能量回馈电子负载原理.docx

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）StudyontheTheoryofEnergyRecyclingElectronicLoadDANGSanleiQIUDongyuan(ElectricPowerCollegeSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou510640China)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:Theenergyrecyclingelectronicloadisanewtypepowerelectronicsinstrumentthatcanrunwiththesamefunctionasresistorsintheallkindsofpowersourceburn-intest.Itcanberegardedasaresistorwhosevaluecanchangesmoothly.Thedevicesavesenergybyfeedingburn-intestpowerbacktotheutilitysystem.Itislightersmallerandhasabetterperformanceinthetestthanthenormalelectronicload.ThispaperdescribesthestructureprincipleandcontrolstrategyofACandDCenergyrecyclingelectronicloadbriefly.TheprincipleandcontrolstrategyofthePWMrectifierarestudiedin-depth.KEYWORDS:electronicloadenergyrecyclingPWMrectifier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。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iu、输出电流ir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iu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Vdc和并网电流ir。控制上前后级是解耦的可以分开进行分析和设计[2]。图1交流电子负载系统Fig.1ACelectronicloadsystem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。图3能量回馈控制系统Fig.3Controlsystemofenergyfeedbackunit2.1负载特性模拟功能的实现图2负载特性模拟控制系统Fig.2Controlsystemofloadcharacteristicsimulationunit图2给出了负载特性模拟控制系统图其中Pref、Vu