一种大功率交流恒流源的设计

孙传杰，田凯，楚子林，杨敬然，张中磊

（天津电气科学研究院有限公司，天津 300180）

交流恒流源被广泛应用于低压电气设备的型式试验，当前市场份额基本被国内产品占据。应用较广泛的电工电源主要有两种方式[1-2]：一种是通过多级变压器和补偿器的方式；另一种是利用粗调调压器、微调调压器以及相应的传动控制单元的方式。其控制精度受调压器以及变压器的制作工艺精度影响很大，长时间运行发热严重，故障率高。

在数字化电流源方面，文献[3]利用微控制器LPC1768对单个逆变系统进行控制，滤波回路设计过于简单，输出电流谐波含量较大。文献[4]采用三电平电路结构，理论上三电平电路结构可以提高输出电压的质量，但其滤波器连接在升流变压器的次级，当电流较大时，不利于滤波器的设计，并且三电平电路结构成本较高，不利于市场竞争。文献[5]对三相电流源逆变器进行了数学建模与分析，推导了数学模型，对逆变器相关参数的设计提出了理论依据。文献[6-7]对LCL滤波器进行了优化设计，对谐振抑制效果和动、静态性能进行了分析。文献[8-9]介绍了不同逆变器并联均流方法的概况，并对并联均流方法进行了仿真和实验验证。

针对恒流源市场的实际需求，为了提高恒流源的技术指标和各类试验的测试效率，本文采用逆变H桥进行模块化设计，利用矢量变换核心算法实现精确控制，LCL滤波回路降低电流谐波，主从控制法提高并联运行可靠性，设计了一款具有多种运行模式的高精度数字化恒流源。……