基本概念

交流回饋負載主要用于測試交流電源設備，如不間斷電源（UPS）、逆變器等。它能夠將被測電源輸出的交流電進行處理，模擬實際負載的特性，并將部分電能回饋到電網，實現能量的循環利用。

工作原理

功率變換單元

交流回饋負載通常包含功率變換電路，一般是基于電力電子器件（如 IGBT - 絕緣柵雙極型晶體管）構建的變流器。當被測交流電源輸出的交流電接入負載時，首先經過功率變換單元。這個單元可以對輸入的交流電進行整流，將交流信號轉換為直流信號。

例如，對于三相交流輸入，通過三相整流橋將三相交流電整流為直流電，其原理是利用二極管或可控整流器件（如晶閘管）的單向導電性，在不同的交流相位下，使得電流只能按照一定的方向流動，從而將交流變為直流。

控制單元

控制單元是交流回饋負載的核心部分。它根據預設的負載參數（如功率、功率因數等）和實際的運行狀態，對功率變換單元進行精確控制。

一方面，它通過對功率變換單元中 IGBT 等器件的開通和關斷控制，實現對輸入電能的調節。例如，通過脈沖寬度調制（PWM）技術來控制 IGBT 的導通時間，改變輸出電壓或電流的大小，從而模擬不同大小的負載。PWM 信號的占空比決定了輸出電壓的平均值，占空比越大，輸出電壓的平均值越高。

另一方面，控制單元還負責實現電能的回饋功能。它監測直流母線電壓等參數，當直流母線電壓達到一定值時，控制逆變電路將直流電能轉換為與電網同頻率、同相位的交流電，回饋到電網中。這個過程需要精確的鎖相控制，以確保回饋的交流電與電網電壓在頻率和相位上嚴格匹配，避免對電網造成干擾。

回饋單元

回饋單元主要由逆變電路組成。在將直流電能轉換為交流電能回饋電網時，逆變電路按照控制單元的指令，以合適的頻率和相位將直流電能逆變為交流電。

逆變電路的工作原理是通過控制功率器件的開關順序和時間，使得直流電源在負載端產生交流電壓。例如，對于三相逆變電路，通過按照一定的順序（如 180° 導電型或 120° 導電型）控制六個 IGBT 的導通和關斷，將直流母線電壓轉換為三相交流輸出。在回饋過程中，還需要考慮電網的電壓幅值、頻率等參數，通過反饋控制來調整逆變輸出，保證電能順利回饋電網并且滿足電網接入要求。

濾波單元

為了使回饋到電網的電能質量符合要求，交流回饋負載還配備了濾波單元。濾波單元主要用于濾除逆變輸出交流電中的諧波成分。

一般采用電感、電容組成的濾波器，如 LCL 濾波器。LCL 濾波器對于高頻諧波有很好的濾波效果，其原理是利用電感對高頻電流的阻礙作用和電容對高頻電壓的旁路作用，將諧波電流分流到地或者限制其在電路中的流動，從而使回饋到電網的電能波形更接近正弦波，減少對電網的諧波污染。