以应用，如滑模变结构控制、极点配置、模糊控制等。
重复控制策略最初是用于机械运动领域，但近年来其在逆变器中应用的优势越来越受到关注。
这是由于在逆变器中，因非线性负载等众多因素引起的干扰一般都为高频且具有周期性，最终这种性质的干扰将导致输出波形的失真并具有重复性，所以利用重复控制器的特殊性质，能够大大消除输出波形的谐波。
本文通过仿真研究，也进一步证明了利用重复控制技术来抑制谐波，降低THD，效果极佳。
但是关于重复控制器中补偿器的设计，通常采用试凑法，尚未总结出一个普遍规律。
本文试图通过进一步探讨补偿器的选择对误差的收敛精度和收敛速度的影响，总结其设计方案，并通过Matlab仿真证明，给出结论。
2 重复控制器原理及参数选取分析 重复控制器能够特别有效地矫正周期性畸变的输出波形,保证输出波形精确跟踪给定。
仿真中，给定为220V,50Hz的参考波，逆变器未加重复控制器前，输出波形参见图1（由于周期性扰动），加了重复控制器后，稳态时的输出波形参见图2。
经对比，重复控制的优点显而易见。
重复控制器的基本框图参见图3，它是基于控制理论中的内模原理，即如果希望控制系统对某一参考指令实现无静差跟踪,那幺产生该参考指令的模型必须包含在稳定的闭环控制系统内部。
它把当前时刻t0输出与给定的误差e0不仅传到A（见图3），而且记忆下来，过了一个周期T后，把t0＋T误差e1与e0相迭加后，传递到控制对象中进行控制，如此反复，即便输出与给定的误差e=0，A处仍有信号。
图3中虚线框中为重复控制器的内模，它实现了误差的记忆功能；N为一个周期内采样的次数，P(z)为逆变器的输出与输入的离散传函，可以通过测绘输出响应曲线获得，或者建立系统状态方程获得；S(z)须自行设计，用来修饰P(z)的参数，它的作用就是在中低频内与P(z)对消，而在高频内使P(z)增益急剧衰减；Q存在于重复控制器的内模之中，它是影响系统稳态精度与误差收敛速度的关键参数，是本文主要讨论的对象；zk是用来弥补系统相位差的一个量。
Delta变换型UPS的控制策略及仿真研究
不间断供电电源（ＵＰＳ）具有稳压、稳频、抗干扰、防止浪涌等功能，更为重要的是当电网停止供电时，ＵＰＳ还可以对负载进行短时供电。
因此，ＵＰＳ日益成为重要负载设备必不可少的配套设施［１］。
Ｄｅｌｔａ逆变技术［２］是一项产生于２０世纪末的新技术，它真正的技术属性是电力调节设备中的串并联电路结构。
１电路结构Ｄｅｌｔａ变换型ＵＰＳ（如图１所示）的结构［３］主要是由串联补偿变压器、Ｄｅｌｔａ变换器、主变换器、主静态开关、旁路开关以及蓄电池组等部分构成。
Ｄｅｌｔａ变换器通过串联补偿变压器接在电路的输入端对市电输入量进行连续的监视和补偿；主变换器在电路的输出端与负载并联，对输出量进行连续的监视和补偿，和传统ＵＰＳ相比是一种双在线调整。
Ｄｅｌｔａ变换型ＵＰＳ技术具有以下优点：负载从并联主变换器的输出获得电压且电压稳定；串联Ｄｅｌｔａ变换器只对市电输入电压与标准额定电压之间的差值进行调整和补偿，Ｄｅｌｔａ变换型ＵＰＳ的整机效率高（市电电压波动的范围在±１５％，所以ＵＰＳ工作时承担的功率小，最大时也仅为系统输出功率的２０％）；功率余量大，能有效实现高功率因数和小谐波电流。
２工作原理Ｄｅｌｔａ变换型ＵＰＳ的电路是一种串并联调整结构（如图２所示三相Ｄｅｌｔａ变换型ＵＰＳ主电路框图）：Ｄｅｌｔａ变换器主要是由Ｄ１～Ｄ６组成可双向四象限工作的三相半桥式高频ＰＷＭ变换器，其输出通过电感（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）、串联补偿变压器（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）和负载串联连接而形成串联调整。
主变换器也是可双向四象限工作的三相半桥式结构，主要由Ｍ１～Ｍ６组成，通过其ＬＦ２、ＣＦ２直接与负载并联从而形成并联调整。
三相市电电压输入为ｕａ、ｕｂ、ｕｃ，蓄电池电压为Ｅｂ，直流侧电压为Ｕｄｃ。
２．１电压补偿工作原理以图３所示说明市电电压波动补偿原理［４］。
如图３（ａ）所示市电输入电压ｕｉ升高，Ｄｅｌｔａ变换器应在其串联补偿变压器的副边侧产生一个负补偿电压ｕｃ，以对市电电压进行负补偿，保持负载电压ｕＬ稳定为标准参考电压ｕｒ不变。
