本文關(guān)鍵詞：通用型電子負(fù)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 通用型電子負(fù)載 斷續(xù)電流 電流跟蹤技術(shù) 能量處理 協(xié)調(diào)控制

【摘要】：電子負(fù)載系統(tǒng)通過控制被試設(shè)備的輸出電流來模擬真實(shí)負(fù)載的伏安特性�，F(xiàn)有電子負(fù)載測試對象單一,功能有限,通用性不強(qiáng)。本文旨在設(shè)計(jì)通用型電子負(fù)載系統(tǒng),可以用于測試直流設(shè)備、單相和三相交流設(shè)備,同時可以實(shí)現(xiàn)多種能量處理方式。本文對通用型電子負(fù)載系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電流跟蹤控制策略以及能量協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行了研究。本文設(shè)計(jì)的電子負(fù)載系統(tǒng)的通用性,體現(xiàn)在多種被試設(shè)備的適用性、負(fù)載模擬形式的多樣性、能量處理策略的靈活性。采用兩級式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),前級負(fù)責(zé)負(fù)載電流模擬,后級負(fù)責(zé)多種方式能量處理。其中直流電子負(fù)載模擬電路為結(jié)合Buck和單管雙級Boost的電路結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)更大電壓范圍內(nèi)的連續(xù)電流和斷續(xù)電流的跟蹤控制。交流電子負(fù)載采用復(fù)用結(jié)構(gòu)的三相橋式PWM整流電路結(jié)構(gòu)。后級為橋式饋能逆變單元、兩級儲能單元和耗能單元。直流電流跟蹤采用滑模控制策略;單相和三相交流電流跟蹤采用基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的PI控制方式,增強(qiáng)了電子負(fù)載控制系統(tǒng)的適用性。其中,單相交流采用希爾伯特變換構(gòu)造虛擬旋轉(zhuǎn)相量后進(jìn)行坐標(biāo)變換方法,三相交流采用具有前饋解耦的SVPWM控制方式。本文重點(diǎn)分析電子負(fù)載系統(tǒng)能量流動和功率平衡,實(shí)現(xiàn)負(fù)載模擬單元和饋網(wǎng)逆變單元前后級聯(lián)動協(xié)調(diào)控制,簡化系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu),確定能量處理的協(xié)調(diào)控制策略以及系統(tǒng)預(yù)啟動策略,最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化饋能并網(wǎng)效果,提升能量處理效率。最后,使用MATLAB/Simulink對系統(tǒng)整體進(jìn)行仿真,驗(yàn)證課題方案的可行性。在仿真的基礎(chǔ)上搭建了硬件電路實(shí)驗(yàn)平臺,通過實(shí)驗(yàn)完成多種形式的負(fù)載電流模擬,并在后級進(jìn)行能量儲能、耗散和饋能逆變處理。
【關(guān)鍵詞】：通用型電子負(fù)載 斷續(xù)電流 電流跟蹤技術(shù) 能量處理 協(xié)調(diào)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 課題背景與研究的目的和意義8-10
• 1.2 電子負(fù)載的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 電流跟蹤控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)型式試驗(yàn)測試標(biāo)準(zhǔn)16-19
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 多種工作模式的直流電子負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-34
• 2.1 基于Buck和級聯(lián)升壓電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-23
• 2.1.1 電流連續(xù)型直流電子負(fù)載拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
• 2.1.2 斬波輸入級的電流斷續(xù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 采用滑動模態(tài)的直流電流跟蹤策略研究23-30
• 2.2.1 滑模控制技術(shù)及其基本原理23-26
• 2.2.2 直流電子負(fù)載電流跟蹤的滑�？刂葡到y(tǒng)26-30
• 2.3 直流電子負(fù)載模擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 復(fù)用結(jié)構(gòu)的交流電子負(fù)載模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-55
• 3.1 VSR結(jié)構(gòu)的交流電子負(fù)載前級模擬系統(tǒng)拓?fù)?/span>34-35
• 3.2 電子負(fù)載系統(tǒng)主電路元件參數(shù)設(shè)計(jì)及選擇35-39
• 3.2.1 交流側(cè)電感值設(shè)計(jì)35-37
• 3.2.2 中間環(huán)節(jié)直流母線電容選擇37-39
• 3.3 基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的交流負(fù)載電流跟蹤控制策略39-50
• 3.3.1 三相橋式整流電路的數(shù)學(xué)模型39-43
• 3.3.2 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的PI控制方式43-49
• 3.3.3 交流電子負(fù)載控制系統(tǒng)電流環(huán)設(shè)計(jì)49-50
• 3.4 交流電子負(fù)載模擬仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 能量處理與協(xié)調(diào)控制策略的研究55-71
• 4.1 能量處理系統(tǒng)能量回饋部分的研究55-56
• 4.1.1 兩級式電子負(fù)載的通用型饋能電路拓?fù)?/span>55
• 4.1.2 基于PR控制器的雙閉環(huán)單位功率因數(shù)饋能控制方式55-56
• 4.2 綜合耗能和儲能的能量處理方式56-59
• 4.3 基于瞬時功率平衡和有功平衡的能量協(xié)調(diào)控制策略59-66
• 4.3.1 直流電子負(fù)載能量協(xié)調(diào)控制策略59-61
• 4.3.2 單相交流電子負(fù)載能量協(xié)調(diào)控制策略61-62
• 4.3.3 三相交流電子負(fù)載能量協(xié)調(diào)控制策略62-63
• 4.3.4 饋網(wǎng)逆變部分仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對比分析63-66
• 4.4 中等功率工作時超級電容和蓄電池的儲能處理方式66-67
• 4.5 電子負(fù)載系統(tǒng)的預(yù)啟動過程67-69
• 4.6 通用型電子負(fù)載系統(tǒng)總電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-71
• 第5章 電子負(fù)載系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果71-78
• 5.1 電子負(fù)載系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與搭建71-74
• 5.1.1 功率電路設(shè)計(jì)71-72
• 5.1.2 控制電路設(shè)計(jì)72
• 5.1.3 采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)72-73
• 5.1.4 供電電源電路設(shè)計(jì)73-74
• 5.2 電子負(fù)載系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)74-75
• 5.3 電子負(fù)載功能實(shí)現(xiàn)結(jié)果與分析75-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果83-85
• 致謝85

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本文編號：704349