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不间断电源UPS (Uninterrupted Power Supply)以前端整流器、储能装置(常以蓄电池组储能)和逆变器为核心,可在电网输入发生故障时短时间内为后级用户继续供电。前端整流器作为UPS电源的核心装置之一,在为后级逆变电路提供高质量电能的过程中起着关键作用。本文以UPS电源中整流充电技术的实际应用为背景,在深入了解PWM整流器和蓄电池充电器的基本原理、结构、特点等相关理论知识的基础上,以TI公司生产的数字信号处理器TMS320F2812为控制芯片,设计了一种基于三闭环控制的UPS电源前端整流装置。本文主要工作内容如下：首先,对UPS电源的组成、功能、分类和基本原理做了简单介绍,描述了PWM整流器和蓄电池充电电路的工作原理、拓扑结构和控制策略。并分别在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下建立了UPS电源前端整流器的数学模型。对UPS电源前端整流器中的关键控制原理如空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理、功率因数校正和谐波抑制等技术进行了深入研究和分析。其次,以三相电压型PWM整流器拓扑为主电路拓扑结构,摒弃了传统UPS中蓄电池充电电路后级的DC/DC变换电路,集整流和充电于同一拓扑结构。在整流环节植入传统预测电流控制技术,对网侧输入进行功率因数校正和谐波抑制。在蓄电池充电环节引入三段式充电方式,即限流充电、均充充电和浮充充电。限流充电为恒流充电,在传统预测电流控制策略的双闭环基础上添加充电电流PI环形成三闭环控制,即主电路电流外环、直流电压PI内环和充电电流PI内环。主电路电流外环应用相位跟踪技术,矫正网侧电压电流相位,直流电压PI内环和充电电流PI内环组成双级PI调节器,使直流输出电压跟踪指令电压值、直流充电电流跟踪指令电流值,实现直流输出电压稳定可调以及蓄电池稳流充电环节。均充充电和浮充充电均为恒压充电过程,UPS电源前端整流器在传统预测电流算法控制下工作于PWM整流状态为蓄电池组充电。最后,针对设计要求,在实验室搭建UPS前端整流器实验样机,在40kW阻性负载条件下对UPS电源前端整流器进行了整流系统实验,在20kW阻性负载条件下为17块铅酸蓄电池进行三段式充电实验,实验结果验证了传统预测电流控制和三闭环控制的可行性和优越性。