新型基于波形无线下载的任意波形功率电源

设计了一种基于SOPC技术(可编程片上系统)及Nios II嵌入式软核处理器的任意波形功率电源,其特点是电源的幅度、频率、相位可在线编程,输出波形无线网络下载,双路输出高精度、大功率的恒定电压和恒定电流。重点介绍了系统架构、任意波形发生器及功率放大器的设计。     

基于FPGA设计的采用DDS技术的任意波形发生器

为了能够方便地产生波形平滑、频率稳定的任意波形,本文提出了一种任意波形发生器的设计方法.文中介绍的任意波形发生器采用直接数字频率合成(DDS)技术,用VHDL语言编程实现,集成于可编程逻辑器件(FPGA)中.设计的任意波形发生器可以通过改变相位步进或分频倍数调节频率,通过改变相位控制字调节初始相位,通过改变D/A电阻网络的基准电压调节幅度.通过实验可以看出,采用该方法设计的任意波形发生器输出的波形与传统的波形发生器相比,具有波形平滑、无毛刺、波形稳定度高、频率稳定度和分辨率高等众多优点.     

数字化超低纹波可编程动态电源

提出了一种超低纹波可编程动态电源设计方案,研制了一台1 500 A/50 V数字化电源样机,用于高饱和磁铁的测磁。该电源采用全数字化控制技术,实现了多闭环均流控制、移相倍频、可编程动态电流波形输出。经测试,电源电流纹波在1~10 kHz频率范围内优于1ppm,长期稳定性优于10ppm,可实现各种波形的在线编程和动态输出,对斜率为1 715 A/s的斜坡电流跟踪误差优于0.1%,达到了设计指标。     

基于DDS/SOPC的多路可调谐波信号发生器

设计了一种基于直接数字频率合成/可编程片上系统(DDS/SOPC)技术的多路可调谐波信号发生装置。该装置的谐波信号采用DDS技术,利用相位累加器和波形存储器构成的数控振荡器输出周期性的波形幅度数据,再经过数模转换器、低通滤波器和功率放大器,实现了三相电压幅度、谐波含量、路数均可调的功率信号。系统设计时将DDS模块和Nios软核处理器控制模块集成到单片现场可编程门阵列(FPGA)芯片内部,系统软件采用超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)编程,使系统具有良好的可扩展性。测试表明,装置的频率分辨率达到1 Hz,输出基波频率范围在0～100 Hz,精度达到0.5%。     

恒磁通步进式脉宽调制变频电源研究

设计了一种恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源,该电源的斩波脉冲宽度数据是根据等面积原理计算所得的在60°的两相数据,其输出波形保持了电动机磁通的恒定,同时在每个斩波的两端磁通方向保持不变。在输出标准脉宽调制(PWM)正弦波时,可使谐波畸变率小于5%。工作时只有2/3周期为双极性波形,1/3周期为单极性波形,可使功率三极管总功耗降低1/3。频率降低时,脉宽数据不变,可获得与频率成比例下降的输出电压,达到了变频变压保证电机磁路不饱和及恒转矩输出的目的。该电源可广泛用于机械、冶金、化工、轻工等领域。     

大功率可编程直流电流源的快速跟踪控制

大功率可编程直流电流源是一种输出电流脉动波形、脉动幅值和脉动周期可通过编程设定的特种直流电流源。本文设计了大功率可编程直流电流源的原理电路及其参数,分析了电源的工作原理,建立了电源系统的数学模型。针对本电源系统含有典型二阶振荡环节的特点,提出一种基于等效模型的调节器设计方法;针对输出电流单闭环控制快速性与稳定性矛盾突出的问题,提出引入滤波电感电流作为内环的新型双闭环控制模式。开发了基于上位机远程编程控制的22k W双路直流电流源样机,在不同脉动波形、幅值和周期下的实验结果表明,本文提出的电流双闭环控制策略具有更短的调节时间和更高的系统稳定性。     

