[发明专利]交直流馈能型电子模拟负载装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是一种交直流馈能型电子模拟负载装置及其控制方法。

背景技术

随着电力电子装置应用的日益广泛，新产品、新技术越来越多。目前,各种电力电子装置出厂实验、使用前的可靠性实验(主要是老化实验)一般都是采用电阻能耗放电的办法进行物理实验，同时对其它负荷特性难以进行测试与试验。为克服这一问题,需要通过电子模拟功率负载进行试验。它是一种利用电力电子技术、计算机控制技术及电力系统自动化技术设计实现的,用于对各种直流电源进行考核试验的实验装置。

本设计与一般电子负载的区别在于:一方面,它从被试电源吸收的电能最大量的可为被试电源循环使用,其损耗仅仅是PWM变流器的开关损耗和线路损耗,从而最大限度的节约了能量；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很容易实现大功率应用的要求,从而具有更广阔的应用领域。

本发明用于替代传统电阻型功率负载进行相关的功率实验,也可应用于仪器设备的测试实验,并且满足IEEE-519标准。本发明与电阻型负载相比它有以下的优点:①因为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,将待试设备的输出能量反馈到电网,节约了能源,另一方面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；②体积小、重量轻。由于该电子负载没有把试验的功率变成热量,因此不必使用体积庞大的电阻箱及冷却设备,因而节约了安装空间；③所模拟的功率连续可调。众所周知,电阻负载在功率较高时不得不采用有级调节,在使用时受到很大限制,用户在具体使用时可通过计算机界面设定所需要的功率(或电源输出电流)-时间变化曲线,设备起动后其负载大小就严格按设定运行；④由于采用的是能量回馈方式,因此,试验场所不必配备较大的电源容量。已有的电子反馈负载功能单一，难以满足高速发展的电力电子技术需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种交直流馈能型电子模拟负载装置及其控制方法，该装置负载测试研究节电优势明显，具有灵活模拟各种负载特性、交直流反馈的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种交直流馈能型电子模拟负载装置，其特点在于该装置包括：控制器、输入侧变换单元、输入侧H桥逆变单元、隔离高频变压器、输出侧H桥整流单元、输出侧变换单元、输入电压互感器、输入电流互感器、输出电压互感器、输出电流互感器、直流电压互感器、输入交流端子、输出交流端子、输出直流端子和显示单元，

所述的输入侧变换单元的输入端与所述的输入交流端子相连，该输入侧变换单元的输出端与所述的输入侧H桥逆变单元的输入端相连，该输入侧H桥逆变单元的输出端与所述的隔离高频变压器的输入端相连，该隔离高频变压器的输出端与所述的输出侧H桥整流单元的输入端相连，所述的输出侧H桥整流单元的输出端和所述的输出侧变换单元的输入端相连，所述的输出侧变换单元的输出端与所述的输出交流端子相连；所述的输出直流端子接所述的输出侧H桥整流单元的输出端；所述的直流电压传感器的输入侧与所述的输出侧H桥整流单元的输出端相连；

所述的输入电压互感器的输入侧与所述的输入侧变换单元的输入端的主电路相连，所述的输入电压互感器的电压信号输出端与所述的控制器对应的输入电压信号输入端口相连；所述的输入电流互感器串接在所述的输入侧变换单元和所述的输入交流端子之间的电路中，该输入电流互感器的交流电流信号输出端与所述的控制器的交流输入电流信号的输入端口相连；

所述的输出电压互感器的输入侧与所述的输出侧变换单元的输出端的主电路相连，所述的输出电压互感器的电压信号输出端与所述的控制器的输出交流电压信号的输入端口相连；所述的输出电流互感器串接在所述的输出侧变换单元的输出端的电路中，该输出电流互感器的电流信号输出端与所述的控制器的输出电流信号输入端口相连；所述的直流电压传感器的电压信号输出端与所述的控制器的直流电压信号输入端口相连；

所述的控制器的输出脉宽调制信号PWM_S123、PWM_O123端口分别与所述的输入侧变换单元的PWM控制信号端、所述的输出侧变换单元的PWM控制信号端相连；所述的控制器的本地通讯端口与所述的显示单元的通讯端口相连，所述的控制器的远端通讯端口与上位机通讯相连。