隨著電氣與信息化不斷高速發(fā)展以及人們對(duì)節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng),對(duì)于電源出廠測(cè)試使用的模擬負(fù)載存在巨大能源消耗的問題,本文針對(duì)待測(cè)逆變電源,研制出一種將測(cè)試能量回饋到待測(cè)電源輸入端的直流能量回饋型交流電子負(fù)載。結(jié)合常見交流電子負(fù)載的基本結(jié)構(gòu),針對(duì)待測(cè)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(cè)電源輸入,而不是常規(guī)的回饋到電網(wǎng),這樣避免了多次轉(zhuǎn)換造成的損耗,更加節(jié)能。最終的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單相PWM整流變換器和移相全橋DC/DC變換器級(jí)聯(lián)。在分別對(duì)兩級(jí)電路進(jìn)行分析后,建立了各自的數(shù)學(xué)模型。前級(jí)要實(shí)現(xiàn)負(fù)載模擬的功能,主要的目標(biāo)是對(duì)輸入電流的控制,因此前級(jí)采用單電流環(huán)的控制。先對(duì)PI控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì),但PI控制器無法對(duì)正弦電流信號(hào)做到無靜差跟蹤�？紤]到三相PWM整流器通常會(huì)通過坐標(biāo)變換到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系進(jìn)行控制以消除網(wǎng)側(cè)輸入電流靜差。因此,針對(duì)單相PWM整流器而言,進(jìn)行等效旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換也可以達(dá)到同樣的效果。本文基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的無源控制方法,進(jìn)行了無源控制器的設(shè)計(jì)。對(duì)于后級(jí)的控制而言,采用的是直流母線電壓外環(huán),并網(wǎng)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制方式,均采用PI控制器。本文采用極點(diǎn)配置的方法分別對(duì)電流環(huán)和電壓環(huán)的PI控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在MATLAB上搭建出整個(gè)系統(tǒng)的主電路及控制部分的仿真模型,首先通過仿真對(duì)比負(fù)載模擬單元分別采用PI控制和無源控制時(shí)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(duì)交流電子負(fù)載的功能進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了主電路結(jié)構(gòu)和控制策略的可行性。根據(jù)待測(cè)電源的特性,確定交流電子負(fù)載的技術(shù)指標(biāo)后,對(duì)主電路中的關(guān)鍵器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和選型。軟件整體采用DSP和CPLD聯(lián)合控制的方式,分別對(duì)DSP和CPLD軟件部分進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行了小功率樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)小功率情況下實(shí)驗(yàn)波形進(jìn)行分析,結(jié)果表明可以實(shí)現(xiàn)純阻性負(fù)載,阻感性負(fù)載和阻容性負(fù)載的模擬功能,并且在負(fù)載突增和負(fù)載突減實(shí)驗(yàn)時(shí),有較好的動(dòng)態(tài)性能。
【學(xué)位單位】：湖北工業(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 1.2 巴西學(xué)者 Ayres CA 提出的交流電子負(fù)載隨著對(duì)能量回饋型交流電子負(fù)載的研究進(jìn)一步深入，臺(tái)灣學(xué)者在電壓型 P器的基礎(chǔ)上提出一種兩級(jí)式交流電子負(fù)載，結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示。該裝置可現(xiàn)不同負(fù)載特性模擬和電能回饋的功能。其中負(fù)載模擬變換器和并網(wǎng)變用電壓型 PWM 變換器。并網(wǎng)時(shí)采用工頻變壓器進(jìn)行隔離。實(shí)現(xiàn)輸入和輸氣隔離，提高系統(tǒng)可靠性。待測(cè)電源負(fù)載模擬變換器并網(wǎng)變換器電網(wǎng)隔離變壓器交流電子負(fù)載圖 1.3 兩級(jí)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)系統(tǒng)目前，能量回饋型交流電子負(fù)載的一般結(jié)構(gòu)[5-6]如圖 1.4 所示。這種交流

交流電子負(fù)載的一般結(jié)構(gòu)

圖 2.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)就虛線框內(nèi)的直流能量回饋型交流電子負(fù)載而言，其輸入為三相交流出為直流電。因此整體是一個(gè)交-直變換器。從實(shí)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?fù)洳捎媒?直變換器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。圖 2.2 交-直變換器實(shí)現(xiàn)方式
【參考文獻(xiàn)】

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6 賈月朋;任稷林;祁承超;賈月穎;;能量回饋型單相交流電子負(fù)載的研究[J];電力電子技術(shù);2011年06期

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9 張軍偉;王兵樹;劉治安;王晨悅;李毅凱;;單相電壓型PWM整流電路原理分析與仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年08期

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6 王浩;能量回饋型交流電子負(fù)載的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

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9 劉美茵;電能回饋型電子負(fù)載的研究與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 王曉佳;基于DSP的移相全橋ZVS變換器的研究[D];華中科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2886712