随着电气化铁路朝着高速、大功率负荷发展,电力牵引系统的电能质量问题变得越来越至关重要。提出一种适合于大功率补偿的基于半桥变流器结构的新颖铁路功率调节装置。该补偿系统中,由2个背靠背的半桥变流器通过中间2个串联电容连接在一起,然后通过降压变压器分别与2个牵引供电臂连成一体。相对于传统功率调节器,该功率调节单元只需要2个开关桥臂...
介绍模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）电容电压平衡的原理以及子模块（sub-module,SM）电容的充放电过程。指出传统的电容电压平衡控制下,子模块投切较频繁,器件开关频率较高,会造成较大的开关损耗。针对传统方法的问题,提出一种适合MMC型直流输电系统的电容电压优化平衡控制策略,将平衡控制的重点放在电容电压越限的子...
针对晶闸管浪涌电流试验采用半波10ms浪涌试验方式,提出连续多周波浪涌的试验方法,通过数学建模对试验方法进行仿真研究,同时与晶闸管样品浪涌试验结果进行分析对比,验证了通过晶闸管结温温升系列模型仿真计算来选择晶闸管阀的实际指导价值。从实际工程角度出发,给出晶闸管阀仿真和试验的方法,为晶闸管阀的选择和设计提供了试验结果支持。对华东...
针对分布式发电系统离网运行模式下输出电能质量的需求,以实现不平衡与非线性负载下系统输出稳定幅值和频率电压为控制目标,提出了基于比例积分谐振（proportion integration resonance,PIR）的电压外环控制和预测电流控制（predictive current control,PCC）的电流内环控制的双闭环控制策略,以解决传统的比例积分控制器由于带宽限制而引起离网...
提出一种双降压全桥并网逆变器。该逆变器采用滞环电流控制和单极性调制方式。与双极性调制相比,减小了输出滤波器的体积和重量。独立续流二极管代替开关管的体二极管续流,减小了二极管的反向恢复损耗。一半功率管只在半个工频周期内高频开关,其它功率管为工频且零电流开关,因此,减小了开关损耗。阐述该逆变器的工作原理。仿真和实验结果验证了...
并网逆变器用LCL输出滤波器是一个三阶多变量系统,给控制系统设计提出了更高的要求。针对该问题,提出一种基于逆变器侧电流闭环和电容电流前馈的并网逆变器控制策略,通过逆变器侧电流间接控制并网电流。该控制策略能够保证系统稳定和单位功率因数运行,并且整个控制过程无需增加额外的传感器,降低了系统成本,增强了系统可靠性。仿真和实验结果验...
广义积分控制能够无静差的跟踪正余弦指令信号,因此广泛应用于并联有源滤波器（shunt active power filter,SAPF）电流控制中。只要系统稳定,指定次谐波补偿精度都能得到很好的保障。然而如何设计控制器参数提高控制系统动态响应性能,却一直没有得到很好的解决。提出一种广义积分控制器参数设计方法,此方法通过配置闭环系统主导极点实部,保证系...
针对双级变换多特性功率变换器,介绍数字控制对系统的作用和影响,分析数字预测控制原理,提出将预测控制与常规PID控制相结合的新型数字预估控制算法,并应用于以TMS320LF2407A为控制核心的双级变换多特性电源样机。实验表明,新型预测控制算法对存在控制滞后的数字化系统,具有较好的控制能力和动态响应,样机运行良好,可稳定输出直流、交流变频变幅...
分析单周期控制单相功率因数校正（power factor correction,PFC）电路中传统单边调制方式对输入电流波形的影响,揭示输入电流中低频奇次谐波与调制方式之间的关系。在此基础上,提出以三角波作为载波的双边调制方法,使得开关周期内电感电流上升与下降的过程都得到控制,从而摒除了单边调制带来的输入电流低频奇次谐波,提高了电流质量。仿真和实验...
稳定性问题是分布式电源系统的关键问题,它由源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗共同决定。采用理论分析和实验相结合的方法,对连续导电模式（continuous conduction mode,CCM）下Buck型DC-DC变换器输出阻抗的小信号模型、影响因素及优化设计方法进行研究,为制定分布式电源系统中变换器的阻抗标准提供了参考依据。给出一种实用的电流扰动...
