【摘要】：各種電源裝置(UPS(不間斷電源)、交直流電源、車載電源)在出廠時(shí)都要進(jìn)行嚴(yán)格的老化實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)帶載實(shí)驗(yàn),傳統(tǒng)的電源測試設(shè)備是采用無源器件連接而成,如電阻絲、電感、電容等,存在著能耗高、體積大、負(fù)載特性模擬不靈活、模擬精度不高等缺點(diǎn)。能量回饋型電力電子負(fù)載可以解決以上缺點(diǎn),并且它符合當(dāng)今社會(huì)提倡的可持續(xù)發(fā)展理念,從而得到各國學(xué)者的關(guān)注與研究。本文主要以能量回饋型三相交流電子負(fù)載為研究對象,其前級(jí)負(fù)載模擬變換器靈活的模擬純阻性負(fù)載、感性負(fù)載、容性負(fù)載以及非線性負(fù)載;后級(jí)并網(wǎng)變換器無污染的回饋能量;從而可以解決傳統(tǒng)測試所存在的缺點(diǎn)。本文分析了電子負(fù)載裝置(Power Electronic Load,簡稱PEL)的工作原理與常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),建立了三相PEL在三相靜止坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對PI控制器與重復(fù)控制器之間存在控制耦合,在動(dòng)態(tài)過程中使得電子負(fù)載電流發(fā)生畸變,提出了一種改進(jìn)型的PI+重復(fù)控制,該方法利用零相位跟蹤控制(Zero Phase Error Tracking Control,ZPETC)使得輸入到輸出的傳遞函數(shù)為1,充分保證控制系統(tǒng)的快速性為抑制控制耦合提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),然后對重復(fù)控制器的指令信號(hào)進(jìn)行“動(dòng)態(tài)延遲”處理,在動(dòng)態(tài)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對誤差的重新分配,減小重復(fù)控制器接受的誤差峰值,從而抑制控制耦合,減小了電流的總諧波畸變率。并且針對傳統(tǒng)的非線性負(fù)載模擬指令存在體積大、特性模擬不靈活、計(jì)算繁瑣、準(zhǔn)確度不高等問題,提出了一種數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的方法,該方法是依據(jù)三相不控整流橋輸入電壓瞬時(shí)值與直流側(cè)電壓的數(shù)學(xué)關(guān)系以及二極管的導(dǎo)通條件,得到七個(gè)工作階段的判定條件,再利用后向差分法分別求出七個(gè)工作階段的電路微分方程,得到指令電流信號(hào)。采用Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)的仿真模型,仿真結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性和正確性。搭建了三相PEL實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,分別采用傳統(tǒng)的PI+重復(fù)控制和改進(jìn)型PI+重復(fù)控制進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn),并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并得出結(jié)論。
【圖文】：

TLAB2010a 對前級(jí)負(fù)載模擬變換器系統(tǒng)進(jìn)行仿真。.1 仿真模型的建立前級(jí)負(fù)載模擬變換器系統(tǒng)仿真參數(shù)如下表所示：表 3-2 負(fù)載模擬變換器相關(guān)參數(shù)Table 3-2 Load Analog Converter Related Parameters電網(wǎng)相電壓Rnv 220V 電網(wǎng)頻率 f 50Hz額定功率 P 30KW 開關(guān)頻率 10kHz濾波電感f1L2.5mH線路等效電阻f2R0.05 在仿真時(shí)我們需要建立濾波電感、三相對稱電網(wǎng)、線路等效電阻、三相半橋橋等主電路模塊；還需建立 SVPWM 模塊、鎖相環(huán)模塊、改進(jìn)型 PI+重復(fù)控制器模等系統(tǒng)控制模塊。其仿真框圖如圖 3-10 所示。

第三章 負(fù)載模擬變換器控制器的設(shè)計(jì)將對改進(jìn)型算法與傳統(tǒng)算法的仿真波形進(jìn)行對比，其主要包括：法負(fù)載模擬精度的對比、動(dòng)態(tài)時(shí)兩種控制方法的仿真波形對比以算法的驗(yàn)證。先驗(yàn)證 PI+重復(fù)控制存在控制耦合現(xiàn)象。圖 3-11 為前級(jí)變換器在I+重復(fù)控制的仿真波形。從圖 3-11 可以看出，在負(fù)載切換時(shí)，，P器之間存在控制耦合現(xiàn)象，使前級(jí)變換器輸入電流發(fā)生畸變，而變的程度不一樣。從仿真波形可以看出 a 相電流誤差突變量最大峰值處，因此 a 相畸變最嚴(yán)重；b 相和 c 相的突變相對較小，因
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2613190