新型能饋式交流電力電子負(fù)載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力電子負(fù)載裝置，具體涉及一種新型能饋式交流電力電子負(fù)載裝置，其是一種負(fù)載參數(shù)可調(diào)、剩余能量可回收的用于電力交流電源電氣性能測試的交流電力電子負(fù)載裝置，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]各種電源在出廠前都要進(jìn)行帶載實(shí)驗(yàn)等各種測試以檢驗(yàn)其電氣性能，傳統(tǒng)的電源考核方式是帶電阻、電感、電容等靜態(tài)負(fù)載，存在耗能、體積大、負(fù)載值及類型不易修改和負(fù)載值隨外界條件變化造成測試精確度不高等缺點(diǎn)。
[0003]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子負(fù)載逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)負(fù)載進(jìn)行電源性能測試。目前的電力電子負(fù)載以直流電力電子負(fù)載為主，交流電力電子負(fù)載產(chǎn)品不多。耗能式交流電子負(fù)載不能將電能回饋給電網(wǎng)；能饋式交流電子負(fù)載單相三級式結(jié)構(gòu)被測電源只能是工頻，應(yīng)用范圍少；三相兩級式結(jié)構(gòu)前級為不控整流，所模擬的負(fù)載失真；單相兩級式雙PWM結(jié)構(gòu)回饋電網(wǎng)是一相，可能會對電網(wǎng)造成擾動。而且啟動電路不完善，在啟動時，直流側(cè)的儲能電容相當(dāng)于短路，此時PWM控制策略失效，工作在二極管整流狀態(tài)，整流側(cè)和逆變側(cè)會產(chǎn)生較大的過沖電流，嚴(yán)重時會損壞被測電源和電力電子負(fù)載裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種前級單相后級三相的兩級式PWM背靠背結(jié)構(gòu)的新型能饋式交流電力電子負(fù)載裝置，它可以實(shí)現(xiàn)安全啟動，負(fù)載參數(shù)任意設(shè)置、高效饋能和三相并網(wǎng)。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種新型的能饋式交流電力電子負(fù)載裝置，該能饋式交流電力電子負(fù)載裝置包括啟動電路、電力電子負(fù)載主電路、并網(wǎng)變壓器、檢測控制模塊、驅(qū)動模塊和上位機(jī)；其中，所述啟動電路包括電源側(cè)交流接觸器、電網(wǎng)側(cè)交流接觸器、母線電壓充電限流電阻和空氣開關(guān)；所述的電源側(cè)交流接觸器連接被測電源和電力電子負(fù)載主電路輸入端，電力電子負(fù)載主電路輸出端通過電網(wǎng)側(cè)交流接觸器連接并網(wǎng)電壓器原邊，其副邊通過空氣開關(guān)接入三相電網(wǎng)，母線電壓充電限流電阻與電網(wǎng)側(cè)交流接觸器并聯(lián)；所述上位機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接檢測控制模塊的DSP控制器，檢測控制模塊的輸出端連接驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊輸出端連接電力電子負(fù)載主電路的開關(guān)管信號輸入端。
[0006]進(jìn)一步地:所述的電力電子負(fù)載主電路采用雙PffM變換器背靠背式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為前后兩級，前后級之間由支撐電容連接。
[0007]進(jìn)一步地:所述的電力電子負(fù)載主電路前級采用單相橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述的電力電子負(fù)載主電路后級采用三相橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地:所述的檢測控制模塊包括電源側(cè)電壓檢測調(diào)理模塊、電源側(cè)電流檢測調(diào)理模塊、支撐電容電壓檢測模塊、電網(wǎng)側(cè)電流檢測調(diào)理模塊、電網(wǎng)電壓相位檢測模塊和控制模塊，電源側(cè)電壓檢測調(diào)理模塊包括第一電壓傳感器和第一電壓調(diào)理電路，電源側(cè)電流檢測調(diào)理模塊包括第一電流傳感器和第一電流調(diào)理電路，支撐電容電壓檢測模塊包括第二電壓傳感器和第二電壓調(diào)理電路，電網(wǎng)側(cè)電流檢測調(diào)理模塊包括第二電流傳感器和第二電流調(diào)理電路，電網(wǎng)相位檢測模塊包括第三電壓傳感器和過零檢測電路，控制模塊包括DSP控制器和CPLD控制器。
[0009]進(jìn)一步地:所述的驅(qū)動模塊選用IGBT專用驅(qū)動光耦HCPL316J。
[0010]進(jìn)一步地:所述啟動電路的空氣開關(guān)選用DW10-1500/3，電源側(cè)交流接觸器和電網(wǎng)側(cè)交流接觸器選用CJ12-400A。
[0011]進(jìn)一步地:所述的電力電子負(fù)載主電路的開關(guān)器件選用美國APT公司生產(chǎn)的帶反并聯(lián)二極管的 APT50GF120JRD 型 IGBT。
