三相四线统一电能质量调节器的控制策略

针对电网输入电压的不平衡、非正弦及负载的不平衡、非线性特性,提出了一种基于三相静止坐标系下的三相四线统一电能质量调节器（UPQC）的协调控制策略。该策略将UPQC的串联变流器控制为基波正弦电流源,而并联变流器控制为基波正弦电压源,从而实现了三相四线UPQC对电能质量的综合控制能力,既改善了电网侧的电能质量问题,实现了电网输入电流的正弦及单位输入功率因数,也改善了负载侧的电能质量问题,实现了负载电压的平衡、额定及正弦。10 kVA系统实验装置的实验结果表明了该控制策略的有效性。     

三相非线性负载时中线电流波形及其测试与分析

对三相非线性负载（以彩电为负载）时的中线电流波形进行了测试,对此中线电流波形用正弦脉冲函数表示求出了中线电流的有效值,给出了中线电流与相电流的关系式,为非线性负载下供电线路的设计提供了参考依据。     

新型站用统一电能质量调节器及控制策略

提出了一种改善变电站电能质量装置站用统一电能质量调节器(UPQC)结构及其控制策略,所提UPQC可接入三相三线或三相四线系统中并实现串并联电能质量调节。给出了UPQC内部串联及并联有源电力滤波器(APF)直接补偿控制策略,其中串联APF控制为基波正弦电流源,并联APF控制为基波正弦电压源。所提控制策略无需检测电压和电流补偿量,有效降低了系统控制复杂度。最后通过系统仿真及样机实验验证分析了所提站用UPQC及控制策略对不平衡负载、非线性负载等工况下的电能质量提升的有效性。     

三相四线UPQC系统的串联变流器控制策略

研究了三相四线统一电能质量调节器（UPQC）系统的串联变流器控制策略,该策略将串联变流器控制为正弦电流源,通过在静止ABC坐标系下对串联变流器三相输入电流分别进行独立控制,实现了电网输入电压非正弦、不平衡条件下的三相输入电流的基本平衡与正弦,且直流母线 2组电容电压稳定平衡。实验结果表明该控制策略是有效的,为三相四线UPQC系统对电网侧电能质量的改善及其并联变流器的正常运行提供了可靠的保障。     

三相四线制下UPQC的研究

目前对统一电能质量控制器（UPQC）的研究主要集中在三相三线制系统中。然而,采用三相三线制主电路的UPQC无法消除零线电流,导致零线电流流入电网而造成污染。文章设计了一种三相四线制统一电能质量控制器（UPQC）,主电路采用引出直流侧中点三桥臂的结构方式,解决了负载的零线电流问题。详细介绍了它的工作原理、补偿分量的检测方法和UPQC的控制方法。利用MATLAB对该系统进行了仿真,结果表明该三相四线UPQC能够对电网侧和负载侧的电能质量进行综合补偿,且具有良好的补偿性能。     

低谐波高功率因数的AC-DC变换器设计

为了降低电子电源的谐波污染,提出了一种适用于中小功率电源的高功率因数AC-DC变换器的设计。该设计以STM32F103单片机为主控制器,MOSFET全控整流和Boost斩波型APFC电路为核心;采用功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形,进行闭环反馈控制,实现稳压输出。测试表明:当输入交流有效值为24 V,输出直流电流为2A时,输出电压稳定在36.03 V,电源交流输入功率因数达到99.5%,效率达到91.2%,同时具有良好的负载调整率和电压调整率。     

参数辨识方法的三相不对称负载电能计量研究

以三相四线制星形连接供电系统为例,分析了三相负载的不对称性对负载电能计量的影响。提出了三相负载虚拟中性点电压参数辨识的改进用户电能计量方法：在用户侧负载参数未知的情况下,利用同步采样三相电路公共连接点的实测电压、电流波形,采用参数辨识方法辨识负载虚拟中性点的电压,从而做到准确计量三相负载电能。通过Matlab仿真实例,将传统电能计量值和基于辨识方法的电能计量值分别与三相负载实际消耗的电能作比较,验证了该电能计量方法的准确性及合理性。     

