基于DSP的能量回馈型交流电子负载的研究
【硕士论文】基于DSP控制的交流电子负载的研究
根据处理电能方式的不同，交流电子负载可分为能量消耗型和能量回馈型 两大类。本文首先针对交流电源产品的功能性测试应用场合，提出了一种新的 能量消耗型交流电子负载结构和相应的控制方法。然后重点介绍了能量回馈型 交流电子负载的工作原理及其控制策略。分析了功率电路中主要元件参数的选 取方法。其中，对工作在任意功率因数情况下的单相 PWM 整流器中交流滤波电 感的取值作了重点讨论。在 Saber 软件中建立了系统的仿真模型，设计了一台以 TMS320F2812 DSP 芯片为控制核心的能量回馈型交流电子负载原理样机，仿真 和实验结果验证了系统方案的可行性和正确性。最后针对交流电子负载的并网 能量回馈功能，初步分析了一种基于正反馈思想的并网系统孤岛检测方法，并 进行了仿真验证。
基于DSP控制的能量再生回馈电网研究(还可以)
技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００７年第２３卷第１２－２期３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》ＤＳＰ开发与应用１引言伺服电机受电运行时，是以电动机的方式运行，从电网吸收能量；伺服电机制动过程中，是以发电机的方式运行，往外反向输出能量。
如何将伺服电机在运行过程中快速制动和频繁正反转时所产生的再生能量加以回收利用，对于节能有很大价值。
当今最常用的解决方案是利用电力电子技术，将半控型晶闸管器件用于整流、逆变电路，以控制导通角的方式，把电机制动时的再生能量逆变送回电网。
这种技术相当成熟，但存在诸多缺点：首先，由于采用半控型晶闸管器件，若逆变角控制不当，或晶闸管发生故障、触发电路工作不可靠、换相裕量角不足等，均易导致逆变过程失败。
其次，晶闸管相控整流电路位移因数、基波因数较低，导致电网电能波形畸变严重，波形中的谐波分量较大，电路功率因数很低，大大降低了再生电能的回馈质量。
本文论述的是把ＳＰＷＭ技术应用于由ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等全控型器件组成的整流逆变电路，通过ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ＤＳＰ芯片及其外围器件构成控制和反馈电路，将伺服电机再生能量回馈电网。
ＳＰＷＭ的基本思想是使输出控制信号的脉冲宽度按正弦规律变化，这样的调制技术能有效地抑制输出电压中的低次谐波分量。
ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２ＤＳＰ是ＴＩ公司推出的一种适于逆变器和电机控制的芯片，集实时处理能力和控制器外设功能于一身。
高性能的处理器，具有运算精度高、速度快、集成度高等特点，这为提供高质量的ＳＰＷＭ控制信号提供了很好的解决方案。
因此，通过对ＰＷＭ整流逆变电路的适当控制，可以使输入信号非常接近正弦波，且电流和电压信号同相或反相，功率因数近似为１。
这对于抑制电网谐波、提高电网功率因数和电能回馈质量非常有效，这是常规的半控型晶闸管采用导通角控制方式无法比拟的。
２系统工作原理系统控制原理见图１。
该系统主回路器件包括电抗器、浪涌抑制器、三相全桥整流器、储能电容Ｕｃ、ＩＧＢＴ电压型逆变器、前置滤波器等，外围控制电路包括ＩＧＢＴ驱动电路、ＤＳＰ中央处理器、电流电压信号检测、故障检测、外部电源和外部时钟等部分。
DSP控制的能量回馈型交流电子负载设计
DSP控制的能量回馈型交流电子负载设计张厚升;赵艳雷【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2011(31)12【摘要】AC electronic load is a kind ol power electronic equipment used to simulate real impedance load fixed or variable. An energy-feedback-type AC electronic load is designed with two-stage PWM converter for testing AC power supply. The working principle of AC / DC / AC converter is analyzed and a decoupling control strategy is put forward for it:the single HCC(Hysteresis Current Control) is applied for the first stage PWM converter