能馈型交流电子负载的研制

发布时间：2017-03-29 07:11

  本文关键词：能馈型交流电子负载的研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大功率交流电源在工业生产各个领域中都有着非常广泛的应用,电源在出厂前基于安全性及可靠性考虑,必须进行带载测试。传统带载测试方法为采用大电阻作为电源负载对电源进行放电测试,而大电阻阻值不仅不能实现无级调节,无法模拟电源的实际工作环境,且被测电源通过大电阻转化为热量,使得被测电源极大浪费,同时也引起了严重的发热问题。而后发展的传统交流电子负载测试系统虽然实现了负载的灵活调节功能,但能源浪费问题及散热成本高的现象依然存在。出于提高测试精度、节约能源以及降低散热成本等多方面的考虑,本文研究的新型交流电子负载具有能量回馈功能,首先它能精确模拟真实负载以完成电源带载测试,保障出厂电源的可靠性能;其次,它还可将被测电源所释放出来的电能无污染地回馈到电网中,达到节约能源的目的。本文首先分析了PWM整流器的工作原理,根据其对交流侧电流幅值和相位全面控制、且交流侧可以四象限运行的特点,将其引入到能馈型交流电子负载中。论文中采用具有公共直流母线的两级式电压型PWM整流器作为电子负载的基本拓扑结构,控制方式采用单周期控制策略充分保证电流的跟踪精度及速度。接着,详细讨论了能馈型交流电子负载的工作原理,并在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建了负载模拟器的仿真模型,对比PI控制下的仿真结果进行了静、动态条件下的仿真,得到单周期控制策略电流跟踪效果更好的结论;并针对前级负载模拟部分动态测试过程中电源电压波动引起的并网电流谐波增大问题,完成了能量回馈单元的并网谐波研究;最后进行了硬件电路和相关控制软件的设计,初步验证了能馈型交流电子负载系统的正确性及有效性。
【关键词】：交流电子负载 能量回馈 PWM变换器 交-直-交拓扑 单周期控制
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 交流电子负载拓扑结构发展概况9-12
• 1.3 交流电子负载控制策略综述12-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-18
• 第2章 交流电子负载原理18-29
• 2.1 电压型PWM变换器四象限工作原理18-20
• 2.2 交流电子负载原理及其数学模型20-24
• 2.3 交流电子负载主电路结构24-27
• 2.4 系统整体构架与实现27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 能馈型交流电子负载控制策略研究29-39
• 3.1 负载模拟变换器的控制策略29-35
• 3.1.1 PI控制器的参数设计30-33
• 3.1.2 单周期控制原理及电路设计33-35
• 3.2 能量回馈变换器的控制策略35-38
• 3.2.1 电压外环电流内环的PI双闭环控制结构35-36
• 3.2.2 电压外环PI控制中嵌入死区控制抑制指令电流谐波分析36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 能馈型交流电子负载的仿真研究39-48
• 4.1 负载模拟单元仿真及分析39-44
• 4.1.1 基于PI控制的仿真结果分析39-41
• 4.1.2 基于单周控制的仿真结果分析41-44
• 4.2 能量回馈单元仿真及分析44-46
• 4.3 本章小结46-48
• 第5章 能馈型交流电子负载的实验研究48-66
• 5.1 交流电子负载硬件系统构成48-53
• 5.1.1 交流侧滤波电感48-51
• 5.1.2 直流侧储能电容51-52
• 5.1.3 功率开关管52
• 5.1.4 进线熔断器52-53
• 5.2 检测及控制电路设计53-59
• 5.2.1 IGBT驱动电路55-56
• 5.2.2 检测和调理电路56-58
• 5.2.3 电源转换电路58-59
• 5.3 软件设计59-63
• 5.3.1 系统初始化程序59-60
• 5.3.2 启动前直流侧充电程序60-62
• 5.3.3 主程序62
• 5.3.4 中断程序62-63
• 5.4 实验验证63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 总结与展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 附录 171

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4 丁伏林;陈海燕;;直流电子负载校准方法的分析与探讨[A];江苏省计量测试学会2005年论文集[C];2005年

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7 宋健;陈增禄;张婧;陈战斌;;能量回馈型电子负载的系统研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

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1 江苏 商启民;电子模拟负载简介[N];电子报;2003年

2 四川 赵术敏;器件串并联使用需慎重[N];电子报;2014年

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