一种小功率 UPS 逆变器的设计与仿真
一种小功率 UPS 逆变器的设计与仿真韩杨杨【期刊名称】《景德镇高专学报》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】The static online system is used in UPS, sin-gle-phase half bridge circuit is chosen for the main cir-cuit of the inverter.The inverter circuit is designed ac-cording to the work principle and modulation way, then modeling and simulation of the inverter designed is made inMatlab/Simulink.The simulation results show that the design of a low power UPS inverter is reasonable and feasible.%UPS采用静态在线式系统，逆变器主电路选择单相半桥电路结构，根据工作原理以及调制方式进行逆变器电路设计，之后在Matlab／Simulink中对所设计的逆变器进行建模仿真，仿真结果表明小功率UPS逆变器的设计是合理、可行的。
【总页数】3页(P20-22)【作者】韩杨杨【作者单位】武夷学院机电工程学院，福建武夷山 354300【正文语种】中文【中图分类】O346.6【相关文献】1.一种小功率UPS逆变器的设计与仿真 [J], 韩杨杨;2.一种适用于小功率可再生能源的单相高频双Buck全桥并网逆变器 [J], 孟准;王议锋;杨良3.一种新型小功率多电平逆变器的研究 [J], 邵松涛;陈宗祥;潘俊民4.多台小功率逆变器光伏并网设计与仿真 [J], 耿爱玲;马亮;吴鹏程5.一种新型小功率光伏并网逆变器设计 [J], 黄杰高;金建良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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目录
1. UPS逆变器原始线路的功能分析
2. 仿真线路方块图
3. 占空比控制的变压器仿真模型
4. PWM调变器的模型
5. 仿真验证
6. 结论
7. Q&A
如图所示系统为UPS脉宽调制逆变器控制方块图，其中包含有三个控制回路：
1.电压调节回路：由桥式变换器、隔离变压器、输出滤波器、负载、电压感应器、补偿器、
PWM调变器和PWM驱动组成，系统的各种动态性能都由此回路负责，补偿器的设计影响主要性能。
2.自动零点补偿回路（AUTO-ZERO CKT)器构成，主要防止变压器饱和。
3.平均电压校正回路（DC-BUS FEEDFORD)：如虚线围成方块所示，主要用来补偿输出电压的稳态误差。
驱动器，逆变器及变压器的PSPICE模型
DC-BUS
PWM波输出
直流电压
PWM波输入
变压器的PSPICE模型
此处 D 代表处死区（dead time)
的修正因数，D近似于1
G D=0.5:电源E D=电压控制
调压器P S P
输
电池模式，实测空载至满载输出特性调整
输
模电池模式，仿真空载至满载输出特性调整
输
模市电模式，实测空载至满载输出特性调整市电模式，仿真空载至满载输出特性调整
6.结论
1. 成功建立全桥电路及其输出变压器的PSPICE 模型
2. 成功建立PWM 调变器的PSPICE 模型
3. 借由加载的实测波形和PSPICE仿真模型的暂态波形比较
来验证了模型的正确性
4. 成功建立UPS逆变器回路的PSPICE 模型有助于
未来设计补偿器及回路的稳定性分析
Q&A
作者介绍：
作者：江伟石，
1.毕业于台湾交通大学电机与控制工程研究所及中欧工商
管理学院（CEIBS）EMBA。
2.曾任台达UPS中国区产品总监，熟悉UPS中国市场及产品。
3.目前服务于施耐德旗下的APC IT事业部中国研发中心高级经理。
4. 对于UPS技术一直十分热衷，是中国UPS国家标准（GB/T 7260.3-2003）及通信用不间断电源UPS行业标准（YD/T 1095-2008）的起草委员之一。