随着电力电子技术的发展,各种电力电子电源设备为日常生活和工业生产提供了稳定可靠、持续不断的电能保障,如大功率交流电源发电机、不间断电源、逆变电源等。为了防止电源损坏造成的恶劣影响,需要在产品出厂之前对电源进行电气性能和长时间的老化测试。通常方法所采用的测试负载是采用电阻、电感和电容这类无源器件的串并联形式构成的,利用这些器件进行测试时会有很多的缺点,如参数调节不灵活、能源浪费、发热量大和成本昂贵等。出于节约成本、提高精度与灵活性和节约能源等多方面考虑,本文主要研究了一种带能量回馈功能的交流电子负载装置,它能够按照要求精确控制被测试电源的输出电流的幅值和相位,能够精确的模拟各种类型的负载,并且能将被测试电源输出的电能回馈给电网。本文的主要研究内容如下:本文首先介绍了国内外电子负载的研究现状,包括电子负载拓扑结构和控制方法的研究现状。交流电子负载的核心部分是电压型PWM整流器。通过分析电压型PWM整流器四象限运行的工作原理,讨论了负载模拟侧和并网回馈侧的运行原理。在此基础上,设计了交流电子负载的实现方案和整体结构。设计了带LCL滤波器的交流电子负载的拓扑结构,并分析了采用LCL滤波器的原因,给出了电路参数的选取方法。之后,在不同坐标系下建立了的交流电子负载的数学模型。本文还对交流电子负载的控制策略进行了研究,比较和讨论了几种不同的控制策略的优缺点。针对分析的控制策略中存在的不足,在负载模拟部分提出了一种指令阻抗结合空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的单电流环控制策略,并给出了指令阻抗转化为指令电流的计算方法。在能量回馈侧采用了双闭环控制策略。使用Simulink软件搭建了仿真模型并进行了仿真分析。最后,为了验证实验方案的可行性和正确性,搭建了基于DSP控制的交流电子负载的实验平台,并通过实验对交流电子负载的性能进行研究。实验平台以TI公司的TMS320F28335 DSP控制器作为控制核心,设计了控制系统的硬件和软件,在控制策略的软件实现部分采用了Matlab和CCS联合代码生成的方法实现了基于指令阻抗结合SVPWM的控制算法。实验结果证明了该控制算法可以实现对负载模拟侧电流精确控制,模拟所需负载特性的功能。在此基础上,通过实验对交流电子负载的性能进行了研究,分析了不同开关频率下、不同性质电子负载模拟侧电流谐波情况,并进行了频谱分析,总结了其变化规律,当电子负载硬件参数已经固定的情况下,对电子负载开关频率的选择具有一定的指导意义。