能量回馈型电子负载的原理介绍.

合集下载

回馈型负载的工作原理1

回馈型负载的工作原理1

回馈型负载的工作原理一,系统原理图
二,原理说明:
电机1,电机2和电磁调速电机构成回馈机组,调整加载装置的输出直流电压可以改变电磁调速电机两个轴之间的耦合程度,也就是改变了电机
1 和电机
2 轴之间的耦合强度,进而调整了电机1和电机2 之间的机械能量传递。

要求设定被测变频器的输出频率高于工装变频器的输出频率,这样电机1 工作在电动状态,电机2 工作在发电状态,电机2 发出的电能通过工装变频器转换为变频器直流母线上的直流电能,通过并联的直流母线电缆传送给被测变频器,这样一来,被测变频器从电网上吸取的电能就减少了,可以节省测试时的电能消耗。

能量回馈型电子负载的原理介绍

能量回馈型电子负载的原理介绍

能量回馈型电子负载的原理介绍党三磊,丘东元,张波(华南理工大学电力学院广州510640)Study on the Theory of Energy Recycling Electronic LoadDANG Sanlei, QIU Dongyuan(Electric Power College, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)摘要:能量回馈型电子负载是一种用于各种电源出厂试验的能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置。

它能够实现对所模拟电阻值的无级调节,并能够实现电能的再生利用,具有节能、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。

本文简要描述了交直流电子负载的结构、原理和控制方式,并对主要影响系统性能的PWM整流器的工作原理和控制方法进行了重点分析。

关键字:电子负载,能量回馈,PWM整流器ABSTRACT:The energy recycling electronic load is a new type power electronics instrument that can run with the same function as resistors in the all kinds of power source burn-in test. It can be regarded as a resistor whose value can change smoothly. The device saves energy by feeding burn-in test power back to the utility system. It is lighter, smaller and has a better performance in the test than the normal electronic load. This paper describes the structure, principle and control strategy of AC and DC energy recycling electronic load briefly. The principle and control strategy of the PWM rectifier are studied in-depth.KEYWORDS: electronic load, energy recycling, PWM rectifier1引言电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备,它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合,而且可模拟非线性负载的某些特性。

能量回馈电子负载原理

能量回馈电子负载原理

能量回馈电子负载原理
能量回馈电子负载原理是指在电路中,在大部分情况下只有负载在吸收电源的电能,而不能向电源返回电能。

但是,在一些特殊的电路中,负载可以将电能回馈给电源,使得电源的能量被循环利用。

这个电路中的负载就被称为能量回馈电子负载。

能量回馈电子负载原理主要指开关电源等的回馈电路,用户可以将其称之为反向电流。

在某些情况下,回馈电路是必须的,如某些充电器、锂电池电源、LED等。

因为在这些设备中,回馈电路播放了变换、保护等重要作用。

能量回馈电子负载原理中,需要注意的一个重要问题是负载不会向线路电源供电,而是通过回馈电路,将能量转移回电源侧。

这种回馈电路可以说是一个特殊的电源回路,因为电源在这种电路中是不工作的。

负载所做的工作仅仅是利用回馈电路给电源传递能量,而不是从电源中获取电能。

能量回馈电子负载的原理非常简单,具体的电路设计可以根据需要进行调整,因此具有很强的灵活性。

所以,在实际应用中,它被广泛应用于各个领域,如家用电器、汽车、航空航天、电动工具等。

在电子负载的应用中,能量回馈负载可以显著提高电子负载的效率,并增加使用时间。

同时,由于电子负载本身的结构和性质都不同,因此回馈电路的参数和配置也存在很大的差异。

一定要根据实际应用情况进行分析和选择,以达到最佳的效果。

总之,能量回馈电子负载原理虽然比较简单,但在实际应用中却具有广泛的应用前景。

未来,它将为各个领域的电子设备提供更加高效、稳定的能源供应,成为推动电子设备科技创新和发展的关键因素。

电动汽车能量回馈系统的原理与效能分析

电动汽车能量回馈系统的原理与效能分析

电动汽车能量回馈系统的原理与效能分析随着对环境和能源问题的日益关注,电动汽车作为一种无排放的绿色出行方式,正受到越来越多人的关注和青睐。

然而,电动汽车的续航里程一直是用户关注的一个重要问题。

为了解决这个问题,科学家们提出了能量回馈系统(regenerative braking system),这一系统能够利用车辆制动时产生的能量,并将其转化为电能进行存储,从而提高电动汽车的续航里程。

