南京航空航天大学硕士学位论文航空电源试验系统交流电子负载的研究姓名：李富华申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：赵敏20090101南京航空航天大学硕士学位论文I摘要交流电子负载广泛应用于交流发电机、蓄电池、不间断电源和变压器的测试。它包括能馈式和耗能式两种。比较起来，能馈式交流电子可以节约大量能源，而耗能式交流电子负载适合在短时间、低功率的测试场合使用，比较灵活。本论文设计了一种耗能式交流电子负载。研究目的是使其能够模拟纯阻性负载和整流负载，并且实现三种主要功能——恒电流控制、恒电阻控制、恒功率控制。论文首先给出了交流电子负载的功率电路。该电路类似于一个中间直流环节的AC/AC变换器，主要包括二极管全桥整流器、IGBT全桥和耗能电阻。为了减小IGBT开关切换引起的电流尖峰脉冲，电路采用了由五个电容组成的IGBT缓冲电路，并使用了对称式的结构布局。另外，文中对比了四种缓冲电路对输入电流和输入电压的影响。随后，论文详细介绍了控制电路和数字控制方法。整个控制系统以DSPTMS320F2806为核心。DSP通过读取A/D转换器的转换结果获得当前输入电流和输入电压值，然后依据所设定的模式对这些数据进行处理，最终生成IGBT全桥的驱动信号。论文在正弦脉宽调制（SPWM—SinusoidalPulseWidthModulation）的基础上定义了指数化正弦脉宽调制（ESPWM—ExponentialSinusoidalPWM）用来实现对IGBT全桥的控制。这种控制方法通过设置不同的调制指数来调整输入电流的波形。电流有效值的控制采用了比例微分（PD）控制方法。最后，论文给出了实验数据表以及示波器显示的波形图。实验使用了一个调压器来测试交流电子负载的功能。实验结果表明，论文提出的交流电子负载在指定的电压范围内实现了恒电流、恒电阻、恒功率三个主要功能。另外，通过设置电流的死区时间以及在一定范围内对电流的移相控制实现了模拟整流负载的功能。关键词：耗能式交流电子负载，恒电流，恒电阻，恒功率，纯阻性负载，整流负载，峰值系数，功率因数航空电源试验系统交流电子负载的研究IIAbstractACelectronicloads，whichinvolveenergyfeedbackACelectronicloadsandenergy-consumingACelectronicloads,arewidelyusedtotestingACgenerators,storagebatteries,UPSandtransformers.ComparingwiththosetwokindsofACloads,usingenergyfeedbackACelectronicloadswillsaveconsiderablepower.Butitismoreflexibletotakeashort-termorlow-powertestb...
