1KW单相能馈型直流电子负载的研究与设计
发布时间：2021-05-25 17:33
电源类产品在出厂时都需要进行测试,通常测试都是采用电阻等静态负载进行带载实验,不仅负载模拟的精度不高,还造成了测试电能的大量浪费。而能馈型电子负载可将被测电能大部分回收馈网,同时负载匹配灵活、负载模拟的效果好,其应用越来越广泛。论文首先阐述了能馈型电子负载的研究背景及意义,再从能馈型电子负载的拓扑结构和控制策略两个方面,讲述其发展趋势和目前的研究热点,接着介绍了几家主流公司的能馈型电子负载产品,以1kW单相能馈型直流电子负载为研究对象,研究与设计其硬件电路和控制策略,实现恒流、恒电阻和恒功率三种负载模拟的工作模式,并将测试的电能回收馈网。论文的主要内容包括:（1）确定主电路的拓扑结构,主电路采用“Boost升压电路+单相全桥逆变电路”,其中前级的Boost升压电路实现负载模拟功能,并且将输入电压进行升压,保证后级并网逆变电路可靠运行;后级单相逆变电路将被测电能回收并网,实现电能的回收。设计了1kW能馈型直流电子负载的硬件电路,详细介绍了各部分电路的器件选型和参数计算,绘制整个系统的原理图和PCB图。（2）研究并设计了基于电流内环、电压外环的双闭环负载模拟控制策略,其中电压外环将Boos...
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 能馈型直流电子负载的发展及研究现状
1.2.1 能馈型直流电子负载拓扑
1.2.2 电流跟踪控制算法
1.2.3 并网控制算法
1.3 能馈型直流电子负载的产品
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 1KW单相能馈型直流电子负载系统分析
2.1 能馈型直流电子负载工作原理
2.1.1 负载模拟原理
2.1.2 能馈型直流电子负载工作模式
2.2 1KW单相能馈型直流电子负载系统
2.3 负载模拟电路研究
2.3.1 负载模拟电路拓扑
2.3.2 Boost电路工作原理分析
2.3.3 Boost电路工作模式分析
2.3.4 Boost电路仿真分析
2.4 能量回馈单元电路研究
2.4.1 脉宽调制方式的选择
2.4.2 全桥逆变电路的工作模态研究
2.4.3 全桥逆变电路的仿真分析
2.5 本章小结
第三章 1KW单相能馈型直流电子负载硬件电路设计
3.1 功率电路的硬件设计和参数计算
3.1.1 IPM的选择
3.1.2 自举电路的器件选型和参数设计
3.1.3 Boost电感的计算
3.1.4 母线电容的设计
3.1.5 滤波器参数设计
3.2 驱动信号输入电路
3.3 采样电路设计
3.3.1 直流信号采样电路
3.3.2 交流信号采样电路
3.4 保护电路设计
3.5 供电电路设计
3.6 本章小结
第四章 1KW单相能馈型直流电子负载控制策略研究
4.1 负载模拟单元控制策略研究与仿真
4.1.1 负载模拟单元的控制原理
4.1.2 负载模拟单元的建模
4.1.3 负载模拟单元的仿真分析
4.2 能量回馈单元控制策略研究与仿真
4.2.1 能量回馈单元的建模
4.2.2 控制器参数设计
4.2.3 能量回馈单元的仿真分析
4.3 本章小结
第五章 1KW单相能馈型直流电子负载实验与结果分析
5.1 1KW单相能馈型直流电子负载实验搭建
5.2 系统关键电路的测试
5.3 负载模拟单元的实验分析
5.3.1 负载模拟实验的软启动
5.3.2 恒电流负载模拟实验与结果分析
5.3.3 恒电阻负载模拟实验与结果分析
5.3.4 恒功率负载模拟实验与结果分析
5.4 能量回馈单元的实验分析与整机效率测试
5.5 本章小结
第六章 总结及展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LCL型逆变器有源阻尼研究[J]. 侯超群,杨岸,侯超众. 建筑电气. 2018(01)
[2]直流回馈型直流电子负载的设计与研究[J]. 王成,廖冬初,蔡华锋. 电测与仪表. 2017(06)
[3]三相变流器无源阻尼型LCL滤波器的分析与设计[J]. 刘宝泉,郭华,朱一昕,易皓,卓放. 电工技术学报. 2017(02)
[4]双向全桥DC-DC变换器高效能控制研究与实现[J]. 许正平,李俊. 电力系统保护与控制. 2016(02)
[5]多路输入电能回馈直流模拟负载的研究[J]. 陈强,杨志超,张建忠,章心因,吕干云,祁建民. 电机与控制学报. 2014(11)
[6]单极性SPWM调制方式下逆变器效率对比[J]. 蒋晨,薛士龙,耿攀,李帆. 电源学报. 2014(03)
[7]一种能量回馈型交流电子负载重复控制策略[J]. 王少坤. 电工电气. 2014(01)
[8]单相LCL并网逆变器控制策略综述[J]. 赵晋斌,张元吉,屈克庆,李芬,黑川不二雄. 电工技术学报. 2013(10)
[9]智能功率模块及其自举电路在变频领域的设计和应用[J]. 唐美玲. 机电设备. 2013(05)
[10]单极性SPWM逆变桥驱动方式研究[J]. 潘文诚. 浙江科技学院学报. 2012(03)
硕士论文
[1]高效能馈型直流电子负载及控制策略研究[D]. 罗海松.华南理工大学 2018
[2]能馈型直流电子负载的研制[D]. 赵忠誉.合肥工业大学 2018
[3]基于PWM的馈能电子负载设计[D]. 周宪枫.苏州大学 2017
[4]3KW馈能型电力电子负载的研制[D]. 甘子松.东南大学 2016
