400Hz電力電子負(fù)載系統(tǒng)的研究.pdf

1、400Hz中頻電源在航空航天、船艦、軍事等領(lǐng)域中有著十分廣泛的應(yīng)用。作為飛機(jī)的供電電源設(shè)備，中頻電源的性能將直接影響整個機(jī)載設(shè)備運(yùn)行的安全，故需對其進(jìn)行老化試驗(yàn)和帶載性能測試來保證電源的可靠性和穩(wěn)定性。采用半導(dǎo)體功率開關(guān)器件構(gòu)成的電力電子負(fù)載相較由電阻器、電感器和電容器等無源器件組成的傳統(tǒng)測試負(fù)載更加靈活、穩(wěn)定。本文對可用于測試中頻電源的400Hz電力電子負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并研制了一套30kVA試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　

2、首先對電力電子負(fù)載的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，由于要求是對短時性動態(tài)負(fù)載特性進(jìn)行模擬，故采用能耗型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更具經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出了一種單相模塊化結(jié)構(gòu)方案，使電力電子負(fù)載系統(tǒng)能適用于單、三相中頻電源的負(fù)載考核試驗(yàn)。為使電力電子負(fù)載能靈活有效地模擬所需電流特性，前級負(fù)載模擬變換器采用全橋VSR，對其工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。由于主電路中的交流側(cè)濾波電感和直流母線電容對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有較大的影響，故對其參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　

3、　電力電子負(fù)載需要能快速、準(zhǔn)確地模擬所需負(fù)載特性，這就涉及到負(fù)載電流指令的生成和電流指令的無靜差跟蹤。本文提出了一種簡便的電流指令生成方法，根據(jù)所采集到的電源電壓信息直接生成電流指令，通過數(shù)字芯片的控制，能實(shí)現(xiàn)不同功率因數(shù)下電流指令的生成。為實(shí)現(xiàn)對交流電流指令的無靜差跟蹤，采用PR控制器進(jìn)行控制，考慮電源電壓頻率可能存在微小波動，提出了基于準(zhǔn)PR控制器的單電流閉環(huán)控制策略，所設(shè)計(jì)閉環(huán)系統(tǒng)有較好的動、穩(wěn)態(tài)性能。由于直流母線電壓對系統(tǒng)電路和