本文關鍵詞：400Hz電力電子負載系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： 400Hz系統(tǒng) 單相電力電子負載模塊 PWM整流器 準PR控制 滯環(huán)控制

【摘要】：400Hz中頻電源在航空航天、船艦、軍事等領域中有著十分廣泛的應用。作為飛機的供電電源設備,中頻電源的性能將直接影響整個機載設備運行的安全,故需對其進行老化試驗和帶載性能測試來保證電源的可靠性和穩(wěn)定性。采用半導體功率開關器件構成的電力電子負載相較由電阻器、電感器和電容器等無源器件組成的傳統(tǒng)測試負載更加靈活、穩(wěn)定。本文對可用于測試中頻電源的400Hz電力電子負載系統(tǒng)進行了研究,并研制了一套30kVA試驗樣機系統(tǒng)來進行實驗驗證。首先對電力電子負載的拓撲結構進行研究,由于要求是對短時性動態(tài)負載特性進行模擬,故采用能耗型拓撲結構更具經濟性和實用性。根據拓撲結構的特點,提出了一種單相模塊化結構方案,使電力電子負載系統(tǒng)能適用于單、三相中頻電源的負載考核試驗。為使電力電子負載能靈活有效地模擬所需電流特性,前級負載模擬變換器采用全橋VSR,對其工作原理進行了詳細的分析。由于主電路中的交流側濾波電感和直流母線電容對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性有較大的影響,故對其參數進行了設計。電力電子負載需要能快速、準確地模擬所需負載特性,這就涉及到負載電流指令的生成和電流指令的無靜差跟蹤。本文提出了一種簡便的電流指令生成方法,根據所采集到的電源電壓信息直接生成電流指令,通過數字芯片的控制,能實現不同功率因數下電流指令的生成。為實現對交流電流指令的無靜差跟蹤,采用PR控制器進行控制,考慮電源電壓頻率可能存在微小波動,提出了基于準PR控制器的單電流閉環(huán)控制策略,所設計閉環(huán)系統(tǒng)有較好的動、穩(wěn)態(tài)性能。由于直流母線電壓對系統(tǒng)電路和電流環(huán)穩(wěn)定性均有影響,故對其采用滯環(huán)控制,通過選擇合適的閾值和帶寬,能使直流母線電壓穩(wěn)定在合適的范圍內。最后通過Simulink仿真驗證了該控制策略的有效性。在軟件仿真的基礎上,搭建400Hz電力電子負載裝置樣機,對單相電力電子負載模塊的硬件系統(tǒng)進行了介紹。通過多組實驗驗證了400Hz電力電子負載裝置具有功率因數可調功能,且能準確有效地模擬所需動態(tài)負載特性。
【關鍵詞】：400Hz系統(tǒng) 單相電力電子負載模塊 PWM整流器 準PR控制 滯環(huán)控制
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-13
• 1.3 技術要求與主要研究內容13-16
• 2 電力電子負載拓撲結構16-29
• 2.1 單相能耗型電力電子模塊16-18
• 2.2 電壓型PWM整流器18-23
• 2.3 主要元件參數的設計23-28
• 2.4 本章小結28-29
• 3 電力電子負載系統(tǒng)控制29-47
• 3.1 電流指令的生成29-34
• 3.2 電力電子負載的控制策略34-41
• 3.3 電力電子負載系統(tǒng)仿真41-46
• 3.4 本章小結46-47
• 4 試驗樣機的設計47-55
• 4.1 電力電子負載硬件系統(tǒng)47-51
• 4.2 試驗結果51-54
• 4.3 本章小結54-55
• 5 全文總結及展望55-57
• 5.1 全文總結55-56
• 5.2 本文展望56-57
• 致謝57-59
• 參考文獻59-62

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本文編號：1019164