本文将从电动汽车能量回馈系统的原理和效能两个方面进行分析。

1. 原理能量回馈系统的核心原理是将制动过程中产生的动能转变为电能进行储存。

一般来说,制动时,电动汽车的驱动电机利用车轮运动的动能回转,相应地产生电能,而不是通过摩擦将动能转化为热能消耗掉。

这样一来,电动汽车能够将制动过程中的能量转化为电能进行储存,进一步提高车辆的能效。

具体而言,能量回馈系统一般包括以下几个主要的组成部分:1.1 制动电阻装置:在制动时,制动电阻装置根据车轮转动的速度和力度,产生一定的电阻,从而将动能转化为电能。

1.2 电能转换装置:制动电阻产生的电能需要进行转换才能储存和使用。

电能转换装置将制动过程中产生的直流电能转换为可以储存的电能,通常使用蓄电池进行储存。

1.3 控制系统:能量回馈系统的控制系统监测制动状态和电能转换过程,确保系统能够高效、稳定地将动能转化为电能。

2. 效能分析能量回馈系统对电动汽车的效能有着显著的提升作用,主要体现在以下几个方面:2.1 能量回收率提高:传统的内燃机汽车在制动时会将动能转化为热能散失,而电动汽车通过能量回馈系统能够最大程度地回收制动过程中产生的动能,提高能量的利用率。

据研究表明,能量回馈系统可以将制动时产生的能量回收率提高20%~30%,从而延长电动汽车的续航里程。

2.2 能耗减少:电动汽车通过能量回馈系统回收能量,可以减少对电池的充电次数,从而延长电池寿命。

同时,也能够减少充电过程中的能量损耗,提高充电效率,降低了电动汽车的能耗,进一步提高车辆的能效。

能量回馈原理

能量回馈原理

能量回馈原理
能量回馈原理主要是将运动中负载上的机械能(位能、动能)通过能量回馈装置变换成电能(再生电能)并回送给交流电网,供附近其它用电设备使用,使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降,从而达到节约电能的目的。

具体来说,能量回馈的原理是通过自动检测变频器的直流母线电压,将变频器的直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的交流电压,经多重噪声滤波环节后连接到交流电网,从而达到能量回馈电网的效果。

能量回馈技术常用于变频调速系统中,特别是大惯量、拖动性的变频调速系统中。

这种技术能够将电机减速过程中所产生的再生电能回馈到电网,同时协助系统实现快速制动功能。

在实际应用中,能量回馈技术能够提高设备的运行效率,降低能耗,同时还可以减少机房温度,节省机房空调的耗电量。

因此,能量回馈技术在节能减排、提高能源利用效率等方面具有重要意义。

以上内容仅供参考,如需更多专业信息,建议查阅相关文献或咨询相关学者。

IDI7101能馈型交流电子负载概述

IDI7101能馈型交流电子负载概述

IDI7101能馈型交流电子负载概述交流电源在研发生产过程中或产品出厂前都需要进行负载试验以检验电源的电气性能和输出能力。

交流电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备,它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合,而且对于非线性负载的某些特性也可模拟。

电子负载通过控制输入电流达到模拟各种负载的目的,具有调节方便、通用性强、精度高、稳定性好等优点,是电源试验测试用负载的发展方向。

交流电源在研发生产过程中或产品出厂前都需要进行负载试验以检验电源的电气性能和输出能力。

目前,电源试验和性能检测一般都是通过无源负载进行的。

无源负载包括阻性负载、感性负载、容性负载以及阻感容混合负载等。

无源负载在电源试验中,有功电能均通过阻性负载消耗,能耗大、发热量大、稳定性差,并且还存在负载调节不便等缺点。

交流电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备,它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合,而且对于非线性负载的某些特性也可模拟。

电子负载通过控制输入电流达到模拟各种负载的目的,具有调节方便、通用性强、精度高、稳定性好等优点,是电源试验测试用负载的发展方向。

交流电子负载又分为能量消耗型和能量回馈型两类,由于输入电流受控,两者均具有电子负载模拟功能强、控制精度高的优点。

但能量消耗型电子负载从电源吸收的有功电能仍须通过电阻消耗,而能量回馈电网型电子负载与它的区别在于:一方面,它从被试电源吸收的电能可最大量的为被试电源循环使用,损耗仅仅是变流器的开关损耗和线路损耗,从而最大限度地节约了电能;另一方面,由于所采用的PWM变流器工作在开关状态,与一般工作在放大状态的电子负载相比它可很容易地实现大功率应用的要求,因而具有更广阔的应用领域。