to simulate the load characteristics and the voltage-current dual closed-loop control is applied for the second stage PWM converter to feed energy back. The modified software-hardware combined phase locked tracking is proposed to improve its accuracy. The experimental results show that,the designed HCC simulates the electronic load as specified impedance and feeds the test energy back with unity power factor at input port effectively and accurately.%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,后级PWM变换器采用电压、电流双闭环控制实现能量回馈功能.在锁相跟踪控制中,提出了一种软硬件相结合的改进方法.实验结果表明,所设计的滞环电流控制方法是有效的,输入端能准确地模拟设定阻抗值且实验能量以单位功率因数回馈电网.【总页数】4页(P110-113)【作者】张厚升;赵艳雷【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TM46【相关文献】1.一种能量回馈型交流电子负载重复控制策略 [J], 王少坤2.大功率能量回馈型交流电子负载及其在电力系统动模实验中的应用 [J], 赵剑锋;潘诗锋;王浔3.能量回馈型单相交流电子负载的研究 [J], 贾月朋;任稷林;祁承超;贾月颖4.基于DSP的能量回馈型交流电子负载的研究 [J], 杨超;龚春英5.单周控制在能量回馈型电力电子负载后级应用 [J], 孙刚; 孙进; 龙厚涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于DSP的开关磁阻电机能量馈网系统的研究
８ Ｔｄ＇ｕ ｆ ｂ怕６ ＆ ｐ ｉ｜ ６ Ｉ曰 １ｑ笛０ Ｉ Ａ ｏ ＾ ｐ 日 帕 ｎ Ｉ ｏ 。
本系统设计针对三相 １／ ￣结构开关磁阻 电机 ， ２８ 系统主 电路 如图１ 所示 ， 三相电网右侧是开关磁 阻电机功率变换器 电路 ， 三相 电网左侧是用于能量馈 网的 Ｐ ＷＭ 逆变 电路。
图 １ Ｒ 能量馈网系统 的主 电路 Ｓ Ｍ
功率 变换器 是 Ｓ ＲＭ 驱动系统 的重要组成部分 之一。 广泛 应用的Ｓ Ｍ功 率变换 电路上的直流母线 电压 ， 由三相交 流电 Ｒ 是 网 电压 通过三相二极管整流桥进行 整流 后供 给。当开 关磁 阻电 机处于 发电制动状态时， 传动 系统 的机械能经过 电动机转换为电 能【， ２ 通过Ｓ Ｍ功率 变换器的六个续流二极管回送到功率变换器 ｌ Ｒ 的直流 回路 中。 这些能量将 导致直流母线 电压 上升 ， 当直流母线
电压超 过器 件的耐压 值 ， 可能损坏 Ｓ Ｍ功 率变换器 。 前 ， 就 Ｒ 目 广
２ Ｓ Ｍ能 量馈 网系统 主 电路 Ｒ
收稿 日期 ： ０ — ４ ２ ７ ０ —２ ０ ６
泛 采用的是 在直流支撑 电容两端 并接 电阻能耗 制动 单元。此 方 法 具有结构简单 ， 电网无 污染 、 对 可靠性高等好处 。 但是当发 电 或制动功率较大时 ， 制动 电阻的功 率将增大 。 由于 电阻发热增
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｆｐ ｗｅ ｅ ｄ ａ ｋ ｆ ｒｓ ｔ ｈ ｄ ｒ ｌ ｃ ａ ｃ ｔ ｒａ ｈ ｅ ｅ ａ ｉ ｇ ｓ ａ ｅ Ｔｈ ｍｐ ａ ｉ ｓ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓ ａ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｏ ｒｆ ｅ ｂ ｃ ｏ ｗｉ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｅ ｍｏ ｏ ｔｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔｎ ｔ ｔ ． ｅ ｅ ｃ ｈ ｓ ｓｉ
基于DSP的电力电子技术在电气车辆中的应用研究
基于DSP的电力电子技术在电气车辆中的应用研究随着环保意识的提高和对能源的需求不断增长，电动车已经逐渐成为了人们出行的首选。
