三电平PWM整流器直接功率控制

在给出了三电平电压型PWM整流器数学模型的基础上,结合瞬时功率理论,推导了输入有功、无功和整流器矢量的关系,提出了一种应用于三电平PWM整流器的直接功率控制(DPC)方法.该方法不仅能够实现系统对有功、无功的直接控制,而且能够避免矢量切换时相电压、线电压幅值的过高跳变,同时有效地控制了中点电位的平衡.仿真和实验结果表明此方法算法简单,实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能.     

电力电子可靠性的关键—材料特性

电力电子器件的寿命主要由完成其功能过程中大量的热循环所决定。热膨胀系数(CTE)的不同引起材料的疲劳和老化,这样的过程在有功循环和环境或者介质冷却所引起的循环中都会发生。为了理解由于热循环产生的载荷和引起的老化机理,提出了热机械模型以评估材料特性。本文介绍了焊接线剥离故障和大面积焊点处的裂纹扩展两种情况下的模型和计算结果。结果与实验数据相吻合。     

采样延迟和误差对三电平PWM整流直接功率控制性能的影响及其抑制方法

在电力电子变换装置应用场合,采样延迟和误差有时会成为限制控制性能的主要因素。为了研究和解决这一问题,基于采用直接功率控制(DPC)的三电平脉宽调制(PWM)整流器,详细分析了采样延迟和误差对DPC控制性能的影响及其原因,根据采样环节不同物理量性质及其载体特点,从硬件和软件角度提出了减小采样延迟、抑制采样误差、提高直接功率控制性能的方法。实验结果表明,改进后系统的稳态性能大幅度提高,验证了方法的正确性和可行性。     

耐电晕涂层厚度对漆包线耐电晕性能的影响

为了确定耐电晕漆膜厚度对漆包线漆性能的影响,研究了耐电晕漆包线漆组分一定,涂漆方案不同的耐电晕漆包线附着力和耐电晕性能。结果表明:对于1.25 mm三涂层2级漆膜厚度的漆包线而言,底漆厚度0.02 mm、耐电晕漆厚度在0.05 mm以上时,漆包线的综合性能可达到国家标准。     

大容量电力电子系统电磁瞬态分析技术及应用

电磁瞬态过程是大容量电力电子系统设计与分析的关键所在。该文从电磁能量变换、瞬态换流回路及系统可靠性的角度提出大容量电力电子变换系统电磁瞬态分析与控制技术;分析大功率器件瞬态建模与应用特性、杂散参数的提取及影响、不同时间尺度的电磁脉冲过渡过程、系统瞬态能量平衡关系等问题;分析器件与装置、集中参数与分布参数、控制与主回路之间的定量关系;阐述系统安全工作区、瞬态换流拓扑、主电路脉冲调制、能量平衡控制等分析和控制方法。应用结果表明:采用所提出的分析与控制技术进行设计可以显著提升大容量电力电子装置的性能及可靠性。     

基于计算流体动力学的高效交流电机风扇优化

进一步提高大功率高效交流电机的效率是电机设计中的难点问题,电机外风扇的优化已成为其中的关键之一,传统计算方法在准确性和适用性方面已无法满足要求。本文以具体的YKK355-630系列高压电动机中的径向式离心风扇与改进的后倾式离心风扇为对象,对比分析了流体动力学计算和传统计算方法的结果。结果表明,应用计算流体动力学进行风扇优化设计相较于传统计算方法更加具有适用性,是设计与优化高效交流电机风扇与风路的有效方法。本文最后给出了外风扇优化结果及其特性曲线,分析表明其大大减小了风扇损耗,提高了电机的效率。     

高性能三相背靠背变换器主电路参数设计

针对高性能三相异步电机变频调速系统的总体需求,提出了一种背靠背变换器主电路参数的设计方法。以电网电流总谐波畸变率(THD)作为电流稳态性能的衡量指标,推导了2种不同的计算电流谐波的方法。然后详细分析了主电路中的网侧滤波电感和直流母线电容与系统控制性能之间的关系,据此提出了这2个储能元件的设计原则。同时结合背靠背变换器功率可双向流动和直流母线电压可控的特点,对系统的电路参数进行合理的设计,在此基础上研制出一套用于驱动55 kW异步电机的实验装置。仿真和实验结果验证了所提主电路参数设计方法的可行性。     

转炉散状料加入量准确控制系统的实现

利用西门子S7—300系列可编程控制器(PLC)和其他硬件设备组建多点接口网络(MPI),通过工控组态软件WinCC和MPI网络实现PLC与上位机之间的通讯连接,成功地开发了转炉散状料加入量准确控制系统,为实现转炉炼钢自动化奠定了基础。通过在石家庄钢铁厂的实际应用,证明该系统是准确、可靠,切实可行的。     

基于全阶观测器的三电平逆变器异步电机无速度传感器矢量控制系统

采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全阶观测器只需要两路直流母线电压和两路电机电流信号,可以在全速域范围内准确的观测磁链和转速,并成功的将观测得到的转速和磁链用于闭环矢量控制中。仿真和实验表明基于全阶观测器的矢量控制系统动静态性能良好,对电机参数变化具有较好的鲁棒性。采用预励磁的方法可以在减小起动电流的同时增大起动转矩,保证系统的低速稳定运行。     

固定开关频率三电平PWM整流器直接功率控制

以三电平电压型PWM整流器的数学模型为基础,结合瞬时无功理论,推导了瞬时功率和三电平整流桥开关矢量之间的关系,提出了一种固定开关频率的三电平PWM整流器的直接功率控制方法.该方法基于空间电压矢量调制,实现了动态过程中有功功率和无功功率的解耦控制.相对于传统的开关表bang-bang控制方式的直接功率控制,该方法不仅能够实现系统对有功功率和无功功率的直接控制,而且能保证固定的开关频率,简化了滤波器的设计.实验结果表明该控制策略实现了单位功率因数控制,电流谐波小,具有良好的动态和稳态性能.