小型断路器是低压配电系统中广泛应用的一种保护电器,它能在系统发生过载、短路等故障时及时跳闸,保护用电设备和人身安全。为确保小型断路器过载保护的可靠性,产品出厂前必须进行过载试验和28天老化试验。传统试验方法通常采用低电压恒流源代替全电压进行测试,难以验证小型断路器内部温度升高、绝缘能力降低时电网电压对小型断路器绝缘性能的影响。此外,由于试验周期长、电流大,即使采用较低的试验电压,也会消耗较多电能,不符合我国“碳达峰、碳中和”战略目标的要求。针对传统小型断路器测试方法存在的问题,本文设计了一种能量回馈型三相交流电子负载,该设备能在全电压下完成相应的电流测试,并将大部分电能回馈给电网。本文主要研究内容为:（1）分析常见的能量回馈型电子负载主电路拓扑,选取三相背靠背式双电压型PWM变换器作为能量回馈型电子负载的主电路拓扑。通过对能量回馈型电子负载整体电路结构的分析,建立三相电压型PWM变换器在两相旋转坐标系下的数学模型。分析能量回馈型电子负载工作原理,其中前级变换器用于负载模拟,后级变换器用于能量回馈,两者之间通过直流侧支撑电容实现能量的传递。（2）研究能量回馈型电子负载控制策略,并进行仿真分析。整体控制策略主要包括锁相环设计、负载模拟器和能量回馈器控制策略研究三部分。为了实时获取电网电压相位,采用基于同步旋转坐标变换的单同步坐标系软件锁相环。负载模拟器采用基于内模原理的双模比例积分控制策略,该策略将重复控制器的内模改进为奇偶次谐波内模的并联结构,并与比例控制器相结合,既实现了对指令电流的快速精确跟踪,又能有效抑制输出电流的奇偶次谐波。能量回馈器采用了电压外环电流内环的双闭环控制策略,其中电流内环采用双模比例积分控制,电压外环采用PI控制,实现了直流支撑电容电压的稳定和输出电流的单位功率因数并网。（3）设计能量回馈型电子负载的软硬件电路,并进行试验验证。在硬件电路方面,对信号检测电路、保护电路和电源供电电路的电路结构与工作原理进行分析。在软件方面,采用高性能、高稳定性的工控触摸屏与DSP芯片构成可靠的控制系统。试验结果表明,所提出的能量回馈型电子负载可在四个基波周期内瞬时启动并稳定输出150 A电流,可在一个基波周期内完成从5 A到50 A的电流切换,在满载条件下输出电流误差在1%以内,能量回馈效率90%以上。