三相交流能饋式電子負(fù)載的研究與設(shè)計(jì).pdf

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1、馨騰（ＺＨＯＮＧＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ三相交流能饋式電子負(fù)載的研究與設(shè)計(jì)劉鑫洋％碩士專業(yè)學(xué)位類別（領(lǐng)域）：工程碩士（控制工程）導(dǎo)師姓名：巫付專教授張謙教授、職稱劉建風(fēng)高級工程師ｔｋ？摯２０１７年５月授予單位代碼：學(xué)號或申請?zhí)枺海撸撸撸撸撸崳姡呙埽壖墸海墸崳娭性W(xué)院碩士學(xué)位論文三相交流能饋式電子負(fù)載的研究與設(shè)計(jì)劉鑫洋指導(dǎo)教師：巫付專教授張謙教授劉建風(fēng)髙級工程師申請學(xué)位級別：：碩士專業(yè)名稱控制工程提交日期：２０１７年３月論文答辯

2、曰期：２０１７年５月培養(yǎng)單位：中原工學(xué)院—學(xué)位授予單位：中原工學(xué)院中原工學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研宄成果。論文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方夕卜，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研宄成果。其他同志對本研宄的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的聲明并表示了謝意一本人學(xué)位論文與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名：＇＂ｖ〇Ｉ年ｒ月３曰ｊ中原工學(xué)院學(xué)位論文知識產(chǎn)權(quán)聲明本人完全了解中原工學(xué)院有關(guān)保護(hù)知識

3、產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研宄生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于中原工學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保被留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文査閱和借閱。學(xué)校可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文Ｄ保密論文待解密后適用本聲明。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月曰年ｒ月曰￥３咚三相交流能饋式電子負(fù)載的研究與設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：控制工程研究生姓名：劉鑫洋指導(dǎo)教師：巫付專張謙劉建風(fēng)摘要隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，某些電氣設(shè)備成為合格成品之前需要進(jìn)行必不可少的帶不同特性的負(fù)載

4、測試以顯示其帶載后的特性是否達(dá)到要求。而針對于傳統(tǒng)的測試負(fù)載所存在的缺陷，本文所研究的電子負(fù)載是一種將電力電子技術(shù)和智能功率開關(guān)管以及DSP控制芯片相結(jié)合的電力電子裝置。利用PWM整流器可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行的特性，將整流側(cè)靈活的控制在阻容性、阻感性和純阻性之間，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、無級、大范圍的調(diào)整。對于節(jié)能方面的優(yōu)化，相比于傳統(tǒng)的測試負(fù)載而言，由于本次的研究設(shè)計(jì)采用的是AC-DC-AC的“背靠背”結(jié)構(gòu)。在電子負(fù)載的后端將直流側(cè)的電能通過逆變的方式回饋到電網(wǎng)側(cè)，真正實(shí)現(xiàn)了能量的二次利用。同時(shí)大大降低了因電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生的發(fā)熱問題。本文首先從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，從電壓型和電流型的對比中選

5、擇了電壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為本文的研究對象。為了便于理解，將PWM整流器的模型進(jìn)行等效簡化，結(jié)合向量法和Kirchhoff電壓定律對其四象限運(yùn)行的工作原理進(jìn)行分析驗(yàn)證。對于控制策略的選擇和應(yīng)用的前提條件是建立其數(shù)學(xué)模型和進(jìn)行前饋解耦算法所需要的有功、無功電流，有功、無功電壓等信息，而SPLL能夠正常鎖相和數(shù)學(xué)模型的建立以及前饋解耦算法所需要的信息得到的前提都是以坐標(biāo)變換作為支撐，所以坐標(biāo)變換作為第三章、第四章的邏輯起點(diǎn)在文中其推導(dǎo)過程做了較為詳細(xì)的分析。在第五章中對本次設(shè)計(jì)的硬件選取以及軟件設(shè)計(jì)的整體思想進(jìn)行介紹。在第六章中利用仿真平臺對整體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證，在控制功率因數(shù)角的

6、子系統(tǒng)中，提出了一種利用有功、無功電流幅值關(guān)系與三角函數(shù)關(guān)系相結(jié)合的方法，搭建的仿真能夠靈活、準(zhǔn)確的控制功率因數(shù)且諧波較小。通過運(yùn)行結(jié)果體現(xiàn)了整體設(shè)計(jì)的可行性。關(guān)鍵詞：“背靠背”結(jié)構(gòu)；PWM整流器；坐標(biāo)變換；前饋解耦；功率因數(shù)。1Three-phaseACEnergyFeedElectronicLoadResearchAndDesignMajor：ControlEngineeringStudentName:LiuXinyangSupervisor:WuFuzhuanZhangQianLiuJianfengAbstractWiththecontinuesprogressofmo

7、dernscienceandtechnology,someequipmentbecomequalifiedfinishedtheneedforessentialloadtestwithdifferentpropertiestodisplaytheirloadcharacteristicsafterwhethermeettherequirements.Andaimingatthedeficiencyoftraditionalloadtest,thispaperstudiestheelectronicloa