对蓄电池matlab仿真,UPS系统的MATLAB仿真
科 学 论 坛 I■ China science and Technology Review UPS系统的 MATLAB仿真 刘春玉 (武汉 理工大学 4 300 70) [摘 要】UPS系统主要用 于给重要设 备提供不 间断 电源供应，文 中对 UPS系统进行 了MATLAB仿真 。文 中创建 了包括不控整流 、蓄 电池、 升压电路和逆变 电路 的 UPS系统 ，着重对 Bo o st闭环 PWM波 、蓄 电池模型和逆变器 的 sPWM波进行 了 MATLAB设计 ，并且通过实际的仿真波 形对 其进 行 了验证 。 [关键词】UPS MATLAB 闭环 SPWM 蓄 电池模型 中图分类号 ：TP 文献标 识码：A 文章编号 ：1 009—91 4x(2011)25-O014-01 随着科技 的发 展和社会 的进 步 ，生活和 生产 中的设备对 用 电的 要求越来越高。它不仅希望在市电出现故障时，能有其它 能源供电，以 维持负载电能的连续性 ，而且希望在市 电正常 时，能对市电 电源进行 改善， 以消除 电压不稳 、频 率漂 移、波形畸变等不稳定因素 。因此出 现了 UP S【 】即不问断 电源 ，以满 足此类 设备 的供 电需 求。 1．UPS系 统拓扑 结构 UPS系统有 多种 形式 ，以双 变换在 线式为拓 扑结构 ，当市电处 于 1 75v～264V正常值 时 ，公用 电网的电能一方面经过不控整流 、升 压 、逆变 为负载供电，另一方面还给蓄电池充 电；当市电处于低于 175V 或高于 264V或断电的故障状态 时。蓄 电池组先升压然后通过逆变给负 载供 能。 系统拓 扑 结构 如 图 l 所示 。 图 1 UPS系统拓扑结构图 2、USP系统 的 MATLAB设计 2．1闭环 PWM的 MATLAB设计 为 了确 保负载 得到 高稳压 精度 、无波 形畸变 和完全 不受 电网和 蓄电池 电压干扰的输入电压，必须 Boo St升压电路必须采用 闭环 PWM 控制 策略 ，逆变 器输 出 电压 的 幅值作 为 闭环信号 的给 定值 3 1 1 V。 Boost闭环 PWM波 的MATLAB设计如图 2所示 。 叫 图 2 PWM波 的MATLAB 给定电压为 311V，检测实 际逆变器输 出的交流电压的幅值作为 比 较器的反馈值 ，通过 PID调节和 限幅产生调制波，调制波和 三角载波 作比较生成 BooSt的 PWM波。 2．2 蓄 电池的模型 蓄 电池的模型选用 MATLAB的铅酸电池模型 ]，由 30个 1 2V的蓄 电池组成 360V的蓄电池组 。蓄 电池充电器的设计采用双闭环 PWM的控 制策略 ，既检测蓄 电池 的电流也 检测蓄 电池 的电压 ，当蓄电池的电压 低 于 360V时，选用恒 流充电，当蓄 电池 的电压等于 36OV时采用恒压 充电，直至蓄 电池的充 电电流为 0A，表示蓄 电池充满 电。 2．3 SPWM的 UATLAB设计 图 3 SPWht波 的ldATLAB设计 逆变器的 SPWI~t。 波的 ~{ATLAB设计如图 2所示 。选用正弦波发生 器 产生幅值为 0．8、频率 为 5OHZ正弦波作为调制信号，选择三角波 发 生器 产生赋值为 1、频率为 8O0O14Z的双极性三角波作为载波 ，比 l4 I井毒L博克 较后生成调制比 m为 0．8的 PWM1和 PWM2作为开关管 VTl、 VT2和 VT 3、V T4的开关频率 。 3 仿真 结 果及 分 析 3．1 电网供电模式 给定一个 2 50V、4 9H
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