隨著電氣與信息化不斷高速發(fā)展以及人們對節(jié)能意識的不斷增強,對于電源出廠測試使用的模擬負載存在巨大能源消耗的問題,本文針對待測逆變電源,研制出一種將測試能量回饋到待測電源輸入端的直流能量回饋型交流電子負載。結合常見交流電子負載的基本結構,針對待測逆變電源的輸入輸出特性,本文采用直流能量回饋的形式,將能量直接回饋至待測電源輸入,而不是常規(guī)的回饋到電網,這樣避免了多次轉換造成的損耗,更加節(jié)能。最終的拓撲結構采用單相PWM整流變換器和移相全橋DC/DC變換器級聯(lián)。在分別對兩級電路進行分析后,建立了各自的數(shù)學模型。前級要實現(xiàn)負載模擬的功能,主要的目標是對輸入電流的控制,因此前級采用單電流環(huán)的控制。先對PI控制器進行了設計,但PI控制器無法對正弦電流信號做到無靜差跟蹤。考慮到三相PWM整流器通常會通過坐標變換到同步旋轉坐標系進行控制以消除網側輸入電流靜差。因此,針對單相PWM整流器而言,進行等效旋轉坐標變換也可以達到同樣的效果。本文基于旋轉坐標變換的無源控制方法,進行了無源控制器的設計。對于后級的控制而言,采用的是直流母線電壓外環(huán),并網電流內環(huán)的雙閉環(huán)控制方式,均采用PI控制器。本文采用極點配置的方法分別對電流環(huán)和電壓環(huán)的PI控制器進行了設計。在MATLAB上搭建出整個系統(tǒng)的主電路及控制部分的仿真模型,首先通過仿真對比負載模擬單元分別采用PI控制和無源控制時波形,證明使用無源控制可以有效解決電流靜差的問題。隨后對交流電子負載的功能進行了仿真,驗證了主電路結構和控制策略的可行性。根據待測電源的特性,確定交流電子負載的技術指標后,對主電路中的關鍵器件進行參數(shù)設計和選型。軟件整體采用DSP和CPLD聯(lián)合控制的方式,分別對DSP和CPLD軟件部分進行了分析設計。最后進行了小功率樣機實驗。通過對小功率情況下實驗波形進行分析,結果表明可以實現(xiàn)純阻性負載,阻感性負載和阻容性負載的模擬功能,并且在負載突增和負載突減實驗時,有較好的動態(tài)性能。
【學位單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

圖 1.2 巴西學者 Ayres CA 提出的交流電子負載隨著對能量回饋型交流電子負載的研究進一步深入，臺灣學者在電壓型 P器的基礎上提出一種兩級式交流電子負載，結構如圖 1.3 所示。該裝置可現(xiàn)不同負載特性模擬和電能回饋的功能。其中負載模擬變換器和并網變用電壓型 PWM 變換器。并網時采用工頻變壓器進行隔離。實現(xiàn)輸入和輸氣隔離，提高系統(tǒng)可靠性。待測電源負載模擬變換器并網變換器電網隔離變壓器交流電子負載圖 1.3 兩級結構的試驗系統(tǒng)目前，能量回饋型交流電子負載的一般結構[5-6]如圖 1.4 所示。這種交流

交流電子負載的一般結構

圖 2.1 系統(tǒng)基本結構就虛線框內的直流能量回饋型交流電子負載而言，其輸入為三相交流出為直流電。因此整體是一個交-直變換器。從實現(xiàn)方式可以分為交-直變換-直-直變換器。2.1.1 交-直變換器拓撲采用交-直變換器的主電路拓撲結構如圖 2.2 所示。圖 2.2 交-直變換器實現(xiàn)方式
【參考文獻】

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本文編號：2886712