现有的直线旋转作动器多采用直线作动器和旋转电机组合构成,结构复杂、控制精度差。该文提出了一种能实现独立或同时产生直线和旋转运动的新型直线旋转永磁作动器。分析了该作动器的结构特点和运行原理,建立了该作动器的圆弧直线等效磁路模型,推导出了旋转转矩和直线力的计算表达式。采用三维有限元方法分析了空载磁场分布,验证了磁路模型中定子...
针对五相电压源逆变器的死区效应及五相永磁同步电动机转子磁场非正弦造成的3次谐波电流,提出了一种基于双同步旋转坐标系的抑制算法。研究了五相电压源逆变器死区效应的作用机理,将死区时间造成的误差电压脉冲序列等效为低频谐波电压。运用扩展对称分量法,得到了五相永磁同步电动机的解耦数学模型。死区效应形成的3次谐波电压以及转子3次谐波磁...
分析全周期发电模式下无轴承开关磁阻发电机（bearingless switched reluctance generator,BSRG）的悬浮机理和发电原理,利用等效磁路法推导全周期BSRG的一相磁场储能表达式。考虑到全周期BSRG的控制方式和主、悬浮绕组的电流波形,将两套绕组电流等效为方波;再根据机电能量转换原理,积分得到了利用方波电流峰值表示的平均转矩和平均悬浮力表达式...
为充分利用多相电机的多控制自由度,分析了多相集中整距绕组感应电机非正弦供电的原理,对九相集中整距绕组感应电机分别在正弦和非正弦供电下的输出转矩和电机效率进行仿真分析。在保持2种供电模式下电机齿、轭部磁密幅值分别相等、定子铜耗相同的前提下,与正弦供电相比,重载下非正弦供电时电机输出转矩提高了约7%,电机效率也有所提高。构建了一...
根据无刷直流电机的特点,在其直接转矩控制中,可以省去磁链观测环节。分析了无磁链观测条件下无刷直流电机电压矢量和电机转矩之间的关系,根据二者之间的关系得到最优电压矢量的选择依据,选择最优电压矢量直接控制转矩。根据无磁链观测条件下电机转矩和电流的关系,通过对转矩的控制实现对电流的限制。仿真和实验验证了最优电压矢量选择依据的正...
为了简化传统超导电机的低温冷却系统,提出一种新型轴–径向磁通全超导同步电动机,分析该电机的结构特点和工作原理。利用三维有限元法计算了电机的空载磁场分布,对不同轴向超导励磁绕组下的磁场以及轴向磁路对径向磁路的影响进行分析,分析结果通过空载反电动势实验得到了验证。在样机结构基础上,提出一种新型转子结构方案,分析了2种转子结构下...
电压型磁链观测器的应用中,存在电动势零漂和定子电阻参数变化的问题,为此设计了一种自校正电压型磁链观测器。根据电动势零漂和定子电阻参数变化对磁链观测结果影响方式的不同,分别设计了电动势零漂估计器和定子电阻误差估计器,可以根据定子磁链计算值和定子电流进行零漂和电阻误差在线估计,并对相应变量进行校正。经过校正后,能够完全消除观测...
分析高压断路器机械振动信号的特性,提出一种以改进的经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）能量熵和支持向量机（support vector machine,SVM）相结合的诊断高压断路器机械故障的方法,并给出了可行的诊断步骤和分析。首先利用经验模态分解方法将高压断路器的振动信号分解成一些相互独立的内禀模态函数（intrinsic mode function,IM...
提出了一种计算大型变电站接地网电磁场的快速算法。首先,该算法使用修正镜像法（modified image method,MIM）将待求模型所处的半无限有损空间化为均匀空间,从而避免了原电场积分方程中出现的索末菲积分计算。其次,借助快速多极子方法（fast multipole method,FMM）求解该电场积分方程,最后,利用共轭梯度法求解线性代数方程。在选取基函数及权...
常规边界元法（boundary element method,BEM）因形成的方程矩阵稠密非对称而难以应用于大规模问题,BEM矩阵的存储限制了BEM的工程应用。该文介绍了递阶矩阵（hierarchical matrix,H-matrix）的基本概念,并引入了一种新颖的H-matrix压缩技术：自适应交叉逼近（adaptive cross approximation,ACA）。通过对普法BEM的节点根据拓扑结构重新分区和编...
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