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。     

航空发电机测试用交流电子负载的研究

在航空交流发电机测试过程中,使用交流电子负载代替传统的静态负载能够更好地模拟复杂多变的真实负载。研究这种交流电子负载的难点首先是如何实现恒电流、恒电阻、恒功率控制,这三个功能是电子负载所应具备的基本功能,其次是如何使电流波形与电压波形～致。在对耗能式交流电子负载进行深入研究的过程中,采用了IGBT全桥电路结构以及基于DSP的数字脉宽调制法、比例微分控制法,设计了整个实验系统的软硬件来验证电路结构和控制方法的可行性。实验结果表明,在该功率电路结构的基础上使用脉宽调制和比例微分数字控制方法能够很好地实现交流电子负载的三个主要功能。     

大功率交流电子负载的研究

对大功率能量回馈式单相交流电子负载进行了深入研究,包括其主电路结构和控制方法。主电路采用AC／DC／AC结构,并用电压型PWM整流器构成其输入、输出变流器。给出了输入、输出变流器的控制策略。为了提高电子负载的动态响应性能,采用滞环电流控制技术作为控制方式,并采用数值算法计算参考电流。用PSCAD／EMTDC软件对所提出的电子负载进行了仿真并研制了试验样机。仿真和实验结果表明,所提出的电流算法及控制方法是有效的,实现了电子负载的恒定阻抗工作方式,输入端能准确模拟设定阻抗值且试验能量以单位功率因数回馈电网。     

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。     

交流电子负载中电感参数的选取

为了实现电子负载中实际电流快速跟踪指令电流的目的,电路采用了电压型PWM变换器实现负载特性的模拟,通过滞环电流控制方法对交流侧电流进行控制来实现快速跟踪指令电流;针对电感选取缺乏理论基础的缺点,分析了交流电子负载中电感电流的变化规律,从快速跟踪指令电流、开关管频率限制以及抑制谐波三方面综合考虑给出了电感参数范围确定的方法,并最终确定了电子负载中电感的选取范围,最后在matlab/simulink中建立了仿真模型。仿真结果表明,选取合适的电感有助于快速跟踪指令电流和提高波形质量,同时也证明了该选取方案的有效性和可行性。     

直流电子负载基本工作模式的测量不确定度评定

直流电子负载具有负载精度高、稳定性好和方便调节,以及强大的测量和分析控制等特点,极大地提高了电源测试等工作的工作效率.介绍了直流电子负载相关术语,对所有直流电子负载都具备的基本工作模式——定电流模式、定电阻模式的测试原理及电路结构进行了分析,并对这些工作模式的测量不确定度进行了评定.     

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,...     

基于DSP和LabVIEW的能量回馈电子负载的研究

传统回馈电子负载回馈到电网时存在电流谐波大、功率因数低以及对电网产生污染等缺点,限制了它的推广应用。为了解决传统回馈电子负载的弊端,介绍一种新型的DC-AC（直流到交流）能量回馈电子负载,利用DC-DC（直流到直流）回馈的原理解决传统回馈电子负载对电网谐波污染大的问题,把无污染的电能回收再利用。系统由AC能量补给、逆变、拉载、升压以及上位机控制等部分组成。系统采用LabVIEW做上位机控制以及显示。通过对华为生产的PSU4850通信电源作为负载的实验测试表明设计是成功的。     

基于旋转坐标变换交流电子负载模拟实验研究

针对传统交流电子负载基于内环电流PI控制动态响应较差,且易受网侧波动干扰,以双PWM变换器为电路基础,参考三相PWM整流器通过旋转坐标变换分别控制有功与无功电流来消除稳态误差的模型,提出单相PWM整流器(VSR)旋转坐标变换模型.通过构建正交虚拟电流与前馈解耦并结合基于BP神经网络的自调整PI控制,在稳定直流母线电压的...     

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。     

馈能型电子负载的并网控制

分析了单相馈能型电子负载的原理,主电路采用DC/DC/AC结构,DC/DC变换器采用平均电流模式下的双闭环控制,详细分析了逆变交流侧并网控制方法。基于内模控制原理,逆变器采用零误差电流跟踪并网控制方法,与普通PI控制方法相比,采用该方法后,工频条件下输出电流可以零误差地跟踪给定电流,基本不受电网电压的影响。仿真结果表明,该控制方法可以使逆变器输出电流的相位和频率无误差地跟踪电网电压的相位和频率,逆变电流为正弦,功率因数为1,可以连续调节模拟负载,并且有较好的瞬时响应。     

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...     

