电能反馈式电子模拟功率负载的研制

摘要

本论文提出了一种用于各种直流电源出厂试验的电能反馈式电子模拟功率负载,能够模拟实际电阻的负载特性,并能够将直流电能逆变为交流并入电网,实现电能的再生利用.具有输出功率因数高、对电网谐波污染小等优点.本文详细分析了整个系统的结构和工作原理,并对其控制方法和控制电路进行了研究.系统由直直变换器和逆变器两部分构成,直直变换选择全桥型变换器,逆变部分则利用电压型脉冲整流器来实现,主电路开关元件选择IGBT.为便于工业集中控制,控制电路采用了专门用于实时控制领域的数字信号处理器芯片TMS320F240,通过软硬件的配合,实现了整个电子负载模块单元.试验结果表明,该方案较好地实现了电子负载的功能,并能实现对所模拟电阻值的无级调节.负载模块交流侧电流近似正弦,功率因数近似为-1.0.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2本论文研究的主要内容

第二章系统分析

2.1电能反馈式电子负载原理

2.1.1试验系统原理

2.1.2等值电路和数学模型

2.2系统的结构

2.3系统功能

2.3.1上位机

2.3.2电子负载箱总控制器

2.3.3网络

2.3.4电子负载箱

第三章监控网络设计

3.1监控分系统概述

3.2监控分系统组成

3.2.1硬件部分

3.2.2软件部分

3.3功能描述

3.4方案论证

3.4.1现场总线技术

3.4.2 CAN总线概述

3.4.3监控系统

3.4.4小结

第四章直直变换器的方案设计

4.1主电路结构

4.1.1主电路拓扑结构

4.1.2谐振式全桥DC/DC变换器设计

4.2控制方法

4.3 DC/DC变换器的设计实现

4.3.1主电路原理图

4.3.2器件参数选择

4.3.3抗直流偏磁措施

4.3.4驱动电路设计

第五章逆变部分设计

5.1电压型脉冲整流器原理分析

5.2逆变部分方案设计

5.2.1主电路原理

5.2.2装置参数选择

5.2.3控制系统设计

5.3电子负载单元的保护设计

第六章电磁兼容设计

6.1电子负载的主要干扰源

6.2电子负载电磁兼容设计

6.2.1电网噪声抑制

6.2.2功率电路干扰抑制

6.2.3主开关器件瞬态过电压抑制

6.2.4控制板抗干扰措施

6.2.5软件抗干扰设计

第七章实验波形和分析

7.1试验系统简介

7.2直直变换器实验波形

7.3 PWM整流器实验波形

结论

参考文献

致谢

在学期间发表论文和参加科研情况