EPS应急电源工作过程仿真分析
根据新型EPS五个工作过程的特点,简要阐述各个过程的控制方案。利用Matlab的Simulink强大的仿真能力,对各个工作过程进行仿真,给出PWM整流器直流侧与交流侧的电压/电流仿真波形图,并进行简单分析。
3.2.1 恒压充电与浮充仿真分析
恒压充电与浮充的控制系统采用双环结构,即电流内环和电压外环,电压外环采用PI凋节,使蓄电池的端电压跟踪给定电压值。内环采用P调节,进行电流正弦波和高功率因数控制。
蓄电池在充电过程中,对电网来说,蓄电池是一个负载,高功率闪数控制时,PWM整流器网侧电流跟踪电压信号。从图3和图4中可以看出,蓄电池充电初期,电流幅值较大,当t=0.1s时。电流幅值减少,蓄电池端电压达到稳态值;当蓄电池由恒压充电到浮充电(电压稍降)时,蓄电池有短暂的放电过程,即t=0.25s处电流与电压反相;蓄电池进入浮充状态后,充电电流明显降低。
3.2.2 恒流充电与有源逆变仿真分析
恒流充电与有源逆变的控制系统也是由双环结构,内环是电流环(交流),采用P调节,达到交流侧的电流为正弦波和高功率因数,而外环仍然是电流环(直流),采用PI调节,控制直流侧的电流跟踪给定信号,实现恒流充电或者有源逆变功能。
图5和图6是40A的恒流充电到40A的有源逆变仿真的电压/电流波形。在恒流充电过程,交流侧电压与电流同相,蓄电池吸收电网能量;在有源逆变过程,交流侧电压与电流反相,蓄电池给电网供电,放电电流基本恒定,可以进行蓄电池容量测量。
3.2.3 无源逆变仿真分析
无源逆变即蓄电池给负载供电的过程。跟其他一般逆变控制方法相同,控制输出电压的频率与幅值不变。从图7可以看出,当t=0.2s时,并联一个电阻,模拟负载的扰动,逆变电压的波形基本不变,可见逆变电源有一定的带负载能力,鲁棒性较好