本文關(guān)鍵詞：機車電源測試用直流回饋型交流電子負載的研制

  更多相關(guān)文章： 電子負載 直流回饋 負載模擬 陷波濾波器 零電壓軟開關(guān) 功率平衡

【摘要】：電源出廠前都要經(jīng)過嚴格的負載試驗測試電源的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能,保證出廠電源的優(yōu)良品質(zhì)。本文以機車DC600V電源測試系統(tǒng)為背景,針對傳統(tǒng)的能耗型電子負載存在的負載調(diào)節(jié)不夠靈活、電能利用率低等缺點,采用電力電子器件組成的能饋型交流電子負載能夠滿足逆變電源負載試驗的需求,同時將測試所需的電能循環(huán)利用。針對傳統(tǒng)的交流回饋方式并網(wǎng)諧波抑制難度大、工頻隔離變壓器體積和損耗大的缺點提出了電能的直流回饋方式,同時將軟開關(guān)應用于能饋型電子負載,針對直流回饋型交流電子負載展開深入的研究工作:(1)將直流回饋型交流電子負載模塊化為前級負載模擬單元和后級直流回饋單元,分別分析了兩級變換器的拓撲結(jié)構(gòu),根據(jù)負載模擬單元的開關(guān)函數(shù)建立了對應的數(shù)學模型,根據(jù)功率平衡原理建立了直流回饋變換器的數(shù)學模型。對直流主電路、下位機控制系統(tǒng)和上位機控制系統(tǒng)的功能劃分進行了分析。(2)根據(jù)負載模擬單元的數(shù)學模型得到了基于PI控制器的電流單環(huán)離散控制系統(tǒng),分別按照典型Ⅰ型系統(tǒng)整定法和典型Ⅱ型系統(tǒng)整定法對電流環(huán)PI參數(shù)進行整定;針對PI控制器無法實現(xiàn)對交流信號無靜差跟蹤的問題,采用比例-諧振(PR)控制器來代替電流環(huán)PI控制器,對PR控制器比例系數(shù)、積分系數(shù)和截止頻率對于系統(tǒng)性能的影響進行了研究。(3)對直流母線電壓二倍頻諧波分量產(chǎn)生的原因進行了分析,對比了低通濾波器、均值濾波器和陷波濾波器三種數(shù)字濾波器的濾波效果。建立了電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),按照三階系統(tǒng)最佳整定法對直流回饋單元電壓外環(huán)的控制器參數(shù)進行了整定;對直流回饋單元實現(xiàn)ZVS的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。(4)根據(jù)系統(tǒng)的功能需求設計了對應的主電路,對主電路主要元件的參數(shù)計算以及功率器件選型進行了分析,設計了基于DSP+CPLD的控制系統(tǒng),并對關(guān)鍵電路進行了分析,完成了DSP部分的軟件設計和CPLD部分的軟件設計。(5)在MATLAB/simulink中搭建基于s-function的仿真模型,得到了仿真結(jié)果,驗證了方案的可行性;搭建了直流回饋型交流電子負載的樣機平臺,在樣機上做了相關(guān)實驗,驗證了方案的可行性以及理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：電子負載 直流回饋 負載模擬 陷波濾波器 零電壓軟開關(guān) 功率平衡
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 能饋型電子負載的研究背景和意義9-10
• 1.2 能饋型電子負載的發(fā)展概況及研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 直流回饋方式的交流電子負載的優(yōu)勢13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理與建模分析16-29
• 2.1 直流回饋型單相交流電子負載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能拓展16-18
• 2.1.1 直流回饋型單相交流電子負載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 直流回饋型單相交流電子負載系統(tǒng)功能拓展17-18
• 2.2 直流回饋型單相交流電子負載工作原理18-22
• 2.2.1 負載模擬單元工作原理18-21
• 2.2.2 直流回饋變換器工作原理21-22
• 2.3 系統(tǒng)模型建立22-27
• 2.3.1 負載模擬變換器建模23-25
• 2.3.2 直流回饋變換器建模25-27
• 2.4 系統(tǒng)構(gòu)架與功能分配27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 負載模擬單元控制策略研究與控制器設計29-45
• 3.1 負載模擬單元電流控制策略簡介29-31
• 3.2 基于PI控制的電流內(nèi)環(huán)控制分析31-37
• 3.2.1 電流環(huán)被控對象建模及離散化31
• 3.2.2 采用P控制器的電流環(huán)分析31-34
• 3.2.3 采用PI控制器的電流環(huán)分析34-37
• 3.3 準比例諧振控制器在電流環(huán)中的應用37-43
• 3.3.1 比例諧振控制器性能及分析37-42
• 3.3.2 準比例諧振控制器的數(shù)字實現(xiàn)42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第4章 直流回饋變換器關(guān)鍵技術(shù)分析45-54
• 4.1 直流母線電壓紋波產(chǎn)生原因及抑制45-50
• 4.1.1 流母線電壓紋波產(chǎn)生原因45-46
• 4.1.2 直流母線電壓二倍頻諧波抑制46-50
• 4.2 直流回饋變換器控制環(huán)路設計50-51
• 4.3 直流回饋變換器軟開關(guān)的實現(xiàn)51-53
• 4.3.1 超前橋臂實現(xiàn)ZVS52
• 4.3.2 滯后橋臂實現(xiàn)ZVS52-53
• 4.3.3 諧振電感rL的大小對系統(tǒng)的影響53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 直流回饋型單相交流電子負載系統(tǒng)設計54-67
• 5.1 直流回饋型單相交流電子負載測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)54-55
• 5.2 系統(tǒng)主電路設計55-59
• 5.2.1 關(guān)鍵器件參數(shù)計算56-58
• 5.2.2 關(guān)鍵器件選型58-59
• 5.3 控制系統(tǒng)硬件電路設計59-63
• 5.3.1 系統(tǒng)控制板電路59-63
• 5.4 控制系統(tǒng)軟件設計63-66
• 5.4.1 DSP軟件設計64-65
• 5.4.2 CPLD軟件設計65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第6章 直流回饋型單項交流電子負載仿真與實驗研究67-79
• 6.1 仿真模型及結(jié)果分析67-75
• 6.1.1 基于PI控制器的系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析68-70
• 6.1.2 基于PR控制器的系統(tǒng)仿真及分析70-71
• 6.1.3 陷波濾波器仿真結(jié)果及分析71-73
• 6.1.4 直流回饋變換器ZVS實現(xiàn)仿真結(jié)果及分析73-75
• 6.2 實驗結(jié)果分析75-78
• 6.2.1 基于PI控制器的實驗結(jié)果及分析75-76
• 6.2.2 基于PR控制器的實驗結(jié)果及分析76-77
• 6.2.3 ZVS實現(xiàn)的結(jié)果及分析77-78
• 6.3 本章小結(jié)78-79
• 第7章 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻81-84
• 致謝84