统一电能质量控制器的研究

讨论了一种统一电能质量控制器的拓扑结构,介绍了它的工作原理、补偿指令的产生方法和控制策略。其中串联有源电力滤波器被控制为电压源,并联有源电力滤波器被控制为电流源,使得负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流。在理论分析的基础上,应用MATLAB6.5软件对三相三线系统进行了仿真研究,结果表明统一电能质量控制器可有效地补偿电网侧和负载侧产生的多种电能质量问题。     

新型高精度数控交流恒流源的设计

基于直接数字频率合成技术设计了一种新型高精度数控交流恒流源系统。该系统由低频正弦信号发生器和恒流源电路组成,其中正弦信号发生器由STM32单片机搭建,恒流源电路在功率放大电路的基础上添加反馈网络,使新型恒流源具有更高的输出精度和更好的幅值稳定性。测试结果显示：该恒流源输出电流的幅值、频率、相位、输出时长可控,具有工作稳定好、精度高、噪声小的特点。     

三相电路中功率现象的解释及无功功率的分类

该文对三相电路的功率现象进行了详细的物理分析，并指出：三相瞬时有功功率之和不为常数是电源电压为非正弦及不对称所必须付出的代价；提出了在非正弦及不对称电路中，三相电路(包括三相三线制和三相四线制)中不仅存在相间无功流动，而且可能存在电源与负载间的无功流动的观点，并在通用瞬时功率理论的基础}，给出了基于最小能量传输损失的三相相间流动的无功功率、三相电源与三相负载间流动的无功功率定义。文中所定义的相间流动的无功电流、三相电源与三相负载间流动的无功电流以及有功电流之间具有两两正交的关系。如果忽略电源与负载间的无功流动，则通用瞬时功率理论与赤木泰文瞬时无功理论一致。     

两线一地有功电能的计量方式

本文通过对三相三线电路中有功电能的计量分析得到,在具有独立员荷的三相三线电路中,只有当B相接地的两线一地供电方式才能用标准接线的三相三线有功电度表正确计量有功电能(即这时有功电度表一元件采用线电压UAB和线电流i A,二元件采用线电压UCB和线电流I c)。而当其它相接地时,则要相应改变电度表的接线方式。     

关于中线三次谐波电流的试验和分析

对于通常的三相同步发电机,若采用三相四线制,带上三相平衡负载时,中线的电流一般都较小,因此很少引起人们的注意。在进行三次谐波励磁发电机(下简称谐波发电机)试验时,同样采用三相四线制,带上三相平衡负载后,发现中线的电流数值很大。例为:贵州永安电机厂生产的TSWNS—200KW—6P谐波发电机,带上80 KW,三相负载电流均为125A,cos(?)=0.93,此时中线电流竟达61A,为负载电流的49%。     

三相四线制不平衡负载系统无功及谐波电流检测

为解决三相四线制低压供电系统中非线性负载形成的无功电流和谐波电流对电网的影响,对三线四线制负载系统的电路特点、瞬时无功电流、谐波电流进行详细理论分析,确定了三相四线制不平衡非线性电路负载端无功电流和谐波电流的补偿办法,并提出了谐波电流和无功电流的电流倍压测定法,给出了检测原理图.仿真结果证明,该方法简单可靠、实时性好、检测精度高.     

三相不对称系统任意次谐波电流检测新方法

提出了在三相不对称系统下,一种新的检测任意次谐波电流的方法。该方法通过构造任意初相角、具备与需要检测的任意次谐波相同频率的正弦信号和余弦信号,使其与三相电流进行相关运算,可分别检测出任意次谐波电流正序分量、负序分量和零序分量,将三种分量相加即可得到三相四线制系统任意次谐波电流的检测结果。该方法不存在锁相环电路,简化了电路结构。理论分析和仿真结果都证明了所提方法的正确性。     

