電子負(fù)載是一種可以模擬真實(shí)環(huán)境中電氣負(fù)載特性的新型電力電子系統(tǒng),對(duì)電源類設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)具有重要的作用。國內(nèi)外對(duì)低壓大電流電子負(fù)載的研究重點(diǎn)主要分為兩方面,輸入級(jí)電流模擬電路結(jié)構(gòu)與策略以及輸出級(jí)能量處理電路結(jié)構(gòu)與策略,大部分學(xué)者只注重其中一方面,很少有研究能夠同時(shí)兼顧輸入級(jí)大電流模擬以及輸出級(jí)低壓電能的回饋,針對(duì)以上不足,本文提出了輸入交錯(cuò)并聯(lián)與輸出分組串聯(lián)的直流電子負(fù)載技術(shù)。首先,在負(fù)載側(cè),直流電子負(fù)載系統(tǒng)的前級(jí)由多個(gè)電流模擬單元組成,每個(gè)單元都基于升壓變換器與降壓變換器組合的結(jié)構(gòu),采用PI控制器作為負(fù)載電流跟蹤控制策略,利用降壓變換器良好的關(guān)斷特性,不僅能進(jìn)行連續(xù)型動(dòng)、穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流的精確模擬,也能進(jìn)行沖擊型負(fù)載電流的模擬。交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)致力于實(shí)現(xiàn)大的負(fù)載電流的精確模擬、冗余熱備份以及動(dòng)態(tài)電流的跟蹤,可以同時(shí)保證模擬的精確性與快速性。選擇并聯(lián)輸入并聯(lián)輸出的組合形式,結(jié)合并聯(lián)冗余技術(shù),通過電流閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)電流均衡,實(shí)現(xiàn)大電流電源的測試,擴(kuò)大電源測試的功率范圍,靈活性強(qiáng),同時(shí)增加系統(tǒng)的冗余性與可靠性,降低開關(guān)頻率,減小電感體積。其次,針對(duì)低電壓輸入的通訊電源測試過程電能的回饋問題,本文提出三相分組串聯(lián)技術(shù),將各個(gè)模塊的輸出電壓串聯(lián)起來,實(shí)現(xiàn)電能回饋,無需復(fù)雜的電池串聯(lián)均壓技術(shù)與高升壓比變換器,便可以實(shí)現(xiàn)低電壓大電流通訊電源的加載,提高能量利用率,并通過多電平逆變形式將能量回饋給電網(wǎng)。此電路可用低電壓低頻率的器件實(shí)現(xiàn)高壓高頻率效果,逆變電平數(shù)多,電壓諧波含量小,開關(guān)損耗小�？梢詫�(shí)現(xiàn)各個(gè)電流模擬單元獨(dú)立控制,并通過載波移相技術(shù)實(shí)現(xiàn)多模塊分組串聯(lián)的電能回饋,并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此設(shè)計(jì)的可行性。最后介紹了交錯(cuò)并聯(lián)型直流電子負(fù)載的硬件電路設(shè)計(jì),各元器件選型以及不同功能的軟件設(shè)計(jì)流程,并搭建了直流電子負(fù)載系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分析了實(shí)驗(yàn)波形與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了本系統(tǒng)方案的可行性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

圖 2-2 并聯(lián)冗余結(jié)構(gòu)示意圖組合系統(tǒng)的總輸入電流，AI 表示組合系壓； 和 分別表示第 j(j=1,2…,n)分別表示第 j(j=1,2…,n)個(gè)變換器的輸入子模塊經(jīng)過變壓器隔離后的輸出電壓。假設(shè)此系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，并且 和1 1 1 1 1 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2===o o o in in ino o o in in inon on on inn n inn inn nV I P P V IV I P P V IV I P P V I j(j=1,2…,n)個(gè)子模塊的輸入功率， 表示第 j(j=1,2…,n)個(gè)子模塊的轉(zhuǎn)換入電流，輸入側(cè)采用均流控制，因此in jIo jIojPjK

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文功電流給定值，結(jié)合電壓前饋控制可得：* ** *0 -0d d d d d d dIpq q qq q q qv u Li i i i iKK dtv u L ii i Ti i 其中pK 與IK 分別為閉環(huán)控制時(shí)電流環(huán) PI 控制器比例與積分參數(shù)。輸出分組串聯(lián)饋能控制框圖如圖 3-4 所示

學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，通過開關(guān)管控制電容電壓的穩(wěn)定，消及利用 Buck 電路的良好關(guān)斷特性，其-11 可知交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)是可行的，三模塊電流大小有一定的差別，但相對(duì)于模擬在 21A 上下波動(dòng)，均流效果良好，單個(gè)0.4A，紋波系數(shù)為 1.9%，因此單個(gè)電流術(shù)指標(biāo)小于 0.5%的要求。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2850059