脉冲均匀调制功率控制串联谐振式逆变器

提出一种脉冲均匀调制功率控制串联谐振式DC/AC逆变器,对其开关进行了均匀对称间隙控制。逆变器承担逆变和功率调节两项任务,并始终工作在负载谐振状态,开关管工作在近零电流开通和关断(ZCS)状态。与脉冲密度调制(PDM)功率控制DC/AC逆变换器相比,具有输出电流平稳,控制脉冲分布均匀、电流连续等优点,即使在轻载情况下,也能使逆变器输出电流波动变小。     

航空发动机交流电机功率分出试验连续精确调节技术

本文提出了一种将三相交流电经不控全桥整流转换为直流电,并利用输入电流闭环控制IGBT降压斩波的技术,进行发电机三相负荷电流精确连续调节的方案。将交流电转换为直流后,斩波调功在直流下工作,消除了负载的感抗影响,从而可获得较高的功率因数。最终研制设备的实验结果表明,该设备可以方便满足不同型号的加载要求,并且具有很高的调节精度。     

电动汽车接入的电力电子变压器模式切换策略*

围绕电动汽车接入的新型电力电子变压器拓扑,提出了一种可切换功率模块的工作模式平滑切换控制策略。根据预测的交流负荷功率数据确定工作在DC/DC、DC/AC模式的可切换功率模块数量,判断可切换功率模块需要切换工作模式后,按斜坡控制缓慢降低可切换功率模块输出功率直至0,随后进行工作模式切换。这种策略能够实现逆变器输出功率平滑变化,减小切换时刻负载电压电流的畸变和三相不平衡程度,防止振荡导致逆变器过电流,提高设备安全性和可靠性。通过PSCAD仿真证明了所提策略的正确性和有效性。     

Power Quality Improvement in Three-phase Telecommunication Power Supply System

This article proposes power quality improvement in a three-phase AC mains-fed telecommunication power supply by using an improved power quality converter. Conventional telecommunication tower power supplies suffer from power quality problems, such as high input current harmonic distortion, low power factor, and voltage distortions at the utility interface. To mitigate these problems, modern AC-DC converters with power factor correction circuits are used at the utility interface. An integrated boost converter is used as a power factor corrector with an isolated DC-DC converter at the load end to form the proposed telecommunication power supply. The power factor correction converter mitigates the harmonic contents of the AC mains current and improves the power factor, whereas the isolated converter provides regulated load voltage and isolation. Voltage control is used for regulating the DC voltage of the isolated converter, while the power factor correction integrated boost converter employs a current control loop to shape input current to sinusoidal in-phase with voltage. The design, modeling, and simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the power supply at various AC mains voltages and loads. A prototype of the front-end converter is developed, and recorded test results are presented here to validate the simulated performance.     

基于概率法的交直流混联系统小干扰稳定性分析与改善

高压直流输电广泛运用于区域电网互联,使得传统交流低频振荡问题越发复杂。大多数对交直流低频振荡的研究都是针对单一运行方式的,本文采用概率法研究多运行方式下交直流混联系统的低频振荡特性并加以抑制。利用插入式建模技术(PMT)建立交直流输电系统和附加直流功率调制的小干扰模型;计算多运行方式下的概率潮流,采用混合中心距和半不变量结合Gram-Charlier级数展开的方法求解概率特征根。基于含交直流混联的四机两区域系统,分别使用中心频率法和测试信号法设计电力系统稳定器(PSS)和附加直流功率调制器(DCM)。根据控制效果提出DCM和PSS参数分步设计的协调原则,仿真结果表明系统小干扰概率稳定性得到明显改善。     

包含直流输电系统的公用信息模型的扩展

在对公用信息模型(CIM)研究的基础上,根据CIM规定的语义和语法,对CIM进行扩展,设计了直流系统特有的类,并在扩展CIM的基础上完成了交直流潮流框架设计。程序采用C 语言实现,使交直流潮流计算程序成为一个独立的、有良好接口规范和数据模型的应用组件,能够作为插件方便地嵌入能量管理系统(EMS)。