青岛仪迪电子公司研发的能馈型电子负载IDI7101主要应用于110V、220V电力电源老化测试及总体测试。

设备自动适应220V和110V电力电源的老化。

高频PWM技术,能够将老化测试过程中92%以上电能循环利用,节能高效、安全稳定。

回馈式负载工作原理

回馈式负载工作原理

回馈式负载工作原理一、概述回馈式负载(feedback load)是指系统输出信号的一部分被引入到系统输入端,从而控制系统的工作状态和性能的一种负载工作原理。

在这种工作原理下,系统会通过收集输出信号并将其与期望输入信号进行比较,然后根据比较结果进行调整和修正,以实现系统的稳定性和工作效果的优化。

回馈式负载的工作原理适用于各种控制系统和电子设备中,例如自动控制系统、放大电路、稳压电源等。

通过引入回馈,系统能够自动校正和调节自身的运行状态,使得输出信号更接近预期的目标值,并且对于外界环境的干扰更具有鲁棒性。

二、回馈式负载的基本原理回馈式负载的基本原理是通过将输出信号的一部分引入到输入端,形成一个反馈回路。

这样,系统就可以根据输出信号与期望输入信号之间的差异来自动调整和修正系统的工作状态。

2.1 正反馈和负反馈回馈式负载可以分为正反馈和负反馈两种方式。

正反馈将输出信号的一部分再次引入到输入端,加强原始信号,使得系统变得不稳定。

而负反馈将输出信号的一部分引入到输入端,通过反向调节来稳定系统工作。

2.2 回馈路径和比例在回馈式负载中,回馈路径将输出信号引入到系统的输入端。

通过合理设置回馈路径的比例,可以控制系统的稳定性和工作品质。

不同的系统和应用场景可能需要不同的回馈路径和比例设置,以满足特定的要求。

2.3 控制系统的示意图下图是一个控制系统的示意图,用于说明回馈式负载的基本原理和结构。

_______ _______| | | |--> | 系统 |--f---> | 输出 ||_______| <------- |_______|↑ ↑ ↑ ↑| | | || | ⇓ || | h |⇓ | ⇓⇓_______ _______| | | |<-- | 输入 | <------ | 比较器||_______| |_______|上述图中,系统是通过将输出信号的一部分(f)引入到比较器中,与期望输入信号进行比较,然后将比较结果传递给系统进行调整和修正的。

电子负载原理范文

电子负载原理范文

电子负载原理范文电子负载(Electronic Load)是一种用于模拟负载特性的电子测试仪器,主要用于测试电源、电池和电子设备的性能。

通过电子负载可以模拟不同的负载条件,以便进行功率、电流、电压和电阻等参数的测试和调试。

本文将介绍电子负载的基本原理和工作原理。

电子负载的基本原理是通过转换电能为其他形式的能量来模拟负载条件。

这通常通过使用大功率功率晶体管(MOSFET)来实现。

MOSFET是一种具有高开关速度和高功率处理能力的半导体器件。

在电子负载中,MOSFET被用作电压控制电流源(VCCS),通过控制门极电压来调节负载电流。

在工作原理方面,电子负载通过将负载电流流经电阻,将测量电流转换为电压进行测量。

然后,通过反馈控制,调整负载电流,使其等于预设值。

这样,电子负载能够模拟不同的负载条件,并根据实际需求提供所需的电流和电压。

电子负载通常由以下几个关键组件组成:1.电压调节电路:用于调节负载电流的基准电压,通过调整输入电压来控制负载电流。

2.测量电路:用于测量负载电流和电压的电路,通常使用电流传感器和电压测量电路。

3.控制电路:用于实现负载电流的反馈控制,保持负载电流恒定。

4.MOSFET驱动电路:用于控制MOSFET,以实现对负载电流的控制。

5.冷却系统:用于散热,保证电子负载正常工作。

电子负载一般具有以下特点和应用:1.宽工作范围:电子负载通常具有广阔的负载范围,可在几毫安至几百安的范围内工作,以满足不同设备和电源的测试需求。

2.高精度:电子负载通常具有高精度的电流和电压测量功能,能够提供准确的测试结果。

3.高可靠性:电子负载通常具有较高的可靠性和稳定性,能够长时间稳定工作。

4.自动化控制:电子负载通常具有自动化控制功能,可以通过计算机和软件进行远程控制和数据采集。

5.应用广泛:电子负载广泛应用于电源、电池、LED灯、电机、电子设备和充电器等的测试和调试,可以帮助工程师评估产品性能和故障排除。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

能量回馈型电子负载的原理介绍党三磊,丘东元,张波(华南理工大学电力学院广州510640)Study on the Theory of Energy Recycling Electronic LoadDANG Sanlei, QIU Dongyuan(Electric Power College, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)摘要:能量回馈型电子负载是一种用于各种电源出厂试验的能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置。

