400kW机车电源测试用能馈型直流电子负载的研制
发布时间：2022-01-15 20:44
随着计算机控制技术和电力电子技术的进步,我国轨道交通事业快速发展,成为国民经济的重要支撑。同时伴随着人们环保意识的不断增强,如何节约能源成为相关研究人员重要的研究方向。本文针对目前轨道机车电源传统的出厂老化测试方式造成的电能浪费问题,设计一款400kW交流能馈型直流电力电子负载,专门用于机车电源的老化测试使用。首先,通过阅读相关国内外文献中关于能馈型直流电子负载拓扑结构和控制策略的对比研究,并结合机车电源的技术指标,确定本文所研制的400kW能馈型直流电子负载采用多模块并联方案。单个模块采用前后级级联构成,前级负载模拟部分采用LC滤波电路+移相全桥变换器,后级能量回馈部分采用单相逆变器+LCL滤波器。其次,对本文所设计的能馈型直流电子负载前后单元电路以及整个电力电子负载级联时所存在关键技术问题进行了分析并给出了解决方案。针对前级负载模拟部分引入LC滤波电路后所构成的四阶电路,基于Buck电路小信号建模方法,推导出本文前级负载模拟部分输入负载模拟电流对占空比的传递函数,并在此基础上设计出输入电流的控制器。针对后级并网逆变器并网电流中高低频谐波问题,建立后级并网逆变器数学模型,并对谐波产生...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
0kW能馈型直流电力电子负载仿真模型
湖北工业大学硕士学位论文66（a）负载模拟部分主电路仿真模型（b）能量回馈部分主电路仿真模型图5.170kW能馈型直流电力电子负载仿真模型移相全桥变换器开关管的PWM脉冲占空比通过移相控制完成，PI控制器的输出作为PWM脉冲产生模块的输入信号。整个脉冲实现过程如图5.2所示图5.2移相全桥PWM脉冲实现模型
湖北工业大学硕士学位论文67后级采取的SPWM单级倍频调制方式，同样多环控制器输出作为SPWM中的调制波信号，整个SPWM脉冲实现过程如图5.3所示图5.3能量回馈部分SPWM脉冲实现模型5.1.2前级负载模拟部分仿真及分析前级负载模拟部分采用对输入电流的单环控制方式实现对被测试电源的负载模拟特性。因此前级仿真结果重点验证输入电流在不同负载下的稳态性能以及在负载突变情况下的动态性能。（1）稳态性能仿真与分析分别对系统进行半载、满载、1.5倍过载的功率等级仿真。即对输入给定电流分别取58.3A、116.7A、166.7A。可以得到输入电流在不同功率等级下的波形图如图5.4所示（a）半载功率时输入电流仿真波形
【参考文献】：
期刊论文
[1]LCL滤波单相光伏并网逆变器Quasi-PR控制策略[J]. 丁兆卅,刘丙申,石硕,周振雄,张春晖. 北华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于有源阻尼的单相LCL并网逆变器改进电流控制器[J]. 田鹏,李泽滔,郝正航. 电力系统及其自动化学报. 2019(05)
[3]基于准PR控制的单相交流电子负载的研究与实现[J]. 巫付专,陈鹏,纪志刚,朱菁,刘鑫洋. 电气传动. 2018(05)
[4]交流能馈型直流电子负载研究[J]. 蔡华锋,梅继超,廖冬初,童炎. 中北大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]DC/DC变换器Buck电路建模分析与控制研究[J]. 周进,何志琴,杨睿琬,马文辉. 电测与仪表. 2017(09)
[6]基于PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化[J]. 王秀云,毛瑞鹏,田壁源,黄靖丽. 电力系统保护与控制. 2017(07)
[7]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)
[8]移相全桥电路的小信号建模与仿真[J]. 翁传辉,蔡逢煌. 电气技术. 2016(04)
[9]一种改进的基于DFT鉴相的单相锁相环方法[J]. 钟诚,严干贵,张泽军. 电测与仪表. 2016(05)
[10]移相全桥整流二极管电压尖峰及震荡研究[J]. 张吴斌,吕国芳. 电子设计工程. 2016(01)
博士论文
[1]弱电网下LCL型并网逆变器的电流和功率控制技术[D]. 杨东升.南京航空航天大学 2016
[2]LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究[D]. 张宁云.上海交通大学 2015
[3]燃料电池并网逆变技术研究[D]. 沈国桥.浙江大学 2008
硕士论文
[1]机车电源测试用交流并网型直流电子负载的研制[D]. 陈继洋.湖北工业大学 2016
[2]并网逆变器中全软件锁相环的设计与实现[D]. 徐亚伟.南京理工大学 2014
