新聞詳情
不同操作模式下調(diào)節(jié)所建議 UPS 不同部分的控制方案
2024-07-17
控制策略
顯示了在不同操作模式下調(diào)節(jié)所建議 UPS 不同部分的控制方案。逆變器和升壓轉(zhuǎn)換器的控制方案在正常和電池供電模式下均保持運行。另一方面，對于單級轉(zhuǎn)換器，控制方案僅在正常操作模式下運行，以便為電池充電以及為升壓轉(zhuǎn)換器供電。
逆變器控制
傳統(tǒng)的全橋電壓源逆變器已用于執(zhí)行直流到交流的轉(zhuǎn)換。SM 控制因其在非線性負載條件下的出色性能而聞名。SMC 還具有操作穩(wěn)定性，并且易于在全橋逆變器中實現(xiàn)。為了控制逆變器的輸出電壓，提出了 SMC 和 PR 的級聯(lián)控制算法來控制逆變器。內(nèi)部電流環(huán)由 SM 控制控制，而外部電壓環(huán)由 PR 控制控制。窄邊界層中的平滑控制律已用于消除抖動 SMC 現(xiàn)象。平滑控制律應用于脈沖寬度調(diào)制器，從而使逆變器的開關頻率固定。因此，所提出的控制器采用了 SMC 和 PR 控制的特性。
滑?？刂破骶哂卸秳舆@一共同的固有特性。抖動會影響控制精度并降低電路效率。為了克服抖動，已經(jīng)實施了平滑的 SM 控制。這可以通過平滑滑動表面附近薄邊界層中的控制不連續(xù)性來實現(xiàn)：
因此，公式 顯示了 SM 和 PR 補償器控制中的動態(tài)行為。電壓環(huán)路中的誤差由適當?shù)?PR 參數(shù)補償，因此，輸出電壓被迫跟隨參考交流電壓，從而導致系統(tǒng)穩(wěn)定，而 SMC 則以最大穩(wěn)定性將系統(tǒng)驅(qū)動至零滑動面。由于電容器誤差電流包含來自電感器的紋波，電流峰值可能達到高值，因此∅∅應仔細指定一個值，以補償電容器高電流紋波引起的斜率。因此，PR 控制器消除了諧振頻率或該頻率諧波的穩(wěn)態(tài)誤差。系統(tǒng)的響應時間??決定了系統(tǒng)的動態(tài)性能和魯棒性。從公式(29)可以清楚地看出，??導致響應時間變慢，而更高的??值雖然增加了響應時間，但需要更長的時間才能到達滑動面。
電池充電器控制
UPS 系統(tǒng)的 AC-DC 轉(zhuǎn)換器充當電池充電器，如圖5所示。在此控制方案中，較快的內(nèi)部電流環(huán)路調(diào)節(jié)電感器電流，使其每個周期的平均值跟隨整流輸入電壓。較慢的外部電壓環(huán)路將電池電壓維持在接近參考電壓的位置，并生成電流環(huán)路的控制信號。AC-DC 轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)態(tài)分析表明，在電網(wǎng)模式下，其性能穩(wěn)定。整流器的狀態(tài)空間方程推導如下：
電流環(huán)路的穩(wěn)定性取決于電流環(huán)路增益，因此需要合適的比例積分 (PI) 控制器????( ?? ) =???? ??+???? ????，用于補償電流環(huán)路。電流環(huán)路增益的波特圖????=????????( ?? ) ·????(?? )考慮到表4所示的電路參數(shù)，得出了電流環(huán)路的增益。為了保證電流環(huán)路的穩(wěn)定工作，比例增益K pi和積分增益K ii的值分別選擇為2.3和1200.圖6a給出了相位裕度為89°的電流環(huán)路增益和整流器穩(wěn)定工作的波特圖。
相關新聞
2025-03-15
2025-03-05
2025-02-23
2025-02-13
2025-02-08
2025-02-03
