直流节能回馈型电子负载的设计与实现

设计实现了一个由MC9S08AW60单片机控制的输出可调的高效直流节能回馈型电子负载。介绍了Boost升压电路与电流型PWM控制器相结合的控制方法、单片机最小系统及上位机显示设定界面。实验结果表明，该设计实现了将3～35V范围内的电压升压到36～58V范围内并回馈到直流电源的输入端，且实现了对节能老化实验电源老化电流的精确控制，达到了经济、环保、节能、高效的目的，具有广阔的实用价值。

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。

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。

能馈型直流电子负载的设计与研究

能量回馈型直流源电子负载是一种新型实验测试装置,该装置能将被测直流源输出电能通过变换后回馈到被测直流源输入端,实现能量的循环利用,相比传统电子负载具有高效节能的优点。本文设计了一种PWM控制方式下的直流源能量回馈装置,该电子负载由被测直流源电路、逆变电路、变压隔离电路和能量回馈电路组成。通过实物研究制作结果表明,系统设计合理,可以很好解决直流源负载实验过程中能量损耗问题。

一种用于光伏发电系统特性测试的能馈型电子负载

提出一种可用于光伏发电系统特性测试的能馈型电子负载,包含负载模拟单元和能量回馈单元。基于DC-DC变换器的负载模拟单元通过恒压和恒流的混合工作模式测取光伏组件的I-V曲线,能量经能量回馈单元馈入电网。与传统的I-V特性曲线测试方法相比,该方法有测试过程可控、可在线测量、节能等特点。详细介绍了该电子负载的拓扑结构、数学模型和控制方法,并研制出一台5 kW能馈型电子负载原型机,利用光伏阵列模拟器进行原理可行性验证。实验结果表明,该电子负载的设计方案可行,满足一般光伏系统特性或故障测试的工程需要,具有较好的参考价值。

馈能型电子负载用升压DC/DC变换器设计研究

针对雷达设备电源测试对电子负载的需求,和现有低压馈能型电子负载前级升压环节的不足,文章开展了馈能型电子负载前级升压DC/DC变换器的设计研究,提出了一种四路交错并联升压DC/DC变换器拓扑结构,该变换器具有输入电流大、输入电流纹波小、功率开关器件电压应力小、输出电压增益高等优点。文中分析了电路的工作原理,给出主电路参数表达式,仿真结果验证了理论分析的正确性。

浅谈能量回馈型节能电梯在实践中的应用

传统的电梯均采用大功率电阻以热能形式自由耗散,而能量回馈型节能电梯将部分再生制动能量回收经过处理后反馈到电网,供其它电器设备或其它电梯使用,从而达到节能目的。使其比同等拖动方式下的传统电梯节能最高可达10%-46%,具有巨大的经济效益和社会效益。文章对能量回馈型节能电梯在实践中的技术应用进行了探讨。

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。

计及城市轨道逆变回馈装置的交直流统一供电计算

城市轨道逆变回馈装置的供电计算对逆变回馈装置的系统设计和节能效果评估有着重要的作用。该文提出一种考虑逆变回馈装置交流侧电压波动系数和牵引变电所多状态切换的城市轨道交直流统一潮流计算算法。针对逆变回馈装置的节能效果评估,提出计及列车发车密度和全日行车计划的逆变回馈装置系统级节能效果评估指标。以某地铁工程实例为供电计算实例,在全变电所安装逆变回馈装置的情况下,牵引网压的波动得到明显改善,钢轨电位下降40.94%,当降压所负载率为0.2时,逆变回馈装置系统级节能率为8.71%,节能效果显著。

一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器的仿真研究

本文采用成熟的三相四象限PWM整流技术,通过改造级联型高压变频器单个功率单元的整流部分,对直流母线电容电压进行闭环控制来稳定功率单元直流母线电容上的电压,实现能量回馈。这种方法不仅解决了一般的级联型高压变频器能量不能回馈,单个功率单元直流母线电容电压不稳的问题,而且还能使网侧的功率因素为1,使级联型高压变频器成为真正的绿色变频器。

一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器的仿真研究

本文采用成熟的三相PWM整流技术,通过改造级联型高压变频器单个功率单元的整流部分,对直流母线电容电压进行闭环控制来稳定功率单元直流母线电容上的电压,实现能量回馈。这种方法不仅解决了一般的级联型高压变频器能量不能回馈,单个功率单元直流母线电容电压不稳的问题,而且还能使网侧的功率因数为1,使级联型高压变频器成为真正的绿色变频器。

城市轨道交通再生制动回馈系统设计与节能探讨

对城市轨道供电系统各组成部分的电气特性建模,研究含逆变回馈装置的牵引变电所组合运行控制策略,并采用交替迭代方式实现交直流一体化供电仿真计算.结合列车运行负荷过程模拟,利用软件求解多车、动态的全网络潮流分布和再生制动能量分配利用情况,以此为基础进行相关牵引供电计算、逆变回馈装置位置容量优化和能量反馈效果评估等研究工作,并对再生制动回馈进行系统优化设计.