而电力电子技术作为电动车中不可或缺的部分，其在电动车中的应用是至关重要的。
本文将重点探讨基于数字信号处理器（DSP）的电力电子技术在电动车中的应用研究。
一、电力电子技术在电动车中的地位和作用电力电子技术是指在电能的控制、转换和管理方面的一种应用技术。
在电动车中，电力电子技术起到了至关重要的作用。
首先，电力电子技术可以实现电能的高效转换，将电池储存的直流电能转换为电动机所需要的交流电能。
其次，电力电子技术可以有效地控制电能的流动，实现电动车的动力和制动控制。
除此之外，电力电子技术还可以提供稳定可靠的电源，保证电动车在不同工况下的正常运行。
二、基于DSP的电力电子技术在电动车中的应用现状目前，基于DSP的电力电子技术在电动车中已经得到了广泛应用。
首先，DSP 可以用于电动车的控制系统，实时采集和处理电动车的各种数据，如速度、转速等，并根据这些数据来控制电动车的驱动和制动系统。
其次，DSP还可以用于电动车的电池管理系统，实时监测电池的电量和健康状况，并提供相应的保护措施，以延长电池的使用寿命。
此外，DSP还可以应用于电动车的充电桩控制系统、电动机控制系统等方面。
三、基于DSP的电力电子技术在电动车中的创新应用除了以上已经应用的领域，基于DSP的电力电子技术还有一些创新应用值得探索。
首先，可以将DSP应用于电动车的能量回收系统，通过对制动能量的收集和储存，提高电动车的能源利用率。
其次，可以将DSP应用于电动车的智能充电系统，根据电动车的充电需求和电网的负荷情况，实现智能调度和优化控制。
此外，基于DSP的电力电子技术还可以应用于电动车的无线充电系统、车载储能系统等方面。
四、基于DSP的电力电子技术在电动车中面临的挑战和解决方案随着电动车市场的快速发展，基于DSP的电力电子技术在电动车中也面临一些挑战。
基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的设计与实现的开题报告
基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着电动汽车的迅速发展，驱动系统的优化需求也日益增加。
其中，回馈制动系统能够最大限度地利用广泛的制动能量，有助于提供更高效的能量利用和更加优秀的驾驶体验。
尤其是在城市驾驶场景中，能量回馈制动系统能够显著的提高电池的续航能力和车辆的使用寿命。
二、选题意义本研究旨在设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统，并开发出实现这一目标的基本框架。
研究成果将为该领域的专业人士提供有用的参考和想法，并为相关领域的学者和工程师提供有价值的研究方向和成果。
三、选题目的本研究的主要目标是：1.设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的基本框架；2.实现能量回馈制动系统的功能，以最大限度地利用车辆制动的能量；3.评估所设计的系统的性能和有效性。
四、研究方法和技术路线本研究所采用的方法包括：1.研究和了解现有的电动汽车回馈制动系统和其工作原理；2.开发DSP控制器和相关的检测和控制电路；3.设计能量回馈制动系统的算法和程序；4.测试和验证开发的系统，评估其性能和有效性。
五、预期结果本研究的预期结果包括：1.设计基于DSP的电动汽车能量回馈制动系统的基本框架；2.实现能量回馈制动系统的基本功能，以最大限度地利用车辆制动的能量；3.经过测试和评估，评估所设计的系统的性能和有效性；4.能够提供重要的研究成果和发现，为相关领域的研究和发展提供有用的参考和方向。
六、可行性分析本研究的可行性分析包括：1.相关领域的基础研究和技术已经相对成熟和完善；2.实验所需的硬件和软件工具已经较为成熟，并很容易可以获得；3.相关研究经费可以得到资助。
七、参考文献1. 邹昌洲. 基于DSP控制的电动汽车能量回馈制动系统设计[J]. 中国汽车, 2015(2): 32-34.2. 赵波, 张同成. 电动车能量回馈制动技术研究综述[J]. 汽车电子技术, 2016(10): 38-41.3. 王珂, 张风利, 王瑞洲. 电动汽车能量回馈制动系统研究[J]. 电力电子技术, 2013, 47(12): 22-26.。
基于DSP的能量回馈技术在电动汽车中的应用研究
