大功率交流稳流源的研制

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1、浙江大学硕士学位论文大功率交流稳流源的研制姓名：陶洪山申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：吴燮华20040301摘要本论文所研制的稳流源是一种恒频、恒流的交流电流源，由PFC整流器、SPWM全桥逆变器组成，主要用于断路器的热特性测试。文中介绍了稳流源主电路、控制电路的设计过程，详细讨论了电路各部分参数的设计，给出了各部分电路的实验波形和结果。文中分析了适用于稳流源的功率电路拓扑方案、电流源建模方法和控制策略。逆变电路采用了适用于稳流输出的双环控制方式：外环负载电流平均值反馈，内环电感电流瞬时值反馈。在电感元件设计中，采用了新型的微晶磁性材料。AbstractThis

2、dissertationpresentsacontrollableandprogrammableACcurrentsourcewithhighstabilityonbothfrequencyandoutputcurrent,whichconsistsofaPFCrectifierandaSPWMfull—bddgeinverter．Theapparatusismainlyappliedtotesttheheatcharacteristicsofbreakers．Thedesignofthemaincircuitandthecalculationoftheparametersofth

3、ecomponentsareintroducedindetail．Theexperimentalresultsincludingdataandwaveformsofeachsub-circuitofthesystemaregiven．Theoperationprinciple，thecurrentsourcemodelandcontrolstrategyaredescribed．Thedual—loopcontrolmethodadaptedtocurrentsourceisproposed———Outerloopisthefeedbackofaveragedloadcurrent

4、andinnerloopisthatofinductorcurrent．TheapplicationandcharacteristicsofNanocrystallinealloyarepresentedtoo，浙江大学硕士学位论文第一章绪论1．1项目背景断路器、热继电器、熔断器等低压电器广泛的应用于输、配电网络。断路器一般都有过流、短路、过载保护功能，保护功能的实现过程为：检测元件实时监测电压、电流，如果超过预设阀值，断路器的脱扣器动作，触点分开，分断电流。长延时热脱扣试验是每一台低压电器出厂试验和型式试验的必做项目，试验的目的是考核产品的热效应；电流与热量之间是平方关系，为保证

5、温升试验的准确性，测试正弦电流必需稳定、精确。根据国家标准GBl4048．2．94要求，长延时热脱扣试验的电流误差不大于±2％，正弦波失真度小于5％。如果通过变压器直接对断路器施加一个测试电压，在测试过程中，由于电网电压的波动、载流回路中引线电阻变化、负载本身电阻变化，测试电流随之变动，不能满足国标要求，所以稳流过程必须通过闭环反馈来实现。电网电压是一个电压源，若要求电流稳定，则必然需要调节输入电压；换言之，我们需要一个自动调压器．旨在补偿电源电压的波动及回路电阻的变化，使回路中电流保持恒定．所以稳流过程实际上可看作为自动调压过程。目前稳流方法的研究在直流小功率方面较多，而在交流稳

6、流方面较少。交流稳流主要采用如下方’法【lJ：·采用反馈系统控制伺服电机，通过机械传动系统调节自耦调压器来实现调压稳流。由于电机和传动系统的机械惯性调整速度较慢且易产生振荡，很难实现稳定的调节。·用具有反馈系统的可控硅调相电路来实现稳流。但该方法通过调整可控硅截止角实现调压稳流，正弦波将严重畸变，不能满足波形精度要求。·以铁磁元件为调整元件(磁放大器)的稳流线路。它的不足之处：因为磁惯性大，响应时间较长；磁系统的线性工作区小，一般情况下只能实现小范围定点稳流；磁系统会产生严重的波形畸变，功率因数低。·采用电压分节网络。使用一个多绕组变压器，反馈系统通过双向可控硅在正弦电流过零点切换

7、绕组调压，实现稳流。缺点在于：稳流精度取决于绕组间的最小变比，不能消除电网电压的畸变的影响。·采用模拟的功率放大器，其优点是波形的线性度好、稳定度高、失真度小、波形平滑，但它的缺点是效率低下、发热量大、严重影响整机的工作。为了解决上述各种方法的缺陷，可以利用现代电力电子技术，制作出高精度、高稳定性的交流稳流源。电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它是一门综合电力半导体器件、电力变换技术、现第1页浙江大学硕士学位论文代电子技术、自动控