电气设备对其电源电压的质量有一定要求尤其是一些精密的电气设备如计算机服务器流水线等当电源电压出现问题时会导致这些设备无法正常工作甚至损坏从而带来严重的经济损失为避免上述情况的出现一方面可以治理电网的电能质量另外也可以对这些设备在出厂前进行电能质量问题敏感度测试若有问题进行改进使之能够很好的适应电网用电环境因此对能产生谐波电压跌落骤升闪变凹陷等电能质量信号的发生装置进行研究具有很强的实用价值目前产生电能质量信号的设备不多性能也不够理想普遍存在体积大结构复杂携带不便维护困难等缺点无法很好地满足测试要求本文基于现代电力电子技术计算机和控制技术研制的新型大功率电能质量信号发生装置不仅能够产生各种电能质量信号而且能克服已有设备的缺点可广泛用于科研工业现场实验教学等场合论文以试验样机的实现为核心采用理论分析和数字仿真结合实验的方法对所需要解决的理论和实践问题进行了讨论文中首先确定了单相交-直-交变换器为主电路结构在此基础上研究了整流和逆变控制策略整流采用电流滞环控制以满足控制速度精度和高功率因数的要求逆变控制分别研究了正弦脉宽调制SPWM和电压滞环控制两种策略并分析比较了二者的特点其次为提高试验样机的性能指导电路设计文中对单相交-直和交-直-交电路的直流侧电压进行了研究提出使用瞬时功率平衡理论来建立直流电压数学模型并对交流侧与直流侧之间功率流动和交换进行分析指出有功和无功功率的流通路径直流侧功率与交流侧功率之间的关系及流动机理在直流电压数学模型的基础上给出改进的整流逆变控制策略用于指导直流电容参数设计根据功率在各侧之间的流动规律论文研究了通过控制功率流动来抑制电压脉动的方法其结论与通过直流电压数学模型得到的结论相一致并通过仿真验证所得结论的正确性随后在理论研究的基础之上设计了控制电路滤波器直流电容参数以TMS320F2407 DSP芯片作为控制核心大容量智能化功率模块IPM为功率器件完成软件编写控制和功率电路制作硬件安装调试等工作实现了一台单相试验样机并进行了大量的实验仿真和实验结果验证了所采用的控制策略分析结论电路设计的正确性和有效性所研制的试验样机可以产生谐波电压跌落骤升闪变凹陷等电能质量信号并用于对电气设备电能质量敏感度的测试达到了预期效果最后文中提出了由智能化电能质量信号发生装置与被测设备组成电能质量敏感度测试系统的概念在该系统中通过电能质量信号发生装置产生的电能质量信号测试电气设备并引入反映被测电气设备工作状况的模拟或数字反馈信号对被测试设备的工作状态进行判断获得被测设备的安全正常工作电压数据论文以试验样机和交流接触器构成的测试系统为基础通过仿真和实验研究了电压跌落对交流接触器工作的影响并绘制了反映该交流接触器对于电压跌落耐受能力的ITI曲线结果表明所设计的交流接触器电能质量敏感度测试系统能够很好的对其进行测试并能推广到对其它用电设备的测试上