变频器三相电子负载系统的设计与实现
本文选题:变频器 + 三相电子负载 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:为测试变频器的电气性能,需为其提供相应的电气负载条件。传统的负载加载过程中,常利用电动机-机械负载或电动机-发电机系统来实现电气负载的加载。这种负载加载系统的结构复杂,加载过程中噪声大。加载所用的能量无法回馈,浪费电能,电网负荷大。本文着眼设计用于变频器电气负载模拟的三相电子负载系统,用静止的电力电子系统模拟电动机运行,进而完全替代旋转的机械负载系统。增加变频器负载模拟的灵活性,可以大幅缩小负载加载系统的体积,简化变频器负载模拟的工序。并且可以实现电能的并网回馈,减小了大容量变频器启动运行时电网的负荷,避免了测试中电能的浪费。为明确变频器负载电流模拟的需求,本文结合相关标准和传统测试项目,确定了电子负载系统所需模拟的负载电流类型。分析了利用电子负载模拟变频器负载电流的可行性与关键问题,并为电子负载系统确定了应对策略。确定了基于离线预计算的负载电流参考获取方法。根据变频器的工作方式以及异步电机的运行特性,确定了变频器带不同类型负载运行时的负载电流特性,归纳出了变频器运行时其负载电流的频率、幅值、相位的变化规律。减少模拟负载电流时对电机模型的依赖,简化了负载模拟时电流参考信号的计算问题。设计了能实现模拟无源负载和有源负载模拟,并且能够实现电能回馈与消耗的电子负载系统拓扑。完成了基于直接电流跟踪的负载模拟控制系统设计,保证了负载电流跟踪的精度和快速性。设计了能量消耗、并网馈能、电网无功补偿的能量处理策略,在不影响负载电流模拟的前提下,将变频器加载测试对电网产生的影响将至最小。最后,搭建了课题方案的系统仿真模型与硬件实验平台,对设计方案进行了仿真验证和实验分析。
[Abstract]:In order to test the electrical performance of the inverter, it is necessary to provide the corresponding electrical load conditions for it. In the traditional load loading process, the electromotor-mechanical load or the motor-generator system is often used to load the electrical load. The structure of the load loading system is complex and the noise is high during the loading process. The energy used for loading can not be fed back, waste electricity, power grid load. This paper focuses on the design of three-phase electronic load system which is used to simulate the electrical load of frequency converter. The static power electronic system is used to simulate the motor operation, and then the rotating mechanical load system is completely replaced. By increasing the flexibility of load simulation, the volume of load loading system can be greatly reduced, and the working procedure of load simulation can be simplified. And it can realize the power grid feedback, reduce the load of the power network when the large capacity inverter starts up, and avoid the waste of the electric energy in the test. In order to clarify the requirement of load current simulation of inverter, the load current type of electronic load system is determined by combining the relevant standards and traditional test items. The feasibility and key problems of using electronic load to simulate the load current of inverter are analyzed, and the corresponding strategies for electronic load system are determined. The load current reference acquisition method based on off-line prediction is determined. According to the working mode of the inverter and the operating characteristics of the asynchronous motor, the load current characteristics of the inverter with different types of load are determined, and the frequency, amplitude and phase of the load current of the inverter are summed up. It reduces the dependence on the motor model when simulating the load current and simplifies the calculation of the current reference signal in the load simulation. The topology of electronic load system which can simulate passive load and active load and realize energy feedback and consumption is designed. The design of load simulation control system based on direct current tracking is completed, which ensures the accuracy and rapidity of load current tracking. The energy processing strategy of energy consumption, grid-connected feed-energy and reactive power compensation is designed. Without affecting the load current simulation, the influence of transducer loading test on the power network is minimized. Finally, the system simulation model and hardware experiment platform of the project are built, and the design scheme is simulated and analyzed.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM921.51
【参考文献】
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,本文编号:1985233
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