能馈型功率因数可调单相交流电子负载设计

交流电子负载作为电源测试不可或缺的设备之一,主要用于模拟真实环境中的各种负载。文中根据能馈型功率因数可调单相交流电子负载性能需求,提出基于UCC28019的能馈型功率因数可调单相交流电子负载总体设计方案。以STM32F103C8T6为控制核心,设计了PFC校正电路、PFC调整电路、辅助供电电路、SPWM驱动电路、逆变电路、保护电路。基于移相控制策略构建了电压闭环控制链路,实现了系统功率因数可调和恒压稳定输出。通过搭建样机实验装置,验证了系统方案的可行性。

大功率能量回馈型交流电子负载及其在电力系统动模实验中的应用

研究了基于现代电力电子技术的交流电子负载的控制方法和策略;为提高电子负载的动态性能,提出采用数值计算的方法得到实时参考电流,并给出了该方法的数值收敛域;提出将定阻抗工作模式下的电子负载应用于动模实验中模拟输电线路、用电负荷以及短路实验。仿真和实验结果表明,采用的控制策略和方法是有效的,所设计的实验样机不但能在定阻抗工作模式下有效地模拟恒定和突变的阻抗,而且还能将电子负载吸收的能量回馈电网,节约电能。本文所做的工作拓宽了电子负载的应用领域,是今后电力系统动模实验的发展方向之一。

基于双PWM变换器的交流电子负载研究

为节省能源和简化电源设备测试的投入,研究了一种结构简单、可测试交流电能装置各种电特性并将试验电能回馈至电网的交流电子负载。根据其主电路的两级AC/DC/AC变换结构,分析了起传递能量桥梁作用的直流母线电容工作和谐波产生机理,提出了将两级PWM变换器分开控制的方案即前级变换器采用固定开关频率的单P环直接电流控制,后级变换器采用三角波调制的经典电压外环和电流内环的双闭环结构。基于32位定点TMS320F2812DSP控制器设计控制系统,实现了上述设计方案并应用于小功率交流电子负载实验样机。实验论证表明,该方案控制简单易行,可以实现对单相测试电源的阻抗特性精确模拟,同时完成功率因数接近于1的有源逆变,将测试电源电能回馈电网。

采用LCL滤波器并网的交流电子负载

针对在交流电子负载采用传统L滤波器并网时开关频率附近的高次谐波衰减的不足提出了采用LCL滤波器并网,为减少LCL滤波器对系统稳定性的影响,对LCL滤波器自身存在谐振问题进行分析,深入研究了采用LCL滤波器的并网变换器电流控制策略,在检测网侧电流的电流环中引入滤波电容电流反馈的控制算法代替阻尼电阻的作用,可以改变系统极点分布,有效地抑制谐振,增加系统的稳定性,并研究了系统稳定时控制参数需满足的条件。仿真及实验结果表明,采用LCL滤波器并网时可以有效减少交流电子负载并网输出电流的高次谐波含量,而引入滤波电容电流反馈控制策略是一种简单、可行抑制LCL谐振的方法。

能馈型双PWM变换器交流电子负载研究

采用双PWM变换器设计了一种能馈型交流电子负载,前级PWM变换器实现负载特性模拟功能,设计了单电流滞环控制系统,可以使电子负载对交流电源呈现的阻抗为设定值;后级PWM变换器实现能量回馈功能,设计了并网逆变器的电压、电流双闭环控制系统,其中外环为直流电压控制,控制并网逆变器直流输入端电压稳定,内环为并网电流控制,控制并网逆变器的输出电流与电网电压同频同相,实现单位功率因数逆变。实验结果表明,所设计的单电流环控制系统和电压、电流双闭环控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。

