冗余型IPOS结构直流电子负载系统的研究

发布时间：2023-05-18 05:21

　　在电源出厂前,电子负载通过控制被试电源端口的连续型或断续型电流来模拟实际负载,完成电源的加载测试,在此同时,能馈型电子负载系统还可以将电能回馈给电网,属于一种新型电能变换系统。但目前对传统低压大电流通信电源进行加载的电子负载系统大部分为单台设备,体积较大,承受的电流应力较大,且可靠性非常低,若系统某部分发生故障将停止运行。因此针对此类问题,本文提出将模块化结构与冗余技术相结合的直流电子负载系统设计方案。模块化电能变换系统因其输入输出端串并联形式不同通常被分为四种结构,结合其各自的特点以及传统低压大功率通信电源的性能指标,确定了本文模块化系统采用输入并联输出串联(IPOS)的结构。通过对多种类型冗余拓扑的可靠性分析,最终确定了本文采用子模块并联冗余的拓扑结构,从理论上验证了系统可靠性的提高,并从平衡可靠性以及经济性的角度出发,确定了选取子模块数量的原则。重点介绍了热备份冗余以及冷备份冗余技术及各自的特点,通过对不同冗余拓扑下两种备份方式的可靠性分析,得出了两种备份方式各自的优缺点,并验证了应用冗余技术的模块化系统可大大提高可靠性。本文设计的输入并联输出串联结构子模块冗余型直流电子负载系统...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 电能变换系统中冗余容错技术研究现状
    1.3 直流电子负载及电流跟踪技术研究现状
    1.4 主要研究内容
第2章 模块化电能变换系统冗余技术及可靠性分析
    2.1 模块化系统基本结构及其控制策略分析
        2.1.1 模块化系统四种基本结构
        2.1.2 模块化系统的均压均流控制策略
    2.2 可靠性数学模型
    2.3 冗余技术
    2.4 热备份与冷备份
    2.5 冗余模块数的选取原则
    2.6 本章小结
第3章 冗余型IPOS结构直流电子负载系统拓扑设计
    3.1 单模块直流电子负载电路设计及原理分析
    3.2 单相冗余型IPOS结构直流电子负载系统拓扑设计
    3.3 三相冗余型IPOS结构直流电子负载系统拓扑设计
    3.4 系统参数设计
        3.4.1 电感设计
        3.4.2 直流母线电容设计
    3.5 本章小结
第4章 冗余型IPOS结构直流电子负载系统控制策略
    4.1 前级负载模拟单元控制策略
        4.1.1 基于神经网络PID的负载电流跟踪策略
        4.1.2 模块间均流及交错并联控制策略
    4.2 后级馈能单元控制策略
        4.2.1 基于双闭环的逆变并网控制策略
        4.2.2 级联H桥载波移相控制策略
    4.3 故障检测方法
    4.4 冷备份冗余运行方案
    4.5 热备份冗余运行方案
    4.6 本章小结
第5章 冗余型IPOS结构直流电子负载系统仿真分析
    5.1 正常工作时系统性能仿真分析
    5.2 冷备份冗余实现过程中系统性能的仿真分析
    5.3 热备份冗余实现过程中系统性能的仿真分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3818757