基于动态波表法波形发生器的设计与实现

介绍一种基于动态波表法的新型波形生成方法,无需上位机即可获得频率、幅度、相位、占空比任意可调的周期波形数据。给出了基于STC12C51A60S2单片机的波形生成实例,利用动态波形数据表产生波形,波形参数调节范围大精度高。给出了系统整体框图和各模块的详细设计思路,并对实际产生的波形进行误差性能分析。本设计电路简单,可靠性高,产生的信号频率范围在0～20kHz。克服了传统查表法和目前一般DDS的缺点,突破了有限RAM的局限,可用于带RAM的新型DDS专用芯片。     

基于有限状态自动机的电镀电源多波形输出方法

提出了一种基于有限状态自动机理论的电镀电源多波形输出方法。首先介绍了多波形脉冲电镀电源的工作原理以及有限状态自动机的理论,并以一种特定的电镀电源输出波形为例,详细介绍了如何利用有限状态自动机构建电镀电源多波形输出控制系统,实现了输出波形频率、幅值和占空比的连续调节。最后利用Simulink/Stateflow进行了仿真,仿真结果证明了该控制系统的有效性。     

基于FPGA的可重构多通道DDS信号发生器

介绍了一种基于FPGA芯片实现的可重构DDS信号发生器.论述了可重构直接数字频率合成(DDS)技术的工作原理、设计思路、具体硬件电路及编程实现方法,并且设计了一个实用的五通道信号发生.用户可通过上位机下载波形样品到Flash存储器中实现波形重构,采样点数可根据输出频率选择,在工程应用上具有实际意义.     

基于SOC与DDS的SPWM波形产生研究

介绍了DDS（直接数字频率合成器）和PWM（脉宽调制）的基本原理,并且利用DDS芯片AD9833设计了一个DDS电路,可在一块芯片上包含一个采用28位相位累加器的数控晶振、一个正弦ROM以及一个10位数模转换器。利用DDS与C8051F020对PWM波形进行优化,从而对基于DDS的PWM波形的产生进行研究和探索。并且针对输出电压波形总谐波含量小,稳压、稳频精度高的特点,设计了110V,60Hz,10kW的进口设备可使用的电源。     

Spectral correction-based method for interharmonics analysis of power signals with fundamental frequency deviation

In this paper, a spectral correction-based algorithm for interharmonic computation is proposed for especially highly fluctuating fundamental frequency cases in the power system. It has been observed and reported that fluctuating demands of some loads such as arc furnaces, or disturbances and subsequent system transients make the fundamental frequency of the power system deviate and this causes non-existing interharmonics to appear in the spectrum due to grid-effect when a standard window length is used for the entire FFT process. The proposed method uses a synthetic waveform produced at the fundamental frequency and amplitude to determine the amount of the leakage due to the grid-effect at each frequency. Then the leakage is subtracted from the original FFT of the signal to correct the frequency spectrum. It has been shown that the leakage effect caused by the fundamental frequency variation is avoided with a correction algorithm applied after FFT and the error in the first interharmonic computation due to frequency deviation is reduced to zero exactly if the fundamental frequency can be determined accurately. Both simulative and field data tests have been performed. The method does not require online sampling frequency or FFT window length adjustment and it is simple to implement.     

一种5kHz逆变串联型高频激励融冰电源及其控制策略研究

输电线路覆冰会危害电力系统安全稳定运行,高频激励融冰作为一种新型的融冰方法,具有可在线融冰的技术发展前景。高频激励电源是该融冰技术的核心装置,文中研究了一种5kHz高频激励融冰电源。通过H桥功率单元模块串联实现大功率的输出,采用载波相移调制技术降低开关频率,增大逆变器的输出电压及功率。提出了一种在双闭环控制的基础上增加一个电压幅值外环的控制方法,有效地改善了系统的动态性能和稳定性,消除了系统静差,得到了良好的输出波形。仿真验证了高频激励电源设计及其控制方法的可行性。     

