大功率电能质量信号发生装置研究

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1、摘要电气设备对其电源电压的质量有一定要求，尤其是一些精密的电气设备，如计算机、服务器、流水线等，当电源电压出现问题时会导致这些设备无法正常工作甚至损坏，从而带来严重的经济损失。为避免上述情况的出现．一方面可以治理电网的电能质量，另外也可以对这些设备在出厂前进行电能质量问题敏感度测试，若有问题进行改进，使之能够很好的适应电网用电环境。因此，对能产生谐波、电压跌落、骤升、闪变、凹陷等电能质量信号的发生装置进行研究具有很强的实用价值。目前，产生电能质量信号的设备不多，性能也不够理想，普遍存在体积大、结构复杂，携带不便、维护困难等缺点．无法很好地满足测试要求。本文

2、基于现代电力电子技术、计算机和控制技术研制的新型大功率电能质量信号发生装置，不仅能够产生各种电能质量信号，而且能克服已有设备的缺点·可广泛用于科研、工业现场、实验、教学等场合。论文以试验样机的实现为核心，采用理论分析和数字仿真结台实验的方法，对所需要解决的理论和实践问题进行了讨论。文中首先确定了单相交．直-交变换器为主电路结构，在此基础上研究了整流和逆变控制策略，整流采用电流滞环控制，以满足控制速度、精度和高功率因数的要求，逆变控制分别研究了正弦脉宽调制(SPWM)和电压滞环控制两种策略，并分析比较了二者的特点。其次，为提高试验样机的性能、指导电路设计．文

3、中对单相交．直和交-直-交电路的直流侧电压进行了研究，提出使用瞬时功率平衡理论来建立直流电压数学模型，并对交流侧与直流侧之间功率流动和交换进行分析，指出有功和无功功率的流通路径、直流侧功率与交流侧功率之间的关系及流动机理。在直流电压数学模型的基础上，给出改进的整流、逆变控制策略，用于指导直流电容参数设计。根据功率在各侧之间的流动规律，论文研究了通过控制功率流动来抑制电压脉动的方法．其结论与通过直流电压数学模型得到的结论相一致，并通过仿真验证所得结论的正确性。随后，在理论研究的基础之上，设计了控制电路、滤波器、直流电容参数，以TMS320F2407DSP芯片

4、作为控制核心，大容量智能化功率模块(口M)为功率器件，完成软件编写、控制和功率电路制作、硬件安装、调试等工作，实现了一台单相试验样机，并进行了大量的实验。仿真和实验结果验证了所采用的控制簧略、分析结论、电路设计的正确性和有效性，所研制的试验样机可以产生谐波、电压跌落、骤升、闪变、凹陷等电能质量信号并用于对电气设备电能质量敏感度的测试，达到了预期效果。最后．文中提出了由智能化电能质量信号发生装置与被测设备组成电能质量敏感度测试系统的概念，在该系统中，通过电能质量信号发生装置产生的电能质量信号测试电气设备，并引入反映被测电气设备工作状况的模拟或数字反馈信号，对

5、被测试设备的工作状态进行判断，获得被测设备的安全正常工作电压数据。论文以试验样机和交流接触器构成的测试系统为基础，通过仿真和实验研究了电压跌落对交流接触器工作的影响，并绘制了反映该交流接触器对于电压跌落耐受能力的ITI曲线，结果表明所设计的交流接触器电能质量敏感度测试系统能够很好的对其进行测试，并能推广到对其它用电设备的测试上。关键词：电能质量；信号发生装置；敏感度；交-直一交变换器；正弦脉宽调制；电压滞环控制；DSP：测试系统ABSTRACTElectricalequipmentshaverequirementonpowersupplyforgoodpo

6、werquality．Someequipments，particularlytheprecisionequipmentssuchascomputer,server,assemblylinewillperformabnormallyendevenbedamagedwhen511伍erpowerqualityproblem．Inordertoreducethegreat[osscausedbypowerqualityproblem，thesensiti、dcyofeleclrlcalequipmentonpowerqualityshouldbetestedan

7、dimprovedonstageofmanufacturing．So，studythepowerqualitygenerator,whichcanproducevoltagesag，swell，flicker,harmonicendnotch，ete，hasgreatsignificanceinpractice．However，thepowerqualitygeneratorsoiequipmentsinthemarketcurrentlyarefarfromperfect．Ithavemanydisadventagessuch∞heavy,unablet

8、omove，intricatestructure，etc．With