基于FPGA的Σ-ΔADC转换器的设计和实现

针对瞬时采样方法只适合变频器模拟量比较平滑且采样频率较高的场合和平均值采样法要求采样频率高、运算速度快的问题,设计了一种基于FPGA的Σ-ΔADC转换器,介绍了Σ-ΔADC转换器的结构原理和Sinc3滤波器的设计。该转换器将Σ-Δ调制器和FPGA有效结合,既提高了采样精度,也提高了模拟信号传输的抗干扰能力及检测装置耐压的能力。实验验证了该转换器的正确性。     

防爆变频器在煤矿应用中的关键技术

分析了防爆变频器在煤矿井下使用过程中存在的电压等级、散热、电磁兼容性、逆变器转换效率等问题,详细介绍了解决这些问题的方法,即通过采用隔爆兼本质安全型技术和热管散热技术解决变频器的防爆和散热问题,使防爆变频器具有性能高、功能强、噪音低等特点;通过改变变频器的电路拓扑结构、改进控制策略等技术手段解决变频器的电磁兼容性和能耗问题,使防爆变频器满足煤矿生产的现代化要求。     

单参数控制的数字DC-DC变换器设计及其FPGA实现

传统的数字DC-DC变换器采用多参数控制方法,因而增加了控制器设计的复杂度和硬件开销;一种单参数控制的数字变换器控制方法被提出,其数字补偿器由一个乘法查找表和一个加法器构成,使得执行数字控制律的逻辑电路得到显著简化;在分析了控制参数对变换器性能的影响后,提出了获得系统最佳瞬态性能的设计条件;基于所提的单参数控制方法,完成了数字Buck变换器的FPGA实现,测试结果表明:在1MHz的开关频率下,对于1.8V的输出电压,电压纹波律小于1%,电压调整率为6mV/V,负载调节律为8mV/A;负载电流为0.3A时,转换效率高达91.9%。     

基于强跟踪滤波器的开关变换器故障诊断

Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。广泛用于计算机、家用电器、控制系统和通信系统中的电源几乎都是开关电源,具有超快速负载动态响应、高功率变换效率、高功率密度、低电压、大电流的特性.开关变换器作为它的主要电路,故障率较高,对它故障诊断研究是有意义的。基于强跟踪滤波理论,给出了一种开关变换器电路故障实时诊断的一种方法。该方法以建立一种开关变换器电路状态空间模型为基础,利用强跟踪滤波器对电路状态及元件参数进行估计,当元件参数发生软、硬型故障时,根据强跟踪滤波器对元件参数的跟踪结果及修正的Bayes分类算法,可实时诊断开关变换器电路中的元件故障。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

换流站交流滤波器用避雷器过电压仿真建模因素

对交流滤波器用避雷器开展准确的过电压仿真计算是其绝缘设计及稳定运行的基础。本文采用逐渐细化模型的建模方式,开展了滤波器投入和交流母线接地故障工况下的建模及仿真计算,分析了交流滤波器杂散参数、交流滤波器场内外线路的π型等效电路和交流滤波器保护策略中3种建模因素对交流滤波器用避雷器过电压仿真结果的影响。仿真结果表明:在上述工况下,考虑3种参数后与考虑前相比,避雷器过电压变化-4%~25%,电流下降36.2%~62%,吸收能量上升16%~214%,因此若在绝缘设计中不考虑上述因素,避雷器电压电流设计值将产生较大偏差,能量设计值会偏小,影响交流滤波器正常运行。     

电力电子设备谐波对配电网电压骤升的影响研究

分析了相关电力电子设备的结构特性、谐波产生原因与叠加机理,探讨了电力电子设备在配电网中谐波注入并引起配电网用户电压骤升的原因,构建了谐波对配电网电压影响的仿真模型;在配电网现场测量了多台电力电子设备的实际谐波含量,并以这些测量数据和实际农村低压配电网、IEEE 33节点中压配电网算例为基础,通过多个运行场景进行仿真对比,对用户电压大幅提升现象进行了验证,最后提出了治理这类电压骤升的措施。     

基于PSCAD/EMTDC的换流站交流滤波器电容器不平衡电流异常分析

交流滤波器作为直流输电系统的重要组成部分,其运行工况直接影响着直流输电系统功率传输,本文结合交流滤波器实际运行经验,对交流滤波器C₁电容器不平衡异常进行分析,总结出交流滤波器C₁电容器不平衡故障主要为电容器本体故障和层间放电故障,并通过PSCAD/EMTDC仿真软件对故障原因进行研究分析验证,提出了C₁电容器本体故障及层间放电故障的改善措施,对换流站交流滤波器的安全运行有着现实意义。     

一种参数化永磁同步电机模拟器设计

针对传统电驱动系统测试方案中存在的系统复杂、硬件成本高、灵活性低等问题,设计了一种参数化永磁同步电机(PMSM)模拟器。建立了PMSM的参数化模型,在此基础上进行了电机模拟器电力电子装置拓扑结构及控制策略的设计。通过MATLAB/Simulink平台进行系统仿真分析,验证了在不同工况及驱动器故障时利用电力电子装置模拟实际电机端口特性的可行性及有效性,为电机模拟器的应用奠定了基础。     

基于尺度解析模拟的HC375液力变矩器的流场分析与特性预测

针对传统的一维束流研究方法无法描述大功率液力变矩器工作腔内复杂的时变瞬态湍流的流动状态,采用多物理场耦合方法构建了一种介质流动与传热的动态耦合数值模型,并给出了液力变矩器瞬态仿真设计方法.通过定性和定量分析液力变矩器内部的流动结构发现,动态混合模型(Dynamic hybrid RANS - LES, DHRL)中的SBES(Stress -blended eddy simulation)方法能够充分识别工作腔内边界层的流动状态,可实现对多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉.通过台架实验表明,采用DES模型和