[5]通用型电子负载系统的设计与实现[D]. 王中砥.哈尔滨工业大学 2016
[6]可编程式能馈型直流电子负载研究[D]. 沈栋.华南理工大学 2016
[7]大功率自均流直流电子负载的研究[D]. 孙德霖.青岛科技大学 2015
[8]能量回馈型直流电子负载的研究[D]. 吴天昊.哈尔滨工业大学 2015
[9]能馈型直流电子负载的控制算法设计[D]. 詹红艳.电子科技大学 2014
[10]基于数字控制的馈能式直流电子负载设计[D]. 吕东.山东大学 2014
本文编号：3205734
【文章来源】：上海电机学院上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 能馈型直流电子负载的发展及研究现状
1.2.1 能馈型直流电子负载拓扑
1.2.2 电流跟踪控制算法
1.2.3 并网控制算法
1.3 能馈型直流电子负载的产品
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 1KW单相能馈型直流电子负载系统分析
2.1 能馈型直流电子负载工作原理
2.1.1 负载模拟原理
2.1.2 能馈型直流电子负载工作模式
2.2 1KW单相能馈型直流电子负载系统
2.3 负载模拟电路研究
2.3.1 负载模拟电路拓扑
2.3.2 Boost电路工作原理分析
2.3.3 Boost电路工作模式分析
2.3.4 Boost电路仿真分析
2.4 能量回馈单元电路研究
2.4.1 脉宽调制方式的选择
2.4.2 全桥逆变电路的工作模态研究
2.4.3 全桥逆变电路的仿真分析
2.5 本章小结
第三章 1KW单相能馈型直流电子负载硬件电路设计
3.1 功率电路的硬件设计和参数计算
3.1.1 IPM的选择
3.1.2 自举电路的器件选型和参数设计
3.1.3 Boost电感的计算
3.1.4 母线电容的设计
3.1.5 滤波器参数设计
3.2 驱动信号输入电路
3.3 采样电路设计
3.3.1 直流信号采样电路
3.3.2 交流信号采样电路
3.4 保护电路设计
3.5 供电电路设计
3.6 本章小结
第四章 1KW单相能馈型直流电子负载控制策略研究
4.1 负载模拟单元控制策略研究与仿真
4.1.1 负载模拟单元的控制原理
4.1.2 负载模拟单元的建模
4.1.3 负载模拟单元的仿真分析
4.2 能量回馈单元控制策略研究与仿真
4.2.1 能量回馈单元的建模
4.2.2 控制器参数设计
4.2.3 能量回馈单元的仿真分析
4.3 本章小结
第五章 1KW单相能馈型直流电子负载实验与结果分析
5.1 1KW单相能馈型直流电子负载实验搭建
5.2 系统关键电路的测试
5.3 负载模拟单元的实验分析
5.3.1 负载模拟实验的软启动
5.3.2 恒电流负载模拟实验与结果分析
5.3.3 恒电阻负载模拟实验与结果分析
5.3.4 恒功率负载模拟实验与结果分析
5.4 能量回馈单元的实验分析与整机效率测试
5.5 本章小结
第六章 总结及展望
6.1 论文工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LCL型逆变器有源阻尼研究[J]. 侯超群,杨岸,侯超众. 建筑电气. 2018(01)
[2]直流回馈型直流电子负载的设计与研究[J]. 王成,廖冬初,蔡华锋. 电测与仪表. 2017(06)
[3]三相变流器无源阻尼型LCL滤波器的分析与设计[J]. 刘宝泉,郭华,朱一昕,易皓,卓放. 电工技术学报. 2017(02)
[4]双向全桥DC-DC变换器高效能控制研究与实现[J]. 许正平,李俊. 电力系统保护与控制. 2016(02)
[5]多路输入电能回馈直流模拟负载的研究[J]. 陈强,杨志超,张建忠,章心因,吕干云,祁建民. 电机与控制学报. 2014(11)
[6]单极性SPWM调制方式下逆变器效率对比[J]. 蒋晨,薛士龙,耿攀,李帆. 电源学报. 2014(03)
[7]一种能量回馈型交流电子负载重复控制策略[J]. 王少坤. 电工电气. 2014(01)
[8]单相LCL并网逆变器控制策略综述[J]. 赵晋斌,张元吉,屈克庆,李芬,黑川不二雄. 电工技术学报. 2013(10)
[9]智能功率模块及其自举电路在变频领域的设计和应用[J]. 唐美玲. 机电设备. 2013(05)
[10]单极性SPWM逆变桥驱动方式研究[J]. 潘文诚. 浙江科技学院学报. 2012(03)
硕士论文
[1]高效能馈型直流电子负载及控制策略研究[D]. 罗海松.华南理工大学 2018
[2]能馈型直流电子负载的研制[D]. 赵忠誉.合肥工业大学 2018
[3]基于PWM的馈能电子负载设计[D]. 周宪枫.苏州大学 2017
[4]3KW馈能型电力电子负载的研制[D]. 甘子松.东南大学 2016
[5]通用型电子负载系统的设计与实现[D]. 王中砥.哈尔滨工业大学 2016
[6]可编程式能馈型直流电子负载研究[D]. 沈栋.华南理工大学 2016
[7]大功率自均流直流电子负载的研究[D]. 孙德霖.青岛科技大学 2015
[8]能量回馈型直流电子负载的研究[D]. 吴天昊.哈尔滨工业大学 2015
[9]能馈型直流电子负载的控制算法设计[D]. 詹红艳.电子科技大学 2014
[10]基于数字控制的馈能式直流电子负载设计[D]. 吕东.山东大学 2014
本文编号：3205734
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