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1、本科毕业设计（论文）逆变式EPS设计与仿真燕 山 大 学本科毕业设计（论文）逆变式EPS设计与仿真学院（系）：电气工程学院 专 业： 学生 姓名： 学 号： 指导 教师： 答辩 日期： 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院： 系级教学单位： 学号学生姓名专 业班 级应电09-2题目题目名称逆变式EPS设计与仿真题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）。2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容1、学习掌握文献
2、资料查阅技能，调研课题应用背景和技术现状；2、逆变式应急电源（EPS）主体结构设计（单相SPWM逆变器、DC/DC变换器），控制器策略调研与设计；3、主要参数和功能：单相220VAC输入输出；蓄电池（额定120V）储释能控制；应急供电状态切换。（注意：逆变器直流母线电压要求）4、方案设计并PSPICE仿真实现。基本要求1、查阅文献15篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于5千汉字；2、完整的设计方案及相关理论或原理分析，详实的仿真验证与分析；3、符合“撰写规范”的毕业设计论文（不少于2.4万字约40标准页）；4、绘制A0图纸1张（电气图形及文字符号符合国家现行标准）。参考资料1、杨兆华，王坤林
3、. 新型EPS电源工作过程及仿真研究. 现代电子技术, 2007,(8): 11-132、李波，李建明. 集中型应急电源切换时间问题的研究. 低压电气, 2007,(18):8-10,573、其它：利用网络等资源自主查阅相关文献资料周 次第14 周第58周第911周第1215周第1617周应完成的内容查阅文献资料参考方案的收集与整理整体方案设计及原理分析系统参数设计与选择熟练仿真软件仿真实现所设计方案完善设计方案仿真与分析论文撰写绘制A0图准备答辩指导教师：职称： 系级教学单位审批： 年 月 日摘要本文设计了一种单相逆变式应急电源（EPS）系统，它的主要作用是在市电供应出现故障时，能紧急向负载
4、供电，以保障人们的正常生产生活，是一种在紧急断电情况下，可以尽量减小人们损失的产品。本文较为全面的介绍了应急电源（EPS）在国内外的发展现状以及发展趋势，通过EPS与UPS、备用发电机组、自带蓄电池应急灯等的比较，发现EPS相对于其他产品的优越性和广阔的发展前景。设计的主体分为单相不可控整流电路，双向DC/DC变换器，单相SPWM逆变器三个部分。文中对各个部分的电路结构、工作原理以及在EPS系统中发挥的作用进行了详细的分析。最后，在理论的基础上，使用MATLAB软件对设计的EPS系统进行仿真。通过所设计的控制电路对EPS系统的各部分进行控制，以实现在市电正常时，电网给EPS中蓄电池充电，在市电
5、断电时，EPS能迅速转变为放电状态向负载供电的控制方案。关键词单相应急电源，双向DC/DC变换器，SPWM逆变器AbstractA single-phase inverter emergency power supply (EPS) system is presented on this paper, It is main function is to mains supply fails, can the emergency power to the load, To protect peoples normal production and life, is a case of power
6、 failure in an emergency people can minimize the loss of product.This comprehensive introduction to the development of EPS in the domestic and international situation and development trend by comparing the EPS and UPS, backup generators, batteries emergency lights, EPS compared to other products fou
7、nd in the superiority and broad prospects for development. The design is divided into single-phase uncontrolled rectifier circuit, bi-directional DC / DC converter, single phase SPWM Inverter. For each part of the circuit structure, working principle and the role of the EPS system were analyzed.Fina