基于DSP控制的交流电子负载的性能研究

本文主要针对交流电子负载的控制策略进行了研究,并进行了硬件实现以及对电子负载的性能进行分析。针对传统控制方法不能精确模拟各种类型负载的问题,提出了一种指令阻抗结合SVPWM的控制策略,并给出了指令阻抗转化为指令电流的计算方法。通过MATLAB仿真验证了该控制策略的可行性。在硬件实现部分采用了带LCL滤波的三相PWM变换器构成主电路,基于TMS320F28335DSP控制器实现了基于指令阻抗和SVPWM的控制算法,并进行了实验研究。通过实验证明了设计方案的可行性,能够精确实现对不同性质负载的电子模拟。在此基础上,通过实验对交流电子负载的性能进行了研究,分析了不同开关频率下、不同性质电子负载模拟侧电流谐波情况,进行了频谱分析,总结了其变化规律。当电子负载硬件参数已经固定的情况下,在模拟不同类型负载时,为了得到谐波含量更低的电流,可根据变化规律对电子负载开关频率进行选择。

基于复合控制的交流电子负载研究

研究了一种可适用于交流电能装置的各种电特性的测试,同时又将试验电能回馈至电网的交流电子负载。根据其主电路的两级AC/DC/AC变换结构,详细分析了系统功率平衡机理,提出一种新的复合控制方法,较好地满足系统对指令电流跟踪的精度、快速性和稳定性的要求。该方法能消除电压扰动带来的电流跟踪误差,可以实现对单相交流测试电源的阻抗特性精确模拟,同时完成功率因数接近于1的有源逆变将测试电源电能回馈电网。仿真和试验结果证明了复合控制方法的有效性。

能量回馈型单相交流电子负载的研究

能量回馈型单相交流电子负载是一种可模拟阻性负载以及任意功率因数的感性和容性负载,并将吸收的能量回馈电网的电力电子装置。主电路拓扑采用AC/DC/AC结构,前级负载模拟部分基于单周期控制技术,后级能量回馈部分基于滞环电流控制技术,主电路整流器和逆变器均采用单极性调制方案。应用上述方案设计1 kVA交流电子负载实验样机。实验结果表明,该方案简单易行,可实现单相测试电源的各种阻抗特性模拟,并将吸收能量以接近单位因数回馈电网。

能馈型交流电子负载直流电压分析及控制技术研究

能馈型交流电子负载结构为交直交两级结构,直流部分稳定是两级解耦的前提,为达到负载模拟及实时逆变并网的要求,直流电压稳定控制研究十分必要。从整体角度建模,分析了交直交电参数耦合关系以及动态功率平衡问题,根据直流电容等效电路图,着重分析直流电压波动的原理,提出了直流电压外环控制策略,并通过仿真进行了验证,结果表明该控制策略可行,对交直交系统稳定具有重要意义。

基于PI控制的交流电子负载内环电流控制的改进

针对交流电子负载内环电流PI控制存在抗干扰能力差的缺点,在分析交流电子负载的主电路结构及其控制方法的基础上,提出将扰动电压前馈的复合控制方法,在保持内环电流PI控制器跟踪速度的前提下,提高了系统的抗干扰能力,并通过对交流电子负载的建模,按照典型型系统整定方法,确定了PI控制器中参数的大小,仿真表明,该方法能够很好的抑制电压侧带来的扰动,实现交流电子负载负载模拟的功能。

DSP控制的能量回馈型交流电子负载设计

交流电子负载是可以模拟传统真实阻抗负载的电力电子装置,它能模拟一个固定或变化的负载。采用2级PWM变换器设计了一种适用于各种交流电源试验的能量回馈型交流电子负载,根据主电路的2级AC/DC/AC变换结构,分析了其工作原理,并提出了将2级PWM变换器分开控制的方案,前级PWM变换器采用单电流滞环控制实现负载特性模拟功能,后级PWM变换器采用电压、电流双闭环控制实现能量回馈功能。在锁相跟踪控制中,提出了一种软硬件相结合的改进方法。实验结果表明,所设计的滞环电流控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网。

基于双PWM变换器的能馈型交流电子负载研究

为了替代传统负载和能耗型电子负载,研究一种基于双PWM变换器的能量回馈型交流电子负载。主电路采用双PWM变换器构成背靠背系统的拓扑结构,负载模拟变换器采用滞环的电流单闭环控制策略,并网变换器采用直流电压外环和电网侧交流电流内环的双环闭控制策略。通过Matlab/Simulink仿真试验,证明了该方案可以实现对负载模拟侧电流精确控制,模拟所需负载特性的功能,同时将测试电能回馈电网,并网逆变侧功率因数接近于1。仿真结果表明该方案可行且有效。