基于DSP的能量回馈技术在电动汽车中的应用研究郭丽;陈秋水【摘要】为解决电池能量的过度充电对电池寿命产生损坏,以及电池在汽车低速运用和停车等待过程中能量损耗等问题,论文提出一种基于DSP的能量回馈技术,旨在降低电池过度损耗,延长电池寿命,节约能源等功效.文中详细讨论了该技术的原理、控制算法和硬件设计.通过实验表明,该技术能有效地解决电池老化过快和节约能源等问题,是一种有效和使用的方法.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2016(029)006【总页数】3页(P100-102)【关键词】电池寿命;能量回馈;节能;DSP【作者】郭丽;陈秋水【作者单位】绵阳市维博电子有限责任公司,四川绵阳621000;云南昆船电子设备有限公司,云南昆明650236【正文语种】中文【中图分类】TB47电动汽车凭借其零污染的特征，深受大众的青睐，但电动车辆却没有得到广泛推广和使用，其原因主要是性能无法和普通燃油车相比，续驶里程不足、动力性能不好是电动车最大的技术问题。
针对电动车面临的技术瓶颈，本文采用能量回馈的技术最大限度地回收能量，减少电动汽车刹车制动时的能量消耗，以增加续驶里程，合理的利用电机再生发电，从而提高电动车的车用电池能量密度，提高能量的利用效率，提高车辆的制动性能。
时，电池将会提供剩余的制动电流，二者电流之和共同消耗在制动电路的制动电阻上，此时电机工作在能量制动状态；当电机的反电动势能够提供所需的制动电流时，电流将流向电池，电机工作在能量回馈状态。
永磁同步电机制动控制器的控制策略一般分为两种控制形式：能量回馈制动和能量消耗制动。
他们的工作原理如下：当电机的反电动势不足以提供所需的制动电流能量消耗制动控制原理：当电动机工作于制动或减速状态，电机系统中所储存的机械能通过电动机转换成电能，同时被回馈到变频器直流侧电容C45中，使直流侧电压升高，产生泵升电压。
特别是快速起、制动和频繁正、反转的调速系统，短时间内有很大的能量回馈，产生很高的泵升电压，若不及时释放这部分能量，则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路功率器件的过压损坏，为了抑制这个电压的上升，若采用增大电容值的办法，则势必使变频器体积过于庞大，同时增加过多的成本。
基于DSP和LabVIEW的能量回馈电子负载的研究
理 论 与 方 法
能 量 回馈 电 子 负 载 的 研 究 ＊ 基 于 ＤＳ Ｐ和 Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ 的
李 波 张文涛 张 大为
５ ４ １ Ｏ Ｏ ４ ）
（ 桂林 电子科技大 学电子 工程 与 自动化 学院 桂林 摘
ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ Ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｏ ａ ｄ， ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ Ｘ － Ｉ ＡＣ（ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ）ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｉ Ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ Ｉ Ｘ； － Ｉ Ｘ； （ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ）ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｗａ ｖ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｈ ｅ ａ ｖ ｉ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ， ｆ ｒ ｅ ｅ ｏ ｆ ａ ｎ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ — ａ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍ— ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＡＣ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ， ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ １ ｏ ａ ｄ， ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ ， ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｓ
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图 3 能量回馈部分控制原理图
试过程 。提高电源测试的自动化程度 ,减少人力成本 。
