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作者:尹球洋; 王学华; 徐林 单位:国网咸宁市咸安区供电公司; 湖北咸宁437000; 华中科技大学; 强电磁工程与新技术国家重点实验室; 湖北武汉430074
摘要:逆变器带非线性负载的设计难点在于如何减小逆变器的输出阻抗,从而减小负载电流谐波对输出电压的影响,保证输出电压的波形质量。针对数字控制逆变器带非线性负载,提出了一种实用的前馈控制策略。推导了负载电流全前馈传递函数,考虑数字控制引入的1.5拍延迟,从逆变器输出阻抗的角度,通过优化近似方法确定前馈控制参数。研制了一台带2 kW非线性负载的单相逆变器原理样机,实验验证所提实用前馈控制策略能显著改善输出电压波形质量。
作者:党超亮; 同向前; 宋卫章; 常亚飞 单位:西安理工大学; 自动化与信息工程学院; 陕西西安710048
摘要:三相三电平Vienna整流器由于具有功率密度高、开关电压应力小、网侧电流谐波小等优势在数据中心供电系统等交直流混合供电电源中获得广泛应用。直流侧中点电位波动作为Vienna整流器固有问题,直接影响网侧电流质量甚至危害系统的安全可靠运行。以基于平均电流控制的三相三电平Vienna整流器为研究对象,详细分析了直流侧中点电位波动机理,从直流中点电位平衡控制本质出发给出了中点电位控制调节系数的精确取值。通过RT-LAB测试平台进行了全面的实时测试分析,结果表明该控制可有效抑制中点电位波动,有效验证了所提理论分析的正确性。
作者:陆依然; 肖岚; 王勤; 刘丹 单位:南京航空航天大学; 江苏南京210016
摘要:双Buck逆变器分为全周期和半周期控制,相较全周期控制,半周期控制避免了额外的开关和通态损耗,但由此带来电流过零畸变问题。定量分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式下电感电流过零时刻纹波大小,确定为抑制过零畸变而在电流过零附近将半周期控制转换为全周期控制的转换条件,在电感电流断续区采用全周期控制,通过理论计算给出全周期控制最小区间,在有效消除过零畸变的前提下降低全周期控制增加的额外损耗,以保证整个系统的效率。通过实验验证了理论分析。
作者:薛艳伟; 张辉; 刘桓; 张乔乔 单位:西安理工大学; 自动化与信息工程学院; 陕西西安710048; 清华大学; 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室; 北京100084
摘要:针对电动汽车四轮独立驱动/转向(4WID/S)中4个转向电机协调控制,设计以转速为控制量的多电机协调控制策略,实现各电机转速合理分配。在Matlab/Simulink中构建汽车动力学与两相混合式步进电机转速控制相结合的仿真模型,以TMS320F28335为控制核心构建实验台架,4个转向电机协调运行表明控制策略的可行性。
作者:闫震; 周扬忠 单位:福州大学; 电气工程与自动化学院; 福建福州350108
摘要:为了提高五相永磁同步电机(PMSM)的转矩密度,给出了含有3次谐波磁场的凸极式五相PMSM在3种坐标系下的数学模型,揭示了绕组中3次谐波电流与3次谐波磁场相互作用可以产生恒定的电磁转矩。此外,提出了一种基于基波空间和3次空间的双坐标空间的直接转矩控制(DTC)策略。实验表明,该策略实现了基波转矩及磁链、3次谐波转矩及磁链的同时控制,系统动态响应迅速。
作者:雷晓犇; 王传奇; 李雪丰; 戴聪 单位:空军工程大学; 航空工程学院; 陕西西安710038
摘要:针对开关磁阻电机(SRM)引入位置传感器导致系统复杂,全周期不饱和电感方法因磁链饱和导致检测位置不准的问题,提出基于特殊电感SRM无位置控制方法。在电机运行中,对非导通相注入高频脉冲,计算各相电感随时间变化率的最小值来检测特殊电感位置点,根据相邻两个特殊电感位置点估算电机转速,继而得到并更新电机转子位置。最后在该方法基础上分析电感不对称情况下估计转子位置的策略。仿真和实验验证表明,在电机运行过程中可以精确估计出转子的位置,验证方法的有效性。
作者:林京京; 沈艳霞; 卡德 单位:江南大学; 物联网技术应用教育部工程研究中心; 江苏无锡214122
摘要:永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中电流传感器故障将导致整个系统无法正常工作。为实现电流传感器故障诊断及其容错控制,引入了基于矢量旋转的故障诊断方法,利用在不同轴定向的坐标系下定子电流分量,判断相电流传感器故障信息,然后通过基于α,β坐标系的逻辑判断机制选取恰当的反馈电流以重构系统。为避免该方案中反馈电流恒等于指令值,引入了一种电流估计算法,当故障发生时,保证电机能更加平稳地运行。基于Matlab/Simulink和dSPACE1007进行仿真和实验研究,证明了该容错控制方法的正确性和可靠性。
作者:朱小芬; 黄科元; 黄守道 单位:湖南大学; 电气与信息工程学院; 湖南长沙410082
摘要:研究了一种高速永磁同步电机(HSPMSM)无位置传感器V/F控制方案。该方案设置V/F控制曲线时考虑定子电阻压降在不同的频率段对定子电压分段补偿,并针对传统开环V/F控制下永磁同步电机(PMSM)因转子无阻尼绕组导致的固有不稳定性,基于PMSM转子小扰动数学模型分析,设计了逆变器频率与输出功率扰动量按比例关系调制的稳定环,通过极点配置方法调节稳定环的防振荡因子,增强了驱动系统的稳定性。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明该控制方案加速性能好,能够驱动一台200 kW的PMSM由静止快速启动加速至20 000r·min~(-1)并稳定运行,抗负载冲击能力强,运行稳定性好,从而验证了该方案的可行性和有效性。