[3]高升压比能量回馈型直流电子负载的设计与实现[D]. 徐勇.电子科技大学 2013
[4]基于光伏并网逆变器的软件锁相环技术的研究[D]. 杨国韬.太原科技大学 2013
[5]电流断续型直流电子负载的设计与实现[D]. 曲畅.哈尔滨工业大学 2011
[6]一种并网逆变器控制策略的研究[D]. 姚爽.浙江大学 2010
[7]基于软开关技术馈能性电子负载的研究[D]. 王青峰.重庆大学 2007
[8]电能反馈式电子模拟功率负载的研制[D]. 劳群芳.华北电力大学（北京） 2005
本文编号：3591291
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
0kW能馈型直流电力电子负载仿真模型
湖北工业大学硕士学位论文66（a）负载模拟部分主电路仿真模型（b）能量回馈部分主电路仿真模型图5.170kW能馈型直流电力电子负载仿真模型移相全桥变换器开关管的PWM脉冲占空比通过移相控制完成，PI控制器的输出作为PWM脉冲产生模块的输入信号。整个脉冲实现过程如图5.2所示图5.2移相全桥PWM脉冲实现模型
湖北工业大学硕士学位论文67后级采取的SPWM单级倍频调制方式，同样多环控制器输出作为SPWM中的调制波信号，整个SPWM脉冲实现过程如图5.3所示图5.3能量回馈部分SPWM脉冲实现模型5.1.2前级负载模拟部分仿真及分析前级负载模拟部分采用对输入电流的单环控制方式实现对被测试电源的负载模拟特性。因此前级仿真结果重点验证输入电流在不同负载下的稳态性能以及在负载突变情况下的动态性能。（1）稳态性能仿真与分析分别对系统进行半载、满载、1.5倍过载的功率等级仿真。即对输入给定电流分别取58.3A、116.7A、166.7A。可以得到输入电流在不同功率等级下的波形图如图5.4所示（a）半载功率时输入电流仿真波形
【参考文献】：
期刊论文
[1]LCL滤波单相光伏并网逆变器Quasi-PR控制策略[J]. 丁兆卅,刘丙申,石硕,周振雄,张春晖. 北华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]基于有源阻尼的单相LCL并网逆变器改进电流控制器[J]. 田鹏,李泽滔,郝正航. 电力系统及其自动化学报. 2019(05)
[3]基于准PR控制的单相交流电子负载的研究与实现[J]. 巫付专,陈鹏,纪志刚,朱菁,刘鑫洋. 电气传动. 2018(05)
[4]交流能馈型直流电子负载研究[J]. 蔡华锋,梅继超,廖冬初,童炎. 中北大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]DC/DC变换器Buck电路建模分析与控制研究[J]. 周进,何志琴,杨睿琬,马文辉. 电测与仪表. 2017(09)
[6]基于PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化[J]. 王秀云,毛瑞鹏,田壁源,黄靖丽. 电力系统保护与控制. 2017(07)
[7]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)
[8]移相全桥电路的小信号建模与仿真[J]. 翁传辉,蔡逢煌. 电气技术. 2016(04)
[9]一种改进的基于DFT鉴相的单相锁相环方法[J]. 钟诚,严干贵,张泽军. 电测与仪表. 2016(05)
[10]移相全桥整流二极管电压尖峰及震荡研究[J]. 张吴斌,吕国芳. 电子设计工程. 2016(01)
博士论文
[1]弱电网下LCL型并网逆变器的电流和功率控制技术[D]. 杨东升.南京航空航天大学 2016
[2]LCL型单相光伏并网逆变器电流控制与有源阻尼控制技术研究[D]. 张宁云.上海交通大学 2015
[3]燃料电池并网逆变技术研究[D]. 沈国桥.浙江大学 2008
硕士论文
[1]机车电源测试用交流并网型直流电子负载的研制[D]. 陈继洋.湖北工业大学 2016
[2]并网逆变器中全软件锁相环的设计与实现[D]. 徐亚伟.南京理工大学 2014
[3]高升压比能量回馈型直流电子负载的设计与实现[D]. 徐勇.电子科技大学 2013
[4]基于光伏并网逆变器的软件锁相环技术的研究[D]. 杨国韬.太原科技大学 2013
[5]电流断续型直流电子负载的设计与实现[D]. 曲畅.哈尔滨工业大学 2011
[6]一种并网逆变器控制策略的研究[D]. 姚爽.浙江大学 2010
[7]基于软开关技术馈能性电子负载的研究[D]. 王青峰.重庆大学 2007
[8]电能反馈式电子模拟功率负载的研制[D]. 劳群芳.华北电力大学（北京） 2005
本文编号：3591291
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