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随着电力电子技术和电气信息化的快速发展,交流电源设备已被广泛应用于人们的生产、生活中,电源性能的好坏关系着人们的生产效率和生活质量。出于安全和可靠性的考虑,各种电源设备在出厂时需进行严格的电气性能测试、带载测试、老化测试等出厂试验。这些都需依赖负载进行,借助于由电阻、电感和电容等器件组合成的负载进行电源考核的传统方式有耗能、调节困难等诸多缺点。因此研究节能方便、功能多变的负载试验装置十分必要。电力电子负载便是为了克服上述传统负载的缺点而研制的一种应用于电源测试的电力电子装置,它可以模拟传统真实负载,乃至将试验的电能反馈回电网。 本文从交流电力电子负载的国内外研究现状出发,首先确定以前级单相后级三相的两级式PWM变换器为交流电力电子负载的主电路拓扑,前级为单相PWM整流器构成的负载模拟变换器,后级为三相PWM逆变器构成的能量回馈变换器,两者共用直流母线电容。其次,分析了线性负载和非线性负载的指令电流生成方法,设计了负载模拟变换器和能量回馈变换器的控制策略。再次,基于Simulink仿真平台搭建电力电子负载的仿真模型,验证其模拟负载的功能;负载模拟变换器在QPR(Quasi Proportional Resonant)、PI和滞环三种控制方式下电流跟踪效果的对比仿真,验证了本文设计控制策略的优越性;此外在模拟负载的同时对能量回馈进行仿真,验证其能量回馈的效果。最后在仿真的基础上,设计了检测、驱动等辅助硬件电路,基于DSP2812进行了软件设计,搭建交流电力电子负载的系统实验平台,对其模拟负载和能量回馈的功能进行了实验验证,仿真和实验结果表明了本文设计的正确性和可行性。