电子负载并网电路设计

电子产品在投放市场之前需要进行严格的质量安全检验,其中就包括各种工况模拟以及老化测试,使用传统的静态负载来进行实验时,不仅无法简单地模拟复杂的工况,还会消耗大量的能源,造成能源浪费。为了解决静态负载的各种缺陷,电子负载应运而生。主要对电子负载模拟的过程中并网逆变器这一部分进行设计,通过电路设计,实现测试所使用的直流电到交流电的转换并回馈电网。

基于SiC MOSFET变电阻驱动的电子负载并网控制研究

为应对全球气候变暖,响应碳中和目标的号召,近几年新能源发电装机容量快速增长。清洁能源存在周期性的变化,而储能系统能够实现"削峰填谷",但相关储能电池设备在出厂前需要进行大量测试。能馈型直流电子负载能进行负载功能模拟,并将能量回馈电网,因而得到了广泛关注。为了优化电子负载中SiC MOSFET器件的驱动,设计了一种驱动电阻可变的方案,随着栅极电压上升,通过模拟电路控制增大驱动电阻,有效抑制了驱动电压超调,提高了可靠性。为了提高电子负载的并网电流质量,针对T型三电平逆变器,分析了输入均压环路对并网电流总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)的影响,提出了一种均压环陷波控制策略。通过实验观测了电容压差的纹波,验证了分析的正确性;测试了并网电流THD,验证了所提控制策略的可行性。

变频器共直流母线及并联回馈单元模式在离心机上的应用

本文介绍了采用共直流母线及回馈单元并联模式的变频控制系统在离心机上的应用。主要论述了该变频控制系统升级改造前后的技术方案和测试数据，并分析了节能情况。

计及逆变回馈装置间歇工作制的城轨供电计算

逆变回馈装置在实际运行中采用间歇工作制,当采用供电计算确定逆变回馈装置的选址和容量设计时,必须考虑逆变回馈装置的工作特性模型.为此,提出了一种考虑逆变回馈装置间歇工作制的城市轨道交直流供电计算算法.该算法基于逆变回馈装置的功率提出了逆变回馈装置负荷过程的动态调整策略,并实现其状态切换;从主变电所统计整条线路的全日能耗,分析不同逆变回馈装置启动电压、整流机组空载电压和列车发车对数对城市轨道供电系统能耗的影响.本文算法与实际工程中的逆变回馈装置负荷过程更加吻合.以实际地铁工程为例对线路进行了仿真,仿真结果表明:逆变回馈装置的启动电压会影响系统的节能效果;投入逆变回馈装置并选取合适的启动电压对供电系统具有明显的节能效果,相比不安装逆变回馈装置的系统可节省12.23%的能耗;当整流机组空载电压较高,或当发车对数稀少时,适当降低逆变回馈装置的启动电压可以获得更佳的节能效果.

1.14kV变频器整流/回馈电路设计

为进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高效率,从变频器内部设计研究着手,介绍1.14 kV变频器整流回馈单元的电路设计.主要研究驱动电路的设计,采用公共直流母线技术,解决多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾.整流回馈单元将流后的直流电供给逆变器,以实现电压和频率都可调来驱动电机,而当电机制动时所产生的电能又可通过回馈单元返回给电网.实验结果表明:该设计既实现了电动机的精密制动又实现了再生能源的合理利用,达到了节能高效的目的.

一种电梯能量回馈装置试验平台的设计与实现

针对电梯行业内还没有专门用于电梯能量回馈装置试验的设备,开发了一种电梯能量回馈装置试验平台。该试验平台通过采用直流电源、三相交流电源和交流电子负载,模拟电梯能量回馈装置的运行工况,采用单向功率计采集回馈装置的输入功率,电能质量分析仪采集回馈装置输出三相电的有效功率和的电能质量,实现电梯能量回馈装置性能指标、保护功能的试验。详细介绍了试验平台的结构、原理和技术方案,对直流电源、三相交流电源、交流电子负载、单相功率计、电能质量分析仪的选取进行了详细地分析和介绍。采用试验平台完成了2台回馈装置的试验,试验结果表明,试验平台可以完成电梯能量回馈装置的所有试验内容。试验平台的开发让试验人员在实验室内电梯能量回馈装置完成所有的试验项目,解决了部分检不了和检不准的项目,提高了试验质量和效率,对电梯节能发展具有非常重要的促进作用。

直流母线采油井群控节能技术应用探讨

针对抽油机运行能耗高、工作效率低以及存在倒发电的问题,在24口产能井上开展直流母线采油井群控节能技术现场试验,将同一平台或相邻多个平台的油井共用1台变压器和1台回馈整流装置,将电压380 V三相交流电转变成540 V两相直流电,直流电通过直流母线传输到单井,每台抽油机配备直流电转交流电逆变控制装置,实现变频调控,电动机通过逆变终端直接挂接在直流母线上,降低变压器投资,降低举升系统能耗。当电动机工作时,逆变终端从直流母线上吸收电能;当电动机倒发电时,倒发电立即馈入母线为其他逆变终端共享,现场应用群控节能技术后,24口井变压器由8台减少到4台,单井日节电31.7 kWh,节电率20.32%。