模拟直流电机电力电子负载的设计与研究

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1、目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状21.3研究主要内容及意义2第2章理论基础42.1电源老化实验42.2电力电子负载42.3直流电动机特性分析52.3.1直流电机简介52.3.2直流电机的动态数学模型6第3章模拟直流电机的PEL系统硬件设计93.1模拟直流电机的PEL系统设计原则93.2模拟直流电机的PEL系统硬件平台设计103.3模拟直流电机的PEL主电路设计113.3.1模拟直流电机的PEL主电路拓扑设计113.3.2模拟直流电机的PEL主电路参数设计133.4

2、模拟直流电机的PEL采样电路的设计143.5模拟直流电机的PEL驱动电路的设计163.6模拟直流电机的PEL控制电路的设计173.6.1概述173.6.2控制电路设计18第4章模拟直流电机的PEL仿真实验204.1SIMULINK软件介绍204.2模拟直流电机的PEL建模与仿真204.2.1电机计算204.2.2模拟直流电机的PEL建模224.2.3波形验证24结论26参考文献27附录28致谢29摘要电源在出厂前都要进行放电实验，传统的实验中能量都能被完全消耗掉。具有能量回馈功能的电力电子负载可以代替传统的负

3、载对电源进行放电实验，实现能量的再生利用电力传动系统中，对电机控制装置的测试一般采用由电机及机械负载等构成的测试平台，文中提出利用电力电子变换器模拟电机工作特性从而取代上述测试平台的方案，用于电机控制装置的考核测试，构造了基于精确电机模型的在线电机仿真器，用于实时计算电枢电流、转速及电磁转矩等电机状态量，将背靠背型双PWM变换器应用于直流电机模拟器，分析了其模拟直流电机四象限运行的工作原理。仿真结果验证了电机仿真器的在线计算值与电机实际运行时的状态量基本一致，然后验证了电机模拟器的实际模拟效果，从而证明了电机

4、模拟器的有效性和可行性。关键词：电机特性模拟；电力电子负载；直流电机模拟器；背靠背双PWM整流器IIAbstractPowersourceshouldbecarriedoutdischargetestbeforeleavingthefactory.Theenergyhavebeenfullyconsumedinthetraditionalenergyexperiment,withtheenergyfeedbackfunctionofthepowerelectronicloadcanreplacetraditi

5、onalloadinthepowersourcedischargetesttoachieveenergyrecycling.Inthepowerdragsystem,thetestofdrivingdeviceneedsacomplexloadsystemformedbyrotatingmotorandmechanicalload.Inthispaper,asystemofsimulatingDCmotoranditsloadwithpowerelectronicconverterisproposed,whi

6、chcanbeusedintheacceptancetestofmotordrivingsystem.Thesystematicprincipleisderived,basedonstateequationofDCmotor,onthebaseofBoostconvertor,anovelmaincircuitisputforward.Inordertocompare,asimulatingplatformisestablished.Thesimulationresultsverifythefeasibili

7、tyofmotorsimulator.Keywords:SimulatingofMotorCharacteristic；ElectronicLoad；DCMotorSimulator；DualPWMConverterII武汉理工大学毕业设计（论文）第1章绪论1.1研究背景在电气与信息化高度发达的今天，随着电子设备以及供电技术的迅速发展，各种电源广泛应用于能源、化工、交通、军事等各行各业，在我们的日常生活中广泛使用的计算机等各种电器设备上都能经常见到它们的身影，电源已经成为人们生产、生活中必不可少的部分，电源的

8、损坏将直接造成应用机器停止正常工作，进而影响生产、生活的正常运作，给国民经济和生活带来巨大的损失。正因为电源设备的重要性，国际、国内、行业内都相应制订了各种电源标准来严格考核电源产品质量，各种电源产品在出厂前都要进行十几甚至几十个小时的试验。如老化试验、输出特性试验等，以检验其技术指标和性能，保证出厂电源的优良品质。传统的电源试验方法是采用电阻等能耗型元件作为负载，电能被无谓地消耗为热能，这样对能源