三相PWM整流器在馈能式电子负载中的应用研究

发布时间：2020-05-23 23:45

【摘要】：随着电力电子技术的发展,各种电源出现在我们的视野中,为我们的生活带来了便利。众所周知,电源产品在生产过程需要对各种特性以及指标进行测试,传统的测试方法存在诸多弊端,比如负载特性单一、参数修改不便、负载精度低、大功率测试能量浪费严重等,而馈能式电子负载的出现克服了传统测试方法的缺点,具有负载精度高、灵活性强、绿色节能以及智能化等诸多优势。本文针对三相电源的测试,研究了一种三相馈能式电子负载,为了保证馈能式电子负载的系统完整性,给出了整个系统的总体方案以及工作原理分析。而本文的工作主要集中在前级负载模拟侧,要实现负载模拟有两个关键问题需要解决,即负载模型电流指令的生成与被测电源输出电流的跟踪控制。主要工作如下:首先分析了负载模拟原理与能量回馈原理,针对本文设计指标对主电路参数进行了设计。针对被控对象建立了三相PWM整流器在dq坐标系下的数学模型,并实现解耦。选择基于SVPWM的直接电流控制作为本文的控制策略,分析了SVPWM算法的原理与实现方法,并设计了电流闭环调节器。其次对负载模型及其电流指令的生成进行研究,采用了一种易于数字化实现的递推算法,完成了线性负载与非线性负载在dq坐标系下的电流指令生成,接着给出了负载模拟侧控制系统的硬件与软件的具体实现方案,硬件部分包括驱动电路、辅助电源电路、过流保护电路等的设计。软件部分给出了主程序、中断服务程序的设计思路以及流程图。最终在MATLAB/Simulink中搭建了系统仿真模型,通过对线性负载与非线性负载的仿真模拟,验证了理论分析的正确性以及电流闭环控制系统的合理性。并制作完成了基于STM32F103VCT6控制的20kW三相馈能式电子负载模拟侧实验样机,完成了模拟恒阻抗负载的实验研究,给出了部分实验结果。本文共有图74幅,表9个,参考文献61篇。
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM461

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本文编号：2678134