[0012]進(jìn)一步地:所述的上位機(jī)里存儲負(fù)載參數(shù)信息，用戶可以根據(jù)需要在人機(jī)界面LABVIEW上任意設(shè)置負(fù)載參數(shù)，也可通過LabSQL訪問ACCESS數(shù)據(jù)庫記錄的負(fù)載參數(shù)信息并進(jìn)行修改、增刪等操作。
[0013]本實(shí)用新型提出的新型能饋式交流電力電子負(fù)載裝置所達(dá)到的效果為:上位機(jī)將負(fù)載參數(shù)下載到DSP控制器中，與被測電源側(cè)電壓共同計算出指令電流，指令電流與被測電源側(cè)電流作差經(jīng)過滯環(huán)控制和CPLD邏輯分配生成四路PffM控制信號；支撐電容電壓與給定參考電壓的差值經(jīng)PI調(diào)節(jié)后與三相電網(wǎng)相位相乘得到三相電網(wǎng)并網(wǎng)電流指令，電流指令與實(shí)際檢測到的三相并網(wǎng)電流的差值經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后送入DSP控制器生成電力電子負(fù)載主電路后級PWM逆變器的六路PffM控制信號；PWM控制信號經(jīng)驅(qū)動模塊驅(qū)動放大控制電力電子負(fù)載主電路的開關(guān)管工作，使主電路前級PWM整流器電流精確跟蹤電流指令以模擬真實(shí)負(fù)載，主電路后級PWM逆變器在電壓、電流雙閉環(huán)控制下將能量高效的回饋給電網(wǎng)；啟動電路的設(shè)置避免了啟動時電力電子負(fù)載主電路出現(xiàn)較大的過沖電流，保護(hù)了被測電源和電力電子負(fù)載主電路；本實(shí)用新型可以任意設(shè)置負(fù)載形式和參數(shù)、調(diào)節(jié)方便、產(chǎn)生熱量少、可將能量饋回三相電網(wǎng)。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的新型能饋式交流電力電子負(fù)載的系統(tǒng)原理框圖；
[0015]圖中:1_啟動電路；2-電力電子負(fù)載主電路；3-并網(wǎng)變壓器；4-檢測控制模塊；5-驅(qū)動模塊6-上位機(jī)；7_電源側(cè)交流接觸器；8_電網(wǎng)側(cè)交流接觸器；9_母線電壓充電限流電阻；10_空氣開關(guān)；11_支撐電容；12_電源側(cè)電壓檢測調(diào)理模塊；13_電源側(cè)電流檢測調(diào)理模塊；14_支撐電容電壓檢測模塊；15_電網(wǎng)側(cè)電流檢測調(diào)理模塊；16_電網(wǎng)電壓相位檢測模塊；17_控制模塊；18_第一電壓傳感器；19_第一電壓調(diào)理電路；20_第一電流傳感器；21_第一電流調(diào)理電路；22_第二電壓傳感器；23_第二電壓調(diào)理電路；24_第二電流傳感器；25_第二電流調(diào)理電路；26_第三電壓傳感器；27_過零檢測電路；28-DSP控制器；29-CPLD控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在下文中將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清除和簡明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種新型能饋式交流電力電子負(fù)載裝置，包括啟動電路1、電力電子負(fù)載主電路2、并網(wǎng)變壓器3、檢測控制模塊4、驅(qū)動模塊5和上位機(jī)6 ;其中，所述啟動電路包括電源側(cè)交流接觸器7、電網(wǎng)側(cè)交流接觸器8、母線電壓充電限流電阻9和空氣開關(guān)10 ;所述的電源側(cè)交流接觸器7連接被測電源和電力電子負(fù)載主電路2輸入端，電力電子負(fù)載主電路2輸出端通過電網(wǎng)側(cè)交流接觸器8連接并網(wǎng)電壓器9原邊，其副邊通過空氣開關(guān)10接入三相電網(wǎng)，母線電壓充電限流電阻9與電網(wǎng)側(cè)交流接觸器8并聯(lián)；所述上位機(jī)6通過數(shù)據(jù)線連接檢測控制模塊4的DSP控制器28，檢測控制模塊4的輸出端連接驅(qū)動模塊5，驅(qū)動模塊5輸出端連接電力電子負(fù)載主電路2的開關(guān)管信號輸入端。
[0018]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的電力電子負(fù)載主電路2采用雙PffM變換器背靠背式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為前后兩級，前后級之間由支撐電容11連接。
[0019]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的電力電子負(fù)載主電路前級采用單相橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述的電力電子負(fù)載主電路后級采用采用三相橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0020]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的檢測控制模塊4包括電源側(cè)電壓檢測調(diào)理模塊12、電源側(cè)電流檢測調(diào)理模塊13、支撐電容電壓檢測模塊14、電網(wǎng)側(cè)電流檢測調(diào)理模塊15、電網(wǎng)電壓相位檢測模塊16和控制模塊17 ;其中，