作者:姜燕; 袁磊; 刘平 单位:湖南大学; 电力推进与伺服传动教育部重点实验室; 湖南长沙410082
摘要:为了回收矿用电动轮自卸车机械制动能量,提高其运行经济性,设计了基于超级电容储能的能量回馈系统。由于电动轮自卸车能量回馈系统中超级电容储能容量配置大,导致价格昂贵,因此在建立驱动储能系统数学模型的基础上,综合考虑了经济性、能量回馈效果以及系统尺寸和重量,构造了优化目标函数。并以超级电容充放电特性和电动轮自卸车启动、制动整个过程的动力性能指标作为约束条件,运用改进的遗传算法(GA)对超级电容储能容量进行了优化配置。最后搭建了实验平台和Madab/Simulink仿真模型,并对比了优化前后的系统参数,结果显示,在系统重量和尺寸优化的同时,能量回馈系统大大提高了电动轮自卸车运行的经济性和其驱动系统的动力性能。仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。
作者:苏秀娥; 潘真 单位:国电南瑞科技股份有限公司; 江苏南京211106
摘要:针对新型有轨电车充电装置DC/DC变换器采用并联结构拓扑时两回路输出电流相差较大的问题,提出将自动均流控制技术应用到该装置中。给出了装置拓扑结构,详细分析了其工作原理;推导了系统状态方程,根据实际需求设计了仿真及实验参数。仿真及实验结果表明,采用自主均流控制技术的充电装置,能够很好地均衡两回路的输出电流。
作者:赵岩; 李梓源; 冯纯纯; 刘建华 单位:中国矿业大学; 电气与动力工程学院; 江苏徐州221116
摘要:为解决三相不平衡系统中零序电流无法准确跟踪控制的问题,提出一种对零轴矢量构造新同步旋转d,q坐标系的电流控制方法。在d,q,0坐标系中,通过二阶广义积分器(SOGI)90°移相系统将零轴构造成一个静止虚拟坐标系,对该虚拟坐标系通过Park变换变为旋转面垂直于原d-q平面的新d,q旋转坐标系,使零轴上交流矢量在新d,q坐标系下变换为直流量,利用比例积分(PI)控制器实现无静差跟踪。仿真和实验结果表明,所提控制方法可实现对零序电流准确跟踪,同时对小范围频率偏差具有明显的自适应能力,解决了三相不平衡系统中零序电流补偿的技术难题。
作者:杜祥; 陈权; 胡存刚 单位:安徽大学; 电气工程与自动化学院; 安徽合肥230601; 安徽大学; 高节能电机及控制技术国家地方联合实验室; 安徽合肥230601; 安徽大学; 安徽省工业节电与用电安全实验室; 安徽合肥230601; 安徽大学; 工业节电与电能质量控制协同创新中心; 安徽合肥230601
摘要:为使绝缘栅双极型晶体管(IGBT)稳定高效工作,提出一种基于电流变化率和电压变化率电压反馈的门极驱动方法。在IGBT开通时,与电流变化率成正比的反馈电压反馈到门极;同样,在IGBT关断时,与电压变化率成正比的反馈电压反馈到门极,进而实现对门极电压的实时前馈控制。与传统的门极控制方法相比,开通过程中的电流过冲和关断过程中的电压过冲得到明显的抑制,同时降低了器件的损耗。仿真及实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。
作者:江友华; 江相伟; 王振邦; 曹以龙 单位:上海电力学院; 电子与信息工程学院; 上海200090; 国网山东德州供电公司; 山东德州253000
摘要:针对高速铁路功率调节器(RPC)运行中存在的瞬时欠功率问题,提出一种超负荷下的补偿策略来实现RPC的不完全补偿。首先分析不完全补偿原理,构建约束条件最大补偿电流,引入有功补偿系数和无功补偿角度,重点分析RPC最高补偿电流下的补偿策略,为RPC在超负荷下的补偿提供思路。最后,Matlab仿真和小功率平台验证了算法的有效性和合理性。
作者:俎立峰; 胡四全; 董朝阳; 樊大帅 单位:许继电气股份有限公司; 河南许昌461000
摘要:目前,国内已建和在建的模块化多电平柔性直流输电(HVDC)工程均采用半桥型子模块(HBSM)换流阀技术路线。HBSM换流阀不具备直流故障穿越能力,极大地限制了HVDC技术的应用。国内外学者又相继提出了诸多新型换流器,其中HBSM和全桥子模块(FBSM)混合型模块化多电平换流器(MMC)在具备直流故障穿越能力的同时降低了开关器件的数量,成为目前HVDC发展的主要方向。FBSM具备与HBSM不同的充放电特性,因此混合子模块之间的电压均衡控制是传统的排序均压算法无法胜任的。在此提出一种半桥和全桥混合子模块均压控制启动策略,解决了半桥和全桥混合子模块换流阀不同模块之间均压和直流电压突变的问题。
作者:宛传友; 冯德仁; 王积成; 潘绪超 单位:安徽工业大学; 电气与信息工程学院; 安徽马鞍山243002; 南京理工大学; 智能弹药技术国防重点学科实验室; 江苏南京210094
摘要:研制了一种应用于等离子喷涂的脉冲电源,通过采用高压脉冲与高压直流叠加的方式获得高幅值、陡前沿、窄脉宽、大功率、具有高压直流基础的高压脉冲,分析了等离子体的动力学模型及喷涂原理。通过现场测试,在直流高压基础上叠加高压脉冲的技术方案可有效降低能耗,提高效率,改善等离子体喷涂的效果。