用于电源测试的馈能式交流电子负载的研究

针对用于电源测试的交流电子负载进行研究,提出了一种改进型SVPWM的算法,设计了给定阻抗指令的电流单闭环控制系统并给出了阻抗指令转换为电流指令的计算方法。采用Simulink建模及FPGA代码转换的控制程序实现方案,利用FPGA实现对控制算法的高速运算。通过Simulink仿真验证了模型工作的正确性。搭建了交流电子负载主电路的硬件实验平台。基于单片FPGA实现了交流电子负载的全部控制电路,大大缩短了控制系统的设计周期。实现了用于电源测试的馈能式交流电子负载,为电源的出厂测试提供了既节能又精确的负载实现方案。

高频交流电子镇流技术发展与应用

本文主要讨论了高频交流电子镇流技术的发展，应用、典型电路、存在问题及发展方向，介绍了典型应用集成电路和相关设计软件。

交流电子负载校准技术研究

介绍了交流电子负载的校准方法、校准设备和校准原理等。交流电子负载是对是各种交流电源、UPS电源测试和老化试验的主要设备之一,其各项参数指标的优劣对被测设备的检测及故障分析具有重要意义。研究了交流负载的恒定电压、恒定电流、恒定电阻和恒定功率等功能的校准方法和指标,并通过实际测试、校准进行了验证,对校准结果的不确定度进行了评定,校准结果表明本文的校准方法能够满足仪器的技术要求。

能馈型交流电子负载的研究

为绿色节能和简化变频器设备带载测试的投入,研究了一种针对变频器老化试验这一应用场合的能馈型交流电子负载,分析其主电路的两级AC/DC/AC变换结构和系统数学模型,提出了将两级PWM变换器分开控制的策略,采用SVPWM进行调制。通过Matlab/Simulink仿真试验,证明了该方案的控制方法可以实现对负载模拟侧电流精确控制,模拟所需负载特性的功能,同时并网逆变侧功率因数接近于1,低电流THD的有源逆变,将测试电能回馈电网,解决了传统负载能耗的问题。该控制系统具有良好的动、静态性能。

基于单周期控制的单相交流电子负载的研究

为实现交流电子负载模拟阻性负载以及任意功率因数的感性和容性负载,基于单周期控制建立了包括电压型PWM整流器与单周期控制器两部分的单相交流电子负载模型.其中,PWM整流器采用单极性调制方式,控制器采用双环控制,其外环为直流电压控制环,内环为交流电流控制环.然后利用Matlab/Simulink软件对在不同属性负载下的单相交流电子负载进行了仿真.仿真结果表明:单周期控制单相交流电子负载能够较好地完成各种负载特性的模拟,抗扰性强,响应快,阻性、阻感性、阻容性3种负载的响应时间分别为100ms、160 ms和170 ms,验证了单周期控制策略的有效性和实用性.

晶闸管交流电子开关柜的应用与改进探讨

简介了三种类型的电子开关柜在安阳钢铁集团有限责任公司无缝钢管厂的使用情况，并针对各类电子开关柜存在的问题，提出了具体的改进方案。改进后的电子开关柜运行可靠，提高了设备运转率。

一种高压交流电子负载的设计与实现

介绍了高压交流电子负载系统。该系统能使耐电压测试仪校准装置在1 000 V高压环境下,实现泄漏电流的调节。

航空交流电子负载LCL滤波器研究与设计

针对航空交流电子负载对纹波抑制和动态性能要求都比较高的特点,研究了一种主动阻尼LCL滤波器电路,给出了具体设计方法。通过对六种典型的被动阻尼LCL结构滤波电路进行分析,结合ITAE最优控制模型对LCL滤波器参数进行优化设计,将其应用于10kW交流电子负载系统中。针对两种输入电流进行仿真,仿真结果证明了该设计方法不但能够使系统满足航空交流电子负载纹波抑制能力和控制跟随能力要求,而且参数选择方法简单,易于工程实现。