三相程控电度表校验台用PWM电源的研究

摘要

程控电度表校验装置已经得到广泛的应用，而校验电源是电度表校验台的必备设备，每一个或几个校验台就需要一台电源。当前，国内外电度表厂家基本都应用传统的线性电源，它一般采用甲乙类推挽互补对称电路，功率器件工作在放大状态，它的管压降大，功耗大，输出功率小，效率低，工作时温度高，需要散热片、散热电扇的数量多，体积大，噪声大，寿命短，带负载能力差。因此，开发大功率、高效节能、长寿命的电度表校验电源是电度表行业的迫切需求。 本文首先介绍了目前国内外电度表校验台用电源发展现状，对电度表校验台用线性电源性能进行分析，指出在应用中存在的问题，明确研究开发大功率、高效节能、长寿命程控电度表校验台用PWM电源的重要意义和科学价值。 依据对该电源技术指标的要求分析了PWM电源的技术难点，并围绕解决这个技术难点，详细地介绍了本课题所采用的关键技术方案。在电源控制系统设计中综合采用线性、非线性，矢量、标量，局部、全局等多重反馈技术，解决了相位跟踪、非线性失真等问题。并采用直接数字波合成技术，产生频谱较纯净的正弦波信号作为系统信号源信号。此外，还采用电磁兼容措施来提高系统的电磁兼容。文中在原理基础上对研究的电度表校验台用PWM电源稳幅电路进行硬件设计，并进行MATLAB仿真分析，给出了实验结果。实验结果表明，该设计已达到了预期的目标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 程控电度表校验台用电源发展概况

1.2.1 程控电度表校验台用电源国内外研究现状

1.2.2 目前应用中存在的问题

1.3 电源技术的发展

1.3.1 电力电子技术的发展概况

1.3.2 电源技术

1.3.3 电力电子技术与电源技术

1.4 研究程控电度表校验台用PWM电源的必要性

1.5 本课题研究的主要内容

第2章 PWM电源总体设计方案

2.1 程控电度表校验台用PWM电源技术指标

2.2 程控电度表校验台用PWM电源总体设计方案

2.2.1 信号发生器

2.2.2 PWM电源功放

2.2.3 滤波器

2.2.4 高精度互感器

2.2.5 PC及控制中心

2.2.6 测量电路

2.2.7 自诊和自保护

2.3 本章小结

第3 章电度表校验台用PWM电源关键技术研究

3.1 电度表校验台用PWM电源技术难点分析

3.1.1 功率器件SA08供电电源的波动对系统输出信号的影响

3.1.2 功率变压器的非线性带来的失真

3.1.3 脉宽调制带来的失真

3.1.4 SPWM逆变电路的谐波分析

3.2 技术方案

3.2.1 非线性反馈

3.2.2 局部矢量负反馈

3.2.3 稳幅电路

3.2.4 变压器的设计和选择

3.3 本章小结

第4章 PWM电源稳幅电路硬件设计

4.1 误差放大电路设计

4.2 积分调节器电路设计

4.3 增益可调放大器电路设计

4.4 非线性反馈电路设计

4.5 系统电压源整体电路实现

4.6 本章小结

第5章 MATLAB/Sinmulink环境下仿真

5.1 MATLAB简介

5.2 Simulink工具箱

5.3 PWM电源系统部分模块仿真

5.3.1 脉宽调制波仿真

5.3.2 深度负反馈仿真

5.3.3 除法器消除功率电源扰动信号的仿真

5.4 本章小结

第6章 电磁兼容分析

6.1 电磁兼容概述

6.2 电磁兼容标准

6.3 PWM电源系统EMI分析

6.3.1 PWM电源产生干扰的原因

6.3.2 PWM电源电磁干扰的控制技术

6.4 本章小结

结 论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