它能够实现对所模拟电阻值的无级调节,并能够实现电能的再生利用,具有节能、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。

本文简要描述了交直流电子负载的结构、原理和控制方式,并对主要影响系统性能的PWM整流器的工作原理和控制方法进行了重点分析。

关键字:电子负载,能量回馈,PWM整流器ABSTRACT:The energy recycling electronic load is a new type power electronics instrument that can run with the same function as resistors in the all kinds of power source burn-in test. It can be regarded as a resistor whose value can change smoothly. The device saves energy by feeding burn-in test power back to the utility system. It is lighter, smaller and has a better performance in the test than the normal electronic load. This paper describes the structure, principle and control strategy of AC and DC energy recycling electronic load briefly. The principle and control strategy of the PWM rectifier are studied in-depth.KEYWORDS: electronic load, energy recycling, PWM rectifier1引言电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备,它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合,而且可模拟非线性负载的某些特性。

电子负载具有调节方便、通用性强、精度高、稳定性好等优点,是电源试验测试用负载的发展方向。

电子负载作为电源测试的重要手段,随着电源测试集成化、一体化的发展趋势,其重要性越发明显。

能量回馈型电子负载既能模拟各种负载特性,又能将电能无污染的回馈电网,是当前电子负载发展的必然趋势。

与普通电阻负载相比,它的工作方式是利用电力电子变换技术在完成测试功率实验的前提下,将被测电源的输出能量循环再生利用,既节约了能源又不产生大量的热量,避免了试验场所环境温度升高的问题。

该电子负载未将试验功率转变为热能,因此不必使用体积庞大的电阻箱及冷却设备,节约了安装空间。

由于采用的是能量回馈的方式,因此试验场所不必配备较大的电源容量,降低了供电容量的成本[1]。

本文分别介绍了交直流电子负载的结构,工作原理和相应的控制方式,并重点分析了PWM整流器的工作原理和不同控制方式的优缺点。

2能量回馈型交流电子负载图1给出了单相能量回馈型交流电子负载系统结构图,采用具有中间直流环节的AC/DC/AC双级变换结构,分开控制电子负载的输入电流i u、输出电流i r,并且能使输入和输出工作在不同的频率满足某些特殊电源测试需要。

AC/DC整流单元与DC/AC逆变单元均采用电压型PWM整流器,前级整流单元控制被测电源的输出电流i u,模拟被测电源需要的负载特性;后级整流单元控制直流侧电压V dc和并网电流i r。

控制上前后级是解耦的,可以分开进行分析和设计[2]。

前级整流器的功率因数在-1至1间可调,后级逆变器功率因数一般为-1,被测电源输出的电能(除去开关损耗)经逆变回馈电网。

2.1 负载特性模拟功能的实现图2给出了负载特性模拟控制系统图,其中P ref 、V u 和i u 分别指模拟负载的功率、被测电源输出电压和被测电源输出电流,i uref 和i uf 分别指被测电源输出电流控制目标值和被测电源输出电流反馈值。

前级PWM 整流的主要目的是模拟阻感负载特性,并把能量从被测电源传递给能量回馈单元。

对于前级整流单元而言,后级整流单元相当于直流电压源,只有一个控制量i u ,对i u 进行闭环控制。

电子负载作为被测电源的负载,要能模拟RL 负载特性,因而图中移相电路是必需的[3]。

P ref 经过移相后与V u 通过乘法器产生模拟负载输入电流(即被测电源输出电流)控制目标值i uref ,i uref 再与反馈电流i uf 比较生成电流误差值,误差值经过电流调节器和PWM 发生器形成相应的PWM 脉冲使开关管开通或关断,达到i u 对i uref 快速跟踪,这样就实现了负载特性的模拟功能。

2.2 能量回馈功能的实现图3给出了能量回馈系统控制系统图。

后级整流单元控制直流侧电压V dc 和并网电流i r ,使并网电流正弦化和并保持功率因数为-1是后级控制的主要目标。

如控制系统框图所示,V ref 为直流母线给定电压,V dc 为直流母线电压,i r 为并网电流,V s 为与电网电压同相的单位正弦信号。

根据对直流母线电压误差的比例积分调节,控制系统自动选取能量流动方向,PI 调节器的输出与V s 相乘生成的正弦信号作为并网电流的控制目标值,电流目标值与反馈值的电流误差经过电流调节器调节后生成信号波与载波比较产生驱动信号。

