基于四桥臂的三次谐波注入式永磁同步电机转矩密度优化

与传统绕组星形连接的永磁同步电机相比,基于四桥臂拓扑的永磁同步电机绕组中性点与第四桥臂相连接,为三次谐波电流提供通道,通过外部注入三次谐波电流,可提高电机的电磁转矩。建立三相四桥臂永磁同步电机系统的数学模型,并设计了矢量控制系统,在相电流幅值不变的前提下注入三次谐波电流,分别实现对基波和三次谐波的闭环控制,得到谐波注入后转矩密度显著提高,通过仿真验证了该方案的可行性。     

补偿电流最小原理的谐波检测方法研究

针对单相谐波电流的检测,中提出了补偿电流最小原理的检测方法,即当待测基波电流与负载实际基波电流相等时注入电网的补偿电流最小.基于这个原理,检测谐波电流需要计算出一个电源周期内负载电流与待测基波电流之差的最小平方值.本文给出了两种计算方法,一种是利用导数求极小值法,得出与电流平均值谐波检测方法相同的计算形式,该方法计算量较小,结果准确,实时性好;另一种方法是电流幅值搜索算法,将待测基波电流幅值按一定步长变化,搜索最佳幅值,该方法能准确地检测基波电流幅值,能有效跟踪电流变化,计算量稍大,延时为一个电源周期.     

基于基波电流调控法的六相永磁同步电动机转矩波动抑制方法研究

六相永磁同步电动机一相开路故障时,绕组中的三次反电势将与基波电流相互作用产生较大的转矩波动。针对六相永磁同步电机一相开路故障,以绕组铜耗最小为优化目标,故障前后转矩恒定分量不变和三次谐波电势产生的转矩波动最小为约束条件,建立拉格朗日方程,得到容错运行时相电流的最优解析解。采用数值方法对故障前后电机额定工作状态进行了仿真分析,验证了解析解的正确性。提出的转矩波动抑制方法可以通过调整基波电流的幅值和相位实现对三次谐波反电势所引起转矩波动的抑制,无需对非故障相绕组注入谐波电流,提高了多相电机的容错运行工程实用性。     

一种基于迭代算法的谐波电流检测方法

以“负载电流为周期电流时,负载电流与负载基波有功电流差的绝对值在一个周期内的积分值最小”为检测原理,提出了一种基于迭代算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法。该方法能够快速跟踪负载基波有功电流幅值,特别是当负载电流发生突然变化时,能够特别快速地跟踪负载基波有功电流幅值理论分析与仿真研究证实了该方法的正确性     

基于电压注入的高速永磁电机谐波电流抑制方法

针对高速永磁同步电机在运行过程中相电流谐波含量高这一问题,提出了一种基于电压注入的高速永磁同步电机谐波抑制方法。在考虑存在谐波电流的前提下建立了高速永磁电机数学模型,采用闭环谐波电流检测方法,提取5次和7次谐波电流,根据电机谐波数学模型计算谐波电压补偿量,在传统的双闭环系统上设计增加了谐波电流反馈环和谐波电压补偿环,通过注入谐波电压的方式来抑制高速永磁电机运行时相电流中的谐波分量。仿真和实验结果表明,基于电压注入的高速永磁同步电机谐波电流抑制方法可以有效抑制电机相电流中的谐波,验证了该方法的有效性。该方法易于实现,适应性强。     

一种基于迭代算法的谐波电流检测方法

以"负载电流为周期电流时,负载电流与负载基波有功电流差的绝对值在一个周期内的积分值最小"为检测原理,提出了一种基于迭代算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法.该方法能够快速跟踪负载基波有功电流幅值,特别是当负载电流发生突然变化时,能够特别快速地跟踪负载基波有功电流幅值.理论分析与仿真研究证实了该方法的正确性.     

基于电路模型与最优迭代算法的单相电路谐波电流实时检测新方法

根据非线性负载的等效电路模型,以"当负载电流为周期电流时,负载电流与负载基波有功电流差的绝对值在一个周期内的积分值最小"为检测原理,提出了一种能够跟踪产生基波有功电流的电阻部分对应的电导的、基于最优迭代算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流实时检测方法.该方法具有计算量小、实时性好、检测精度高等特点.仿真研究和实验都证实了该方法的正确性.     

一种特定次谐波阻抗的孤岛检测方法研究

分析了公共耦合点(PCC)处的谐波阻抗测量原理,讨论了注入电流谐波次数的选取方法,研究了计算特定次谐波电压和电流幅值的Goertzel算法,在此基础上设计了基于Goertzel算法计算注入特定次谐波阻抗的孤岛检测方法,通过控制单相并网逆变器的电流,向电网注入特定次谐波电流,检测PCC处谐波阻抗大小来判断孤岛现象是否发生。仿真和实验表明所提孤岛检测方法实用性好、检测盲区小,可应用于分布式电源孤岛检测。     

三相多驱动系统带移相电流控制的谐波消除方法

目前,许多三相可调速驱动器仍采用二极管整流器(DR)或半可控硅整流器(SCR)作为前端整流。但是,这种AC-DC整流会带来大量谐波电流,使电网电流畸变。现有的谐波消除策略因为总成本高和复杂性难以运用到多驱动系统中。因此,提出了移相电流控制和直流调制相结合的新方法来减轻多驱动系统中谐波电流。并且分析了并联驱动器之间不相等负载的影响,运用负载自适应方案确保各个整流器从电网汲取的电流幅值相等,从而增强了移相电流控制谐波消除效果。仿真和实验结果证明了该方案在三相多驱动系统中谐波消除的有效性。     

