400Hz电力电子负载系统的研究

发布时间：2017-10-12 14:18

  本文关键词：400Hz电力电子负载系统的研究

  更多相关文章： 400Hz系统 单相电力电子负载模块 PWM整流器 准PR控制 滞环控制

【摘要】：400Hz中频电源在航空航天、船舰、军事等领域中有着十分广泛的应用。作为飞机的供电电源设备,中频电源的性能将直接影响整个机载设备运行的安全,故需对其进行老化试验和带载性能测试来保证电源的可靠性和稳定性。采用半导体功率开关器件构成的电力电子负载相较由电阻器、电感器和电容器等无源器件组成的传统测试负载更加灵活、稳定。本文对可用于测试中频电源的400Hz电力电子负载系统进行了研究,并研制了一套30kVA试验样机系统来进行实验验证。首先对电力电子负载的拓扑结构进行研究,由于要求是对短时性动态负载特性进行模拟,故采用能耗型拓扑结构更具经济性和实用性。根据拓扑结构的特点,提出了一种单相模块化结构方案,使电力电子负载系统能适用于单、三相中频电源的负载考核试验。为使电力电子负载能灵活有效地模拟所需电流特性,前级负载模拟变换器采用全桥VSR,对其工作原理进行了详细的分析。由于主电路中的交流侧滤波电感和直流母线电容对系统运行稳定性有较大的影响,故对其参数进行了设计。电力电子负载需要能快速、准确地模拟所需负载特性,这就涉及到负载电流指令的生成和电流指令的无静差跟踪。本文提出了一种简便的电流指令生成方法,根据所采集到的电源电压信息直接生成电流指令,通过数字芯片的控制,能实现不同功率因数下电流指令的生成。为实现对交流电流指令的无静差跟踪,采用PR控制器进行控制,考虑电源电压频率可能存在微小波动,提出了基于准PR控制器的单电流闭环控制策略,所设计闭环系统有较好的动、稳态性能。由于直流母线电压对系统电路和电流环稳定性均有影响,故对其采用滞环控制,通过选择合适的阈值和带宽,能使直流母线电压稳定在合适的范围内。最后通过Simulink仿真验证了该控制策略的有效性。在软件仿真的基础上,搭建400Hz电力电子负载装置样机,对单相电力电子负载模块的硬件系统进行了介绍。通过多组实验验证了400Hz电力电子负载装置具有功率因数可调功能,且能准确有效地模拟所需动态负载特性。
【关键词】：400Hz系统 单相电力电子负载模块 PWM整流器 准PR控制 滞环控制
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 技术要求与主要研究内容13-16
• 2 电力电子负载拓扑结构16-29
• 2.1 单相能耗型电力电子模块16-18
• 2.2 电压型PWM整流器18-23
• 2.3 主要元件参数的设计23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 电力电子负载系统控制29-47
• 3.1 电流指令的生成29-34
• 3.2 电力电子负载的控制策略34-41
• 3.3 电力电子负载系统仿真41-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 试验样机的设计47-55
• 4.1 电力电子负载硬件系统47-51
• 4.2 试验结果51-54
• 4.3 本章小结54-55
• 5 全文总结及展望55-57
• 5.1 全文总结55-56
• 5.2 本文展望56-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 崔丽娟;李玮;;直流电子负载校准方法[J];工业计量;2012年S1期

2 沈宏;;如何检测直流电子负载[J];企业标准化;2008年11期

3 卢玉宇;;恒流电子负载的创新设计与实现[J];闽江学院学报;2009年05期

4 胡彩莉;黄姣娜;;直流电子负载的系统快速校准[J];中国测试;2010年03期

5 宋亚明;;浅析现代电子负载系统方案设计[J];科技传播;2011年08期

6 张全生;;新型电子负载的设计与实现[J];电气时代;2011年10期

7 任立刚;任稷林;贾月鹏;孔丽红;;一种改进型单周控制的交流电子负载研究[J];空军雷达学院学报;2011年05期

8 林舜臣;;能馈式智能电子负载的研究[J];四川建材;2011年06期

9 马建龙;;关于直流电子负载的研究[J];信息与电脑(理论版);2012年06期

10 李洁;刘冲;于利红;;直流电子负载校准技术研究[J];微计算机信息;2012年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杜宪成;马学军;马秀坤;张志芳;;新型智能直流电子负载的研究[A];中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C];2010年

2 李春龙;张建荣;卢家林;石涛;白小青;;交流电子负载的发展过程及展望[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

3 张娟;季学勤;董著勇;;直流电子负载校准方法的研究[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年

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

5 刘宇;;直流电子负载校准方法[A];第二十二届中国（天津）'2008IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2008年

6 杨永珍;;电子负载示值误差测量结果的不确定度评定[A];江苏省计量测试学会2006年论文集[C];2006年

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

8 黄清军;邹旭东;熊威;刘良春;童力;康勇;;模拟电机特性的电力电子负载研究[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

9 李春龙;张建荣;卢家林;石涛;白小青;;能量回馈型可编程交直流电子负载的研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

10 朱强;;新型负载技术的研究[A];2006全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前2条

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

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 王成智;单相电力电子负载研究与设计[D];华中科技大学;2008年

2 吴振兴;三相电力电子负载特性与设计研究[D];华中科技大学;2010年

3 姜桂秀;基于PWM技术的电子负载及其在电力系统动模实验中的应用[D];天津大学;2010年

4 黄朝霞;单相电力电子负载关键技术研究[D];华中科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 田晓燕;基于电压型PWM变换器的交流电子负载研究[D];南京师范大学;2015年

2 王鑫鑫;智能直流电子负载的研制[D];南京林业大学;2015年

3 吴天昊;能量回馈型直流电子负载的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 詹红艳;能馈型直流电子负载的控制算法设计[D];电子科技大学;2014年

5 吴小波;单相馈能型电子负载的控制方式及其并网滤波器的研究[D];电子科技大学;2015年

6 孙德霖;大功率自均流直流电子负载的研究[D];青岛科技大学;2015年

7 蒋红;多通道小功率电子负载设计与实现[D];东华理工大学;2016年

8 方露;基于DSP的馈能式电子负载控制系统的研究[D];西安工程大学;2016年

9 汪通;大功率交流电子负载逆变侧控制系统的研究[D];西安工程大学;2016年

10 王成;机车电源测试用直流回馈型直流电子负载的研制[D];湖北工业大学;2016年

，

本文编号：1019164