开关频率抖动技术中调制波优化选取的理论分析

本文采用解析式的方法描述开关频率抖动的过程，对三种常用的正弦波、三角波及指数波在调制正弦载波信号时产生的频谱结构进行详细的计算和分析，得出采用三角波调制可以产生最优的频谱峰值幅度衰减。总结产生不同频谱结构的现象和原因，以此预测任意周期性调制波形对PWM载波调制后的频谱结构，有助于在应用开关频率抖动法降低变换器电磁干扰时调制波形的优化选取。     

一种基于最优化的标准波形提取方法

有源滤波器是治理电力系统谐波的有效装置 ,补偿性能的好坏关键取决于所采用的检测方法。本文从优化的角度出发 ,提出了单相和三相系统中标准波形的求法。单相解法的结果与傅里叶分解一致 ,得出的是基波分量。三相求法与派克变换有很密切的联系 ,求出的是三相基波正序分量。采用滑动的时间窗来求一个周期内的积分值 ,可以保证该算法的实时性 ,而且可以从补偿功率最小的角度来解释该算法的物理意义     

超高压网络故障暂态信号波形与频谱的分析

本文主要研究超高压网络短路时暂态电压、电流的波形和频谱．以山东邹县──潍坊５００ｋＶ仿真网络为例，作出了不同点、不同类型、不同弧光电阻短路时暂态电压、电流的波形图和幅度谱图，并列表给出所含的各种频率成份及幅度．对实验结果进行了分析和探讨．它对研究继电保护装置动作性能和故障噪声信号的数学模型有着重要的参考价值．     

基于附加相位判别的自适应二次谐波励磁涌流制动方案研究

在详细推导单相励磁涌流的傅里叶级数表达式基础上,分析出涌流波形中各次谐波之间满足一定的相位关系,即单相涌流中基波相位与2次谐波相位差为0°或180°,由此提出了一种基于附加相位判别的自适应2次谐波励磁涌流制动方案。该方案充分利用涌流波形中的幅值相位信息,改善了某些涌流不明显情况下传统2次谐波制动原理的不足,同时空投变压器内部故障时也不会误闭锁差动保护。各种情况下的仿真与动模数据的测试结果表明:自适应附加相位制动方案的差动保护比传统2次谐波判据性能优良,且有较好的实际工程应用价值。     

多级H桥并联变换器的研究与实现

介绍了一种多级H桥并联变换器,通过一定的控制方式使每个H桥变压器副边产生的波形叠加成18阶梯波,经滤波后可得到比较标准的正弦波.分析了系统的电路原理、幅值控制、相角控制及功率因数控制的实现方式.利用PSPICE对系统进行了仿真,给出了仿真波形和分析;利用DSP(TMS320F240)和PIC为控制芯片完成了系统设计并进行了功率实验,给出了实验波形和结论.     

交流浮地电网对地绝缘故障相判别方法

根据交流浮地电网发生单相、两相绝缘故障时系统中性点偏移的理论,得到了中性点对地电压UNN‘‘的幅值、相位与故障相的关系,从而提出了仅利用UNN‘‘的两个特征量(幅值和相位)判断绝缘故障相的方法,并设计了基于MCS-51单片机的绝缘故障相定位装置。实验结果表明绝缘故障相判断方法正确可行且简单易实现．所设计的绝缘故障相定位装置可与任何绝缘状态在线监测装置组合．提高了交流浮地电网绝缘故障的定位能力。     

用傅立叶级数法消除局部放电检测中窄带干扰的研究

提出了一种新的抗窄带干扰方法——傅立叶级数法,利用原始数据通过傅立叶级数估计原始数据中的窄带干扰波形,然后与原始数据相减,以得到局部放电脉冲信号;通过仿真数据和现场实际数据验证了该方法的抗干扰效果,发现该方法能够在完全消除窄带干扰的同时,基本保留局部放电脉冲的波形、幅值和极性,尤其在脉冲信号的中心频谱与干扰的频谱非常接近时;讨论了随机干扰、频率误差和模数转换量化误差对抗干扰效果的影响,认为这些因素对抗干扰效果的影响不大;与常见的时频转换法和自适应滤波法进行了对比分析,结果表明傅立叶级数法在保持局部放电原始波形、幅值和极性信息方面具有明显优点.