关键词：
低压电器
交流固态负载
电寿命试验
DSP
能量回馈
摘要：
在低压配电系统中,低压电器的稳定运行直接影响系统正常供电配电。低压电器电寿命试验是保证低压电器产品质量的重要手段,在进行电寿命试验时,通常采用电阻、电感的组合来模拟实际控制的负载,此试验负载称为模拟负载。模拟负载所能提供的试验形式比较单一,无法满足一些电器试验需求,而且体积大、造价高、能耗大、操作繁琐。本文将电力电子技术应用于低压电器电寿命试验负载的设计,研究了一种电寿命试验交流固态负载,用于代替传统模拟负载。交流固态负载包括试验电流发生单元和能量回馈单元,试验电流发生单元控制试验电流大小及功率因数,实现负载模拟,具有很好的通用性和灵活性,满足不同规格低压电器试品电寿命试验需求,同时降低设备成本及空间;能量回馈单元实现电寿命试验过程中未损耗能量的循环利用,达到节能的目的。首先,分析了低压电器电寿命试验方法。根据低压电器使用类别及电寿命试验参数,对低压电器电寿命试验模式进行研究,分析了对试验电压电流的要求,为交流固态负载提供了设计依据。其次,根据低压电器电寿命试验需求,设计了交流固态负载主电路拓扑结构,分析了各单元的工作原理及主电路器件参数选取依据。分别对其中试验电流发生单元及能量回馈单元进行了设计,并对其中关键功能电路,如试品触点电压检测、试验电流发生单元滤波电感切换等电路进行了针对性分析,给出了交流固态负载总体结构设计方案。再次,结合交流固态负载设计方案进行了功能仿真分析。针对试验电流发生单元,给出了试验电流给定方案,为保证试验电流的质量,采取了PI+重复控制策略,实现对给定电流的无静差跟踪,以更好的模拟电寿命试验负载。针对能量回馈单元,经分析采取了双闭环控制策略,以保证交流固态负载整体系统达到更好的运行效果。在此基础上,结合交流固态负载仿真模块,进行了低压电器电寿命仿真试验,验证了交流固态负载设计方案的正确性和控制策略的有效性。最后,以TMS320F28335 DSP芯片为控制核心,对交流固态负载进行了整体软硬件设计;结合电寿命试验测控单元,构建了低压电器电寿命试验系统。对交流固态负载各单元进行了功能测试,并进行试验测试,验证了交流固态负载设计方案的可行性。
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