双重d-q空间下五相电压源逆变器空间矢量脉宽调制死区效应分析与补偿

电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)受到死区效应以及开关暂态过程等非线性因素的影响,导致负载电机定子相电流中含有低次谐波,畸变率较大。针对五相VSI系统,在分析其双重d-q子谐波空间及电压矢量空间状态分布的基础上,进行空间矢量脉宽调制算法死区效应的研究。然后,以五相永磁同步电机矢量控制算法为例,根据仿真中设置不同的死区时间得到的电压谐波含量,验证理论分析的正确性,同时对其电流控制方案进行改进,实现双重d-q空间下的谐波电流闭环抑制,从而对VSI系统死区效应进行补偿,达到了消除电机电流中低次谐波的目的。计算机仿真和硬件在环半实物实验结果均验证了该方案的正确性和有效性。     

变压器差动保护二次谐波制动方案分析与改进

变压器差动保护中传统的二次谐波制动方案在变压器空载合闸、内部故障或外部故障切除时,若TA饱和,变压器差流中二次谐波含量较低,差动保护容易误动。文章对变压器差流进行了谐波分析,针对传统二次谐波制动存在的一些问题,提出了基于二次谐波幅值和相位综合判据的二次谐波制动法。研究了励磁涌流中二次谐波与基波之间特殊的相位关系,通过与二次谐波含量构成自适应调整二次谐波制动系数的综合制动判据,并用EMTP进行大量仿真实验,验证了所提出方案正确性和可靠性。     

单相电路谐波电流的一种快速跟踪算法

根据非线性负载的等效电路模型,提出了一种基于快速跟踪算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法。使用该方法先计算出产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,然后求出基波有功电流,再用负载电流减去基波有功电流,得到实际补偿的谐波及无功电流。该方法能快速跟踪产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,特别是当负载电流突变时。理论分析和仿真研究证实了该方法的正确性。     

基于谐波注入法的高功率因数三相整流器

三相整流器广泛应用于各种电力电子设备,其谐波治理问题日益被人们所重视。谐波注入法是利用谐波电流注入整流器输入端,整形输入电流波形以减小电网污染的有效方法。该文提出了一种新型基于三次谐波注入法的高功率因数三相整流器,该整流器利用二极管的电流单向特性限制注入谐波电流的大小,采用电容分流的方式调节注入谐波电流与负载的比例关系,以获得最佳谐波抑制效果。电路结构简单,且谐波注入电路损耗小。文章分析了该整流器的工作原理、特性及参数设计方法,并通过仿真和实验表明该整流器具有很好的谐波抑制效果,选取合适参数能使整流器获得接近于1的功率因数。     

高速永磁同步电机电枢电流谐波分析

在高速永磁同步电机谐波分析中,主要有解析和仿真两种方法。解析法则适用于连续系统,而仿真法适用于离散系统的,但两种方法之间关联性问题研究相对较少,针对此问题,提出一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术电枢电流谐波解析法和仿真法内在关联的分析方法。根据连续函数和离散函数的傅里叶级数公式,分析了这两种方法在谐波计算中偏差的分布规律。分析结果表明,采样频率和负载是离散电枢谐波计算的主要影响因素,随着采样频率的升高电枢电流谐波呈现振荡阻尼衰减的特性,并收敛于连续系统的解析值,而负载则能降低振荡幅值和提高收敛速度。构建了基于DSP的永磁同步电机系统实验平台,实验结果验证了该分析方法的有效性。     

基于测量值的无源滤波器设计新方法及其应用

提出了一种基于实际测量值的无源滤波器设计新方法,该方法致力于模拟出工业生产中真实的谐波电流源,以傅里叶变换为工具,通过Matlab编程,得到实际测量电流波形中各次分量的幅值与初始相角.对含有谐波电流的电气系统采用叠加定理分析,进而得到电流型谐波源负载的黑盒模型.应用此黑盒模型设计了一种大容量无源滤波器方案,分析了各次谐...     

一种任意次谐波电流检测算法的仿真研究

提出了一种适用于三相三线制不平衡系统的任意次谐波电流检测方法。该方法基于d-q旋转坐标变换,采用不同的旋转角速度旋转,以检测出不同次谐波电流的正负序分量。把所得的正负序分量相加便可得到所要检测的谐波分量。经过理论分析和仿真验证说明了该方法的正确性。     

基于基波分析方法的绕组电流谐波计算研究

三相双有源桥DC-DC变换器的固有软开关能力、滤波电容器电流低等特点而广泛应用于直流配电网。基于三相双向有源桥DC-DC变换器的拓扑结构,分析了不同联接方式下的高频三相变压器的电压电流波形。基于变压器在三种不同联接方式下的近似等效电路模型和电压与电流之间的相量图,采用基波分析方法推导了高频三相变压器绕组电流的各阶次谐波计算表达式,结合各阶次谐波频率下的交流电阻系数表达式,进而实现绕组高频损耗的计算。最后,将解析计算结果与仿真结果进行对比,结果表明各阶次谐波电流幅值、绕组总损耗值与解析计算方法的最大误差为8.4%,验证了解析计算方法的正确性。     

基于载波相移THI-PWM技术的多电平逆变器研究

针对传统的电压型多电平逆变器直流电压利用率低的问题,在对载波相移SPWM调制技术进行数学分析的基础上,将三次谐波注入(Third Harmonic Injection,THI)的思想引入到载波相移技术中,提出了一种适用于多电平逆变器的载波相移THI-PWM调制技术,使得系统的波形系数从1.732上升到2,直流电压利用率提升15%左右。在Matlab/Simulink中搭建了三相五电平逆变器模型进行仿真验证,结果证明了该方法理论的正确性和可行性。