三相交流能馈式电子负载的研究与设计.pdf

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1、馨騰（ＺＨＯＮＧＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ三相交流能馈式电子负载的研究与设计刘鑫洋％硕士专业学位类别（领域）：工程硕士（控制工程）导师姓名：巫付专教授张谦教授、职称刘建风高级工程师ｔｋ？摯２０１７年５月授予单位代码：学号或申请号：＿＿＿＿＿＿密级：中原工学院硕士学位论文三相交流能馈式电子负载的研究与设计刘鑫洋指导教师：巫付专教授张谦教授刘建风髙级工程师申请学位级别：：硕士专业名称控制工程提交日期：２０１７年３月论文答辩

2、曰期：２０１７年５月培养单位：中原工学院—学位授予单位：中原工学院中原工学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方夕卜，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研宄成果。其他同志对本研宄的启发和所做的贡献均己在论文中作了明确的声明并表示了谢意一本人学位论文与资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。学位论文作者签名：＇＂ｖ〇Ｉ年ｒ月３曰ｊ中原工学院学位论文知识产权声明本人完全了解中原工学院有关保护知识

3、产权的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于中原工学院。学校有权保被留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文査阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文Ｄ保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月曰年ｒ月曰￥３咚三相交流能馈式电子负载的研究与设计专业名称：控制工程研究生姓名：刘鑫洋指导教师：巫付专张谦刘建风摘要随着现代科技的不断进步，某些电气设备成为合格成品之前需要进行必不可少的带不同特性的负载

4、测试以显示其带载后的特性是否达到要求。而针对于传统的测试负载所存在的缺陷，本文所研究的电子负载是一种将电力电子技术和智能功率开关管以及DSP控制芯片相结合的电力电子装置。利用PWM整流器可以实现四象限运行的特性，将整流侧灵活的控制在阻容性、阻感性和纯阻性之间，实现实时、无级、大范围的调整。对于节能方面的优化，相比于传统的测试负载而言，由于本次的研究设计采用的是AC-DC-AC的“背靠背”结构。在电子负载的后端将直流侧的电能通过逆变的方式回馈到电网侧，真正实现了能量的二次利用。同时大大降低了因电流的热效应而产生的发热问题。本文首先从拓扑结构进行了分析，从电压型和电流型的对比中选

5、择了电压型拓扑结构作为本文的研究对象。为了便于理解，将PWM整流器的模型进行等效简化，结合向量法和Kirchhoff电压定律对其四象限运行的工作原理进行分析验证。对于控制策略的选择和应用的前提条件是建立其数学模型和进行前馈解耦算法所需要的有功、无功电流，有功、无功电压等信息，而SPLL能够正常锁相和数学模型的建立以及前馈解耦算法所需要的信息得到的前提都是以坐标变换作为支撑，所以坐标变换作为第三章、第四章的逻辑起点在文中其推导过程做了较为详细的分析。在第五章中对本次设计的硬件选取以及软件设计的整体思想进行介绍。在第六章中利用仿真平台对整体的设计方案进行了验证，在控制功率因数角的

6、子系统中，提出了一种利用有功、无功电流幅值关系与三角函数关系相结合的方法，搭建的仿真能够灵活、准确的控制功率因数且谐波较小。通过运行结果体现了整体设计的可行性。关键词：“背靠背”结构；PWM整流器；坐标变换；前馈解耦；功率因数。1Three-phaseACEnergyFeedElectronicLoadResearchAndDesignMajor：ControlEngineeringStudentName:LiuXinyangSupervisor:WuFuzhuanZhangQianLiuJianfengAbstractWiththecontinuesprogressofmo

7、dernscienceandtechnology,someequipmentbecomequalifiedfinishedtheneedforessentialloadtestwithdifferentpropertiestodisplaytheirloadcharacteristicsafterwhethermeettherequirements.Andaimingatthedeficiencyoftraditionalloadtest,thispaperstudiestheelectronicloa