2 D SP实现相位同步
系统中一个关键问题就是如何实现基准电流信号 与输入电压信号或电网电压信号同步 。DSP上的捕获 单元 (CAP)可以捕捉输入信号的跳变沿 ,只要将输入 的正弦信号转化为方波信号 ,就可以利用 CAP来检测 输入信号的频率和相位 。
Telecom Power Technologies Jan. 25, 2008 , Vol. 25 No. 1
图 4 输入信号的周期的计算
以满足宽变频范围的交流电源的测试要求 。
图 2 负载模拟部分控制原理图
1. 3 能量回馈部分控制策略 能量回馈部分采用电压电流双闭环控制 ,如图 3
所示 。通过 DSP上的模数转换模块 (ADC)采样直流 母线电压 ,与基准电压相比较 ,经过比例积分 ( P I)环 节 ,其输出作为内环基准电流的幅值 。由过零检测电 路和 CAP完成基准电流信号与电网电压相位同步的 功能 ,电流内环采用三态滞环控制实现电感电流对基 准电流的实时跟踪 。能量回馈部分在保持直流母线电 压稳定的同时 ,将负载模拟部分输送过来的电能以单 位功率因数反馈电网 。由于直流母线电压含有两倍基 波频率的脉动 [ 1 ] ,采样后需要先经过一级低通滤波环 节 (LPF) 。
环利用 ,具有很好的节能效果 。 本文首先介绍了系统的拓扑结构和控制策略 ,设
计了一种使用 DSP实现信号相位同步的方法 ,简单有 效 ,只占用较少的系统资源 ,同步的精度又能满足系统 的要求 。最后给出了仿真和实验结果 。
1 拓扑结构和控制策略
1. 1 系统主电路拓扑结构 如图 1所示 ,交流电子负载以具有公共直流母线
2008年 1月 25日第 25卷第 1期
文章编号 : 1009 23664 (2008 ) 01 20013 203
通信电源技术
Telecom Power Technologies
Jan. 25 , 2008, Vol. 25 No. 1
研制开发
基于 DSP的能量回馈型交流电子负载的研究
杨 超 ,龚春英 (南京航空航天大学航空电源重点实验室 ,江苏 南京 210016)
摘要 : 交流电子负载是一种可以模拟不同负载特性的电力电子装置 ,不仅可以模拟阻性负载 ,还可以模拟任意功率
因数的感性和容性负载 ;同时 ,被测电源发出的电能将以单位功率因数返回电网 。其系统主电路采用 AC /DC /AC的结构 ,
由共用直流母线的两级电压型 PWM 整流器组成 。文章提出了一种数模混和型控制方案 ,该方案具有控制简单 ,占用 DSP
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通信电源技术
2008年 1月 25日第 25卷第 1期
杨 超 等 :基于 DSP的能量回馈型 交流电子负载的研究
如图 2所示 ,负载特性模拟部分为电流单环控制 。 首先采样交流输入电压 ,经过过零检测电路后产生的 方波信号送入 DSP的捕获口 ( CAP)作为相位同步信 号 。DSP内部通过软件生成一个与交流输入电压同频 率且相位 、幅值可调的正弦基准电流信号 IREF , 通过 D /A 芯片转换为模拟信号输出 。采用滞环电流控制 技术实现电感电流对基准电流的实时跟踪 。通过改变 基准电流给定相位 θ的大小 ,可以调节电感电流 IL1与 输入电压 US之间相位 ,实现模拟不同功率因数 (变化 范围可从 - 1 ～ + 1 )负载的功能 ,而通过调节基准电 流给定幅值 A 的大小可以改变所模拟负载的大小 。 通过外部的显示和键盘接口设定工作模式 、负载大小 及功率因数 ,经过运算可得到基准电流幅值 A 和相位 θ的大小 。
输入信号周期的计算方法如下 : CAP单元的时基定 时器 T从 0 开始一直计数到 0xFFFF,清零后继续下一 个周期的计数 ,即工作在连续递增的计数模式。其中 , 相邻两次计数之间所相隔的时间为 TN 。假设当前进入 CAP中断的时刻定时器 T的计数值为 C ( K) ,则上一次 进入中断时刻定时器 T的计数值为 C ( K - 1) ;一般情况 下 ,当前计数值 C ( K)要比上一次计数值 C ( K - 1)大 , 如图 4 ( a)所示 。但当 C ( K)和 C ( K - 1 )处于时基计数 器两个不同的周期时 ,会出现当前计数值小于上一次计 数值的情况 ,如图 4 ( b) 。所以 ,先比较 C ( K)和 C ( K 1)的大小 ,分情况计算输入信号的周期值 :
收稿日期 : 2007 208226 作者简介 : 杨 超 (19832) ,男 ,江西人 ,硕士生 ,研究方向为电 源的数字控制技术 。
龚春英 (19652) ,女 ,浙江人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事航空 二次电源变换技术 、电力电子高频变换技术 、电能质量控制技
