阻抗源能馈型交流电子负载的研究

论文摘要

随着各国经济的迅速发展,能源问题在当今倍受关注。同时,各个行业领域采取了一些节能措施。能馈型交流电子负载是一种用于各种电源出厂前性能检测的实验装置,它不仅能够模拟各种负载特性,而且能够将测试的直流电能逆变为交流并入电网,实现电能的再生利用,解决了传统电子负载在测试当中能量大量浪费的问题。在该装置的逆变单元当中,并采用了一种新型的阻抗源网络结构,使得该电子装置具有体积小、节能、抗干扰能力强、能量利用高等优点。本文分析了电子负载的工作原理,确定了系统由AC/DC整流器和DC/AC逆变器两部分构成。阐述了PWM控制技术,根据PWM控制器四象限运行的特点,将其引入到能馈型电子负载当中,完成对交流侧电流的控制,实现交流电子负载的功能。要使能馈型电子负载具有良好的测试功能,且测试的输出能量反馈到电网当中,在系统设计中的AC/DC整流部分,采用中间直流控制的滞环电流控制方式,稳定了直流输出电压,并提高了变换器的工作性能；作为该装置的重要单元逆变器部分,本文研究当中采用直流侧结合阻抗源网络为电路结构,利用双闭环控制策略,改善了并网电流波形,并建立模型进行仿真验证。论文中介绍了电压型和电流型整流器工作原理和拓扑结构,详细比较几种PWM整流器的控制方式,介绍了逆变器阻抗源网络的工作原理和其在逆变器中发挥的优点。最后利用MATLAB/SIMULINK仿真软件,搭建了阻抗源能馈型交流电子负载仿真模型,验证了理论的的正确性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 电子负载简介
• 1.2 国内外能馈型电子负载的发展现状
• 1.3 阻抗源变换器
• 1.4 论文选题的意义及主要研究内容
• 2 能馈型交流电子负载的拓扑结构
• 2.1 引言
• 2.2 负载模拟原理
• 2.3 电子负载的拓扑结构
• 2.4 电子负载中电力电子开关的选择
• 2.5 脉宽调制PWM控制技术
• 3 AC/DC整流器设计
• 3.1 引言
• 3.2 PWM整流器介绍
• 3.3 输入变换器的分类
• 3.4 电压型PWM整流器控制方式
• 3.5 仿真验证分析
• 4 阻抗源DC/AC逆变部分设计
• 4.1 引言
• 4.2 传统逆变器的局限
• 4.3 新型的阻抗源逆变器
• 4.4 控制系统的设计
• 4.5 仿真结果
• 5 参数设置及系统仿真
• 5.1 整流部分元件参数设置
• 5.2 阻抗源网络无源元件的设计
• 5.3 电子负载的系统仿真
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间主要成果