只要选择合适的控制系统参数,可维持母线电压恒定的同时能量自动选取流动方向做到了能量平衡,网侧电流可为与电网同相或反相的正弦波形且THD 很小[2]。

反馈电流和电压通过高频噪声滤波和凹槽滤波器可以进一步减少谐波含量[4],改善电子负载的性能。

2.3 电压型PWM 整流器交流电子负载中的负载特性模拟和能量回馈两个功能的实现都依赖于电压型PWM 整流器,因而选择合适的PWM 整流器拓扑结构和相应有效的控制方式决定了电子负载的性能。

PWM 整流器是应用脉宽调制技术(PWM )发展起来的一种新型电源变流器,既可以将电网输入的交流整流为输出的直流,也可方便地将直流逆变为交流,回馈到电网中去,因而PWM 整流器也被称为脉冲变流器或四象限变流器。

目前,应用最为广泛的是电压型桥式变流器,三相电压型PWM 整流器即是其中的一种,交流电子负载的负载特性模拟单元与能量回馈单元,直流电子负载的逆变部分都采用这种整流器。

对于此类电压型桥式电路的分析,应当从其基本的组成单元半桥单元入手。

由三相电压型PWM 整流器三相电压的对称性可以知道,直流侧中点电位与电网中线等电位。

以此电位为参考地电位,理想情况下三相电压型PWM 整流器半桥单元的理想拓扑结构如图4所示。

若以正弦脉宽调制规律控制开关S1、S2,可在A 点得到基波为正弦波的脉宽调制波U s ,其基波幅值:2/d S U U α= (1)图1交流电子负载系统 Fig.1 AC electronic load systemV S整流单元逆变单元图2 负载特性模拟控制系统Fig.2 Control system of load characteristic simulationunit图3 能量回馈控制系统Fig.3 Control system of energy feedback unitα为调制比,相位和频率都可以控制。

如果控制S U 的频率与网压频率相同,则可以得到如下电压矢量关系式:s U L I j U NN +=ω (2) 对应的电压矢量图如图4所示。

图中可以看出,调节S U 的幅值和相角可使NI 在四个象限内随意变化。

图中给出S U 和'SU 两种情况,相应得到的N I 和'N I 各在II 、IV 象限,对应于整流和逆变两种状态。

对于电子负载能量回馈环节来说,三相电压型脉冲整流器应工作在有源逆变的状态,且其功率因数应为-1.0,以保证不对电网造成污染,而对交流电子负载的负载特性模拟环节,相电压型脉冲整流器应工作在有整流状态,且其功率因数应为-1.0至控制能量回馈的关键是矢量图中的N I ,或者通过对S U 的控制以完成对NI 的控制,或者直接对N I 进行控制,完成对交流侧电流、功率因数的控制,从而实现各种功能:整流器,逆变器,功率因数补偿器,谐波补偿器等等。

PWM 整流器的电流控制既包含幅度控制,又包含相位控制,这些年来,已经出现了不少有关的交流侧电流控制的方法,相位幅度控制(PAC )是一种应用较多的方法。

该方法基于输入回路的稳态相量关系,根据稳态电流向量的给定、PWM 基波电压向量的幅度与相位,分别予以闭环控制,进而通过SPWM 电压控制实现对输入电流的控制。

这种控制方法存在几个方面的缺陷,一是对PWM 电压向量的幅度与相位以两个闭环分别控制,加之通常出于系统稳定性的考虑,两个闭环的响应速度差别较大,幅度与相位瞬态响应速度不同步,难以保证系统具有良好的动态特性;二是从稳态相量关系出发进行电流控制,其前提条件是交流电压源不发生畸变,而实际上由于电网内阻抗的存在,负载的变化及各种非线性负载等扰动尤其是在瞬态过程中,电源波形的畸变会直接影响着系统控制的效果;三是在用于有源无功补偿的情况下,由于脉冲整流器交流侧电流源非正弦,相量关系及SPWM 将不再适用。

此外有些基于三相坐标变换的电流控制方法,往往由于其坐标变换给系统控制带来一定的复杂性。

从这点来讲,采用电流控制PWM 技术可以使上述问题得到比较圆满的解决。

诸如电流滞环控制,和PI 电流控制等方法,在电网电压畸变、电流给定波形非正弦的情况下,可以通过开关控制使网侧电流基本上跟踪参考电流的变化。

滞环电流控制的突出特点之一是控制简单,用模拟器件很容易实现。

另外,当功率器件的开关频率很高时,响应非常快,并且对负载及电路参数的变化很不敏感,不过模拟器件用于系统核心的电流及PWM 控制与目前的全数字化趋势很不协调。

此外,这种方法的滞环宽度固定,而开关频率不固定,高低悬殊,有时会出现很窄的脉冲和很大的电流尖峰。

因此,采用各种改进方法是必要的。

相关文档
最新文档