术等方面的研究 。
图 1 能量回馈型交流电子负载拓扑结构
系统资源少 ,工作稳定可靠等优点 。可以实现多个模块并联工作 ,满足大功率电源测试需求 。仿真和实验结果验证了该
方案的可行性和合理性 。
关键词 : 交流电子负载 ; 能量回馈 ; PWM 整流器
中图分类号 : TM86, TM93
文献标识码 : A
Study on a D SP Controlled AC Electrical Load w ith Energy Recycling
前后两级中的滞环电流控制部分均由模拟电路实 现 ,虚线框中的功能由 DSP实现 ,为一种数模混合型 的控制系统 。通过共用电感电流基准信号 ,可以方便 实现多个电子负载模块并联运行 ,从而更加灵活的配 置整个系统的容量 。可采用上位机通过 RS232 通讯 接口来分配各并联电子负载的工作参数 ,监控整个测
的两 级 电 压 型 PWM 整 流 器 ( VSR - Voltage Source Rectifier)为核心构成 。前级 PWM 整流器经电感 L1接 被试电源构成负载特性模拟部分 ; 后级 PWM 整流器 经电感 L2 、隔离变压器 T1接电网 ,构成能量回馈部分 。 被测试交流电源接电子负载的输入端口 ab。
通过直接控制交流侧电感电流 ,电压型 PWM 整 流器 (VSR )可以实现四象限运行 [ 1 ] ,能量可以双向流 动 。负载特性模拟部分工作在 AC /DC的状态 ,采用单
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YANG Chao, GONG Chun2ying (Aero2Power Sci2Tech Center, Nanjing University of Aeronautics & A stronautics, Nanjing 210016, China )
Abstract: For saving energy and reducing cost of the burn - in test of AC power source, an AC electrical load using energy re2 cycling method is studied in this paper. Under the control of latest TM S320F2812 DSP, the input port of AC electrical load can ac2 curately simulate the specified impedance and the testing energy can be feedback to the utility grid w ith unit power factor. The main topology which consists of two - stage voltage source PWM rectifier has an AC /DC /AC structure. A DSP based control strategy of the AC electrical load is p roposed. Parallel operation can be achieved simp ly by sharing a common reference current signal. The al2 gorithm of synchronizing two signals is discussed in detail. Simulation and experiment results have shown the effectiveness of the p roposed control strategy.
2008年 1月 25日第 25卷第 1期
通信电源技术
Telecom Power Technologies
Jan. 25 , 2008, Vol. 25 No. 1
一的电流瞬时值控方式 ,通过控制电感电流 IL1的幅 值以及它和输入电压 US之间的相位 ,可以改变电子负 载输入端口 ab的等效阻抗 ,实现模拟不同大小 、不同 性质的负载 。能量回馈部分工作在 DC /AC状态 ,采用 电压电流双闭环来控制输出网侧电流 IL2的大小 、波形 及直流侧母线电压 ,工作在并网逆变状态 ,以单位功率 因数将被测试电源发出的电能回馈电网 。 1. 2 负载特性模拟部分控制策略
(1)当 C ( K) > C ( K - 1)时 TS = TN (C ( K) - C ( K - 1 ) )
(2) 当 C ( K) < C ( K - 1) TS = TN (C ( K) + N - C ( K - 1 ) )