基于Buck电路的高压压电陶瓷驱动电源设计

研究设计一款基于Buck电路的高压大电流压电陶瓷驱动电源。介绍了该驱动电源的设计方案、主要功能、硬件电路、控制软件以及实验结果。该驱动电源通过Buck并联电路,电流反馈调节输出电压电流。输入信号经巴特沃斯滤波器进行最大限度还原,通过归一化算法将计算结果写回寄存器控制电路。当等效电容5μF压电陶瓷为负载时,在5 Hz～2 kHz正弦信号输入,直流电压1 kV输入条件下,该驱动电源输出驱动电压峰值最高为900 V,输出电流峰值最大为6 A,并且增益可变。实验结果表明,该驱动电源具有高电压大电流的驱动性能,动态性能良好,转换效率高达90%以上,满足压电陶瓷驱动电源的要求。     

玻璃工厂供电系统设计中的谐波治理

在400 V低压配电系统中随着非线性负载的比例逐渐加大,其负载性质发生深刻变化。即使在三相正弦波形的作用下,三相相线电流发生非正弦畸变从而产生高次谐波电流。着重阐述了孟加拉国NG IL250 t/d浮法玻璃生产线工程中采用调谐滤波装置治理高次谐波技术,使出口电压为400 V的三台容量为1370 kW天然气发电机组和三台1 050 kW柴油机发电机组主接线得以简化,使之节约电力设备一次性投资30%以上,并且在技术上确保供电可靠性和用电质量。     

不平衡负载下车载三相四线双向充电器中线桥臂控制与软启动设计

针对汽车向用户供电(V2H)时,由于负载不平衡引起的母线电压振荡、电流不平衡等问题,设计适用于工作在V2H模式下的车载三相四线双向充电器。采用分裂电容并结合中线桥臂作为负载不平衡时中线电流的回路,以抑制因负载不平衡引起的分裂电容两端电压振荡问题。首先分析不平衡负载下分裂电容两端电压振荡的根本原因,给出不同的不平衡负载下分裂电容容值的选择依据,并通过仿真验证了理论分析的正确性。在此基础上,结合中线桥臂与拓扑电路的等效模型,提出与其他三相完全解耦的中线控制方法,保证了不平衡负载下分裂电容端电压及三相输出电压的稳定。同时给出在V2H模式下系统启动过程中的隐患,提出通过调节PWM死区时间的方法实现了系统软启动,进一步提高系统的可靠性。最终采用双有源桥与三相四线逆变器级联完成了10kW的V2H样机,不平衡负载由切换纯电阻负载模拟完成,实验数据与仿真值匹配,验证了所提方案的有效性。     

玻璃工厂供电系统设计中的谐波治理

在400V低压配电系统中随着非线性负载的比例逐渐加大,其负载性质发生深刻变化.即使在三相正弦波形的作用下,三相相线电流发生非正弦畸变从而产生高次谐波电流.着重阐述了孟加拉国NCIL250t/d浮法玻璃生产线工程中采用调谐滤波装置治理高次谐波技术,使出口电压为400V的三台容量为1370 kW天然气发电机组和三台1 050 kW柴油机发电机组主接线得以简化,使之节约电力设备一次性投资30%以上,并且在技术上确保供电可靠性和用电质量.     

水下金属管线探测仪电磁信号发送机设计

针对江河水下金属管线埋深大、距离长等特点,专门设计了一种基于STM32和CPLD的电磁信号发送机,为电磁法探测水下金属管线提供人工场源。介绍了水下金属管线探测仪电磁信号发送机的设计方法,根据实际探测情况建立了发送机信号输出回路的物理模型,推导了输出回路的数学表达式并进行了仿真,描述了发送机电路结构与输出电流的测量方法,仿真和样机实验结果表明,发送机设计方法可行,输出信号频率稳定,最大输出功率可达1 000 W,电流测量相对误差约2%,可为水下金属管线的电磁测深提供能量充足且稳定的电磁信号。     

全方位大电流数字相位表及其应用

介绍一种能测电压之间,电流之间,电压与电流之间的相位以及电压,电流值的数字式仪表的原理及应用,电流测量范围０～１０００Ａ。相位测量电路的两路信号通道是互相隔离的。交直流转换电路采用了集成真有效值转换器。文章还对该仪表在互感器次级电流间,电压间相位的测量,三相电路相序的测量,三相电路接线组别及负载性质的确定等实际应用作了具体介绍。