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔麗娟;李瑋;;直流電子負載校準方法[J];工業(yè)計量;2012年S1期

2 沈宏;;如何檢測直流電子負載[J];企業(yè)標準化;2008年11期

3 盧玉宇;;恒流電子負載的創(chuàng)新設計與實現(xiàn)[J];閩江學院學報;2009年05期

4 胡彩莉;黃姣娜;;直流電子負載的系統(tǒng)快速校準[J];中國測試;2010年03期

5 宋亞明;;淺析現(xiàn)代電子負載系統(tǒng)方案設計[J];科技傳播;2011年08期

6 張全生;;新型電子負載的設計與實現(xiàn)[J];電氣時代;2011年10期

7 任立剛;任稷林;賈月鵬;孔麗紅;;一種改進型單周控制的交流電子負載研究[J];空軍雷達學院學報;2011年05期

8 林舜臣;;能饋式智能電子負載的研究[J];四川建材;2011年06期

9 馬建龍;;關(guān)于直流電子負載的研究[J];信息與電腦(理論版);2012年06期

10 李潔;劉沖;于利紅;;直流電子負載校準技術(shù)研究[J];微計算機信息;2012年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜憲成;馬學軍;馬秀坤;張志芳;;新型智能直流電子負載的研究[A];中國計量協(xié)會冶金分會2010年會論文集[C];2010年

2 李春龍;張建榮;盧家林;石濤;白小青;;交流電子負載的發(fā)展過程及展望[A];2006中國電工技術(shù)學會電力電子學會第十屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

3 張娟;季學勤;董著勇;;直流電子負載校準方法的研究[A];2008年江蘇省計量測試學術(shù)論文集[C];2008年

4 丁伏林;陳海燕;;直流電子負載校準方法的分析與探討[A];江蘇省計量測試學會2005年論文集[C];2005年

5 劉宇;;直流電子負載校準方法[A];第二十二屆中國（天津）'2008IT、網(wǎng)絡、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學術(shù)會議論文集[C];2008年

6 楊永珍;;電子負載示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定[A];江蘇省計量測試學會2006年論文集[C];2006年

7 宋健;陳增祿;張婧;陳戰(zhàn)斌;;能量回饋型電子負載的系統(tǒng)研究[A];2008中國電工技術(shù)學會電力電子學會第十一屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

8 黃清軍;鄒旭東;熊威;劉良春;童力;康勇;;模擬電機特性的電力電子負載研究[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動學術(shù)年會論文集[C];2013年

9 李春龍;張建榮;盧家林;石濤;白小青;;能量回饋型可編程交直流電子負載的研究[A];2006中國電工技術(shù)學會電力電子學會第十屆學術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

10 朱強;;新型負載技術(shù)的研究[A];2006全國電工測試技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 江蘇 商啟民;電子模擬負載簡介[N];電子報;2003年

2 四川 趙術(shù)敏;器件串并聯(lián)使用需慎重[N];電子報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王成智;單相電力電子負載研究與設計[D];華中科技大學;2008年

2 吳振興;三相電力電子負載特性與設計研究[D];華中科技大學;2010年

3 姜桂秀;基于PWM技術(shù)的電子負載及其在電力系統(tǒng)動模實驗中的應用[D];天津大學;2010年

4 黃朝霞;單相電力電子負載關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田曉燕;基于電壓型PWM變換器的交流電子負載研究[D];南京師范大學;2015年

2 王鑫鑫;智能直流電子負載的研制[D];南京林業(yè)大學;2015年

3 吳天昊;能量回饋型直流電子負載的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 詹紅艷;能饋型直流電子負載的控制算法設計[D];電子科技大學;2014年

5 吳小波;單相饋能型電子負載的控制方式及其并網(wǎng)濾波器的研究[D];電子科技大學;2015年

6 孫德霖;大功率自均流直流電子負載的研究[D];青島科技大學;2015年

7 孫青秀;饋能式電子負載并網(wǎng)逆變側(cè)控制策略研究[D];西安工程大學;2015年

8 蔣紅;多通道小功率電子負載設計與實現(xiàn)[D];東華理工大學;2016年

9 方露;基于DSP的饋能式電子負載控制系統(tǒng)的研究[D];西安工程大學;2016年

10 汪通;大功率交流電子負載逆變側(cè)控制系統(tǒng)的研究[D];西安工程大學;2016年

，

本文編號：793979