8、lly, based on the theory, using MATLAB software simulation EPS system designed to verify the feasibility of the design. By designing a detection circuit, a control circuit for controlling the EPS system, Achieve when the electric supply is normal, the grid to charge the battery in EPS. EPS can be qu
9、ickly transformed into a discharged state power to the load control program when the electric supply failure from mains.Keywords Single appropriate emergency power supply, Bi-directionalDC / DC converter, SPWM Inverter目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.1.1课题研究现状11.1.2 选题的意义21.1.3 发展趋势21.2 EPS与相关产品的比较
10、31.2.1 EPS与UPS31.2.2 EPS与发电机组41.2.3 EPS与自带蓄电池应急灯5第2章 基本方案设计62.1 设计思路及结构62.1.1 设计思路62.1.2 EPS基本结构62.2 PWM控制技术简介82.2.1 PWM控制技术及其发展82.2.2 SPWM控制技术82.2.3 SPWM技术原理92.3 小结10第3章 EPS系统主体设计113.1单相不可控整流电路113.1.1 控制原理113.1.2 主要数量关系123.2 双向DC/DC变换器123.2.1 免维护铅酸蓄电池123.2.2 双向DC/DC变换器的结构和工作原理133.2.3 电路参数设计173.2.4
11、建立变换器的小信号模型193.2.5 变换器控制方案设计213.3 单相SPWM逆变器233.3.1工作原理及控制策略243.3.2 双闭环系统的传递函数253.3.3 逆变器的参数设计283.4 小结29第4章 系统仿真304.1 系统分部仿真结果304.1.1 单相全桥不可控整流电路仿真304.1.2 单相SPWM逆变电路仿真314.1.3 双向DC/DC变换电路仿真354.2 EPS系统整体仿真结果374.2.1 市电突然中断情况仿真404.2.2 市电恢复正常情况仿真424.2.3 负载突变情况仿真434.3 小结45结论46参考文献47致谢49附录150附录255附录359附录470
12、附录580第1章 绪论1.1 课题背景1.1.1课题研究现状EPS（Emergency Power Supply）应急电源是电源行业中的一种新型电源产品，现广泛应用于建筑电气、工业电气等外设备用电源设计中。由于具有性能稳定、环保污染小、使用寿命较长、控制简单等优势，在很多建筑电气的备用供电设计中迅速取代了自带蓄电池应急灯、发电机组以及双路市电供电的双电源切换系统。另外，在现代发展节能高效的主旋律下，EPS也广泛应用于各工业的节能技术改造中。CPS概念（具有优化供电模式的UPS，即EPS的雌型）1990年从国外被引入中国，刚开始广州、深圳等地有企业仿制单相5kw以下小型机，主要用于宾馆、大型酒店
13、的应急照明。随着EPS在国内应急供电方面应用的慢慢发展以及三相EPS的引进开发和应用，再有EPS在的容易操控性、高效性、节能性等优势十分突出，得到了国内建筑电气设计行业的大力推广。EPS应急电源是一种在UPS电源基础上发展出来的电源产品，但由于它应用范围与UPS有所不同，所针对的负载特征也完全不同。EPS的具体设计要求和使用与UPS差异较大，不是UPS的升级改装产品1。EPS对切换时间的要求不是很高，且仅具有持续供电功能，配有检测市电电路，市电正常供电时处于休眠状态，在市电断电时转变为逆变状态，电能的利用率较高。EPS应急电源具有以下几点技术优势：（1）安全可靠：用成熟的免维护铅酸蓄电池储能以
14、及PWM逆变器进行电能的转换，整体结构为固定的静态结构；使用成熟的电子技术的电力电子技术、自动控制技术、免维护铅酸蓄电池技术等。（2）自动化、智能化：使用电力电子技术的成熟技术使EPS电源的数字化、信息化、自动化、智能化程度大大提高；容易与信息系统接口，实现应急供电系统的自动化、信息化监控和管理。（3）高速度、高效率：可迅速启动的节能运行模式，市电正常时由市电充电，系统处于睡眠状态，市电异常时立即转为蓄电池放电应急供电，速度快且效率高。而UPS仅有一路输出，一般有三大功能：（1）稳压稳频输出；（2）切换时间要求极高的不间断供电；（3）净化市电。UPS日常工作着重于整流/逆变的双变换电路供电，在逆变器故障或超
