基于电流谐波优化的混合脉宽调制策略

受轨道车辆牵引功率大、开关频率低的限制,牵引传动系统多采用低频区异步调制,基频以上单脉冲调制的脉宽调制方式,且在中频过渡区通常需采用优化同步调制以达到改善变流器输出特性的目的。电流谐波最小脉宽调制技术(CHMPWM)是优化同步调制的一种,它以电机电流谐波整体最优为目标进行调制,有助于高性能电流闭环控制的实现,近年来受到广泛关注。对基于电流谐波优化的混合脉宽调制策略展开研究,首先分析CHMPWM的开关角求解方法及不同开关角分布方式对其性能的影响,并从电流谐波、转矩脉动等方面与特定谐波消除脉宽调制技术(SHEPWM)进行对比;然后完成基于现场可编程门阵列(FPGA)构架的混合脉宽调制技术,并实现不同调制模式间的平滑过渡。最后对所提方法进行仿真和实验验证。     

宽温度范围下感应耦合电能传输系统软开关技术

以石油钻井装置中的电能无线传输技术应用为背景,针对宽温度范围下系统参数变化导致系统偏离软开关工作点,造成系统传输性能下降甚至无法工作的情况,通过实验分析研究,给出感应耦合电能传输(ICPT)系统主要参数随温度变化的规律;基于频闪映射建模方法和周期不动点理论对主电路进行建模分析,给出系统谐振频率随温度变化的关系,为调整驱动频率实现系统软开关控制提供依据;提出一种查表法和扰动观察法相结合的控制方法,实现了ICPT系统在宽温度范围下的软开关控制。最后,通过仿真和实验验证了所提理论和方案的可行性和有效性。     

高速SiC MOSFET开关特性的测试方法

为正确地评估高速SiC MOSFET的开关特性,基于双脉冲测试平台对精准的测试方法进行研究。首先,仿真证明电路中寄生电感对SiC MOSFET开关特性的影响,优化设计PCB布局以减小寄生电感,对比PCB布局优化前后的测试结果。其次,对比分析续流二极管的结电容以及负载电感的寄生电容对SiC MOSFET开通特性的影响。然后,对比分析使用不同带宽的非隔离电压探头、不同电压探头地线连接方式、不同电流测试设备对测试结果的影响,并说明电压与电流波形之间相位延迟对开关能量损耗的影响。最后,对比分析不同测试点对测试结果的影响。     

基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元研究

提出一种基于桥臂电路的能量有源回馈吸收单元(EARS),不仅能够实现桥臂电路的软开关,还能解决能量回馈过程中的环流问题。EARS由无源软开关吸收回路和能量有源回馈支路构成,无源软开关吸收回路能够实现主电路开关管的零电流开通和零电压关断;而储存于缓冲电容的能量则能通过能量有源回馈支路返回至电源侧,并解决了无源回馈支路中的环流问题。能量有源回馈支路中辅助开关管的控制策略简单并且与主开关管相互独立,有利于系统模块化,提高了系统的可靠性。最后,通过搭建1 k W的能量有源回馈吸收单元实验平台,对上述电路拓扑的有效性和优越性进行验证。     

基于电压源换流器HVDC联网的受端电网扩展黑启动方案

结合电压源换流器高压直流(VSC-HVDC)输电系统向受端无源电网供电时的稳态运行特点,提出基于VSC-HVDC联网的受端电网扩展黑启动的优化决策方法。在分析黑启动过程中VSC-HVDC逆变器采用定交流电压控制策略下运行特性的基础上,提出拟进相运行能力及其裕度两个指标来反映换流器吸收充电无功功率和抑制工频过电压的能力。进而考虑VSC-HVDC的影响,在扩展黑启动多目标优化模型中,引入反映系统整体无功功率水平的目标函数及VSCHVDC稳态运行的约束条件,通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)和模糊熵权法得到最优扩展黑启动恢复方案。最后采用电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)建模,并基于修改的新英格兰10机39节点系统仿真证明了VSC-HVDC在黑启动初期的优越性。     

直流大功率继电器电弧研究综述

近年来从航空、航天到新能源产业迎来了一个快速发展的黄金时期,作为其中直流配电、管理及控制等系统中完成执行分断、功率切换及故障保护等功能的关键元器件——直流大功率继电器也得到广泛关注。在直流大功率继电器动作过程中,电弧的产生将极大地影响直流开断过程,因此对于电弧特性和电弧侵蚀的研究是提高直流大功率继电器可靠性和进行定量评估预测电寿命的关键问题。电弧是一个涉及等离子体物理、电磁场、流体力学、热传导等多学科交叉的基础科学问题,由于实验和理论研究均存在一定困难,目前对继电器类开关电器直流电弧触头侵蚀的物理机理和电弧特性了解尚不够完善清晰。该文以电弧问题为研究对象,从数值仿真与试验测量两个方面,综述国内外直流继电器类开关电弧侵蚀数学模型和电弧特性,并对下一步直流大功率继电器类开关电器电弧相关的研究工作进行展望。     

基于单谐振支路的多电平均压型DC-DC变换器

提出一种基于单谐振支路的多电平均压型DC-DC变换器通用型拓扑及其简化拓扑。在该拓扑结构的基础上,给出顺序控制和循环控制两种控制策略,并分别对这两种控制策略下的变换器工作原理进行分析。所提出的拓扑结构具有单谐振支路、开关器件少、控制策略简单的优点,并且所有开关器件均可以实现零电流开关,所有直流支撑电容均可以实现电压自平衡。最后,通过实验验证了上述拓扑及其控制策略的正确性和有效性。     

基于模糊转换的图像椒盐噪声检测和去除

为了去除椒盐噪声,提高图像的质量,提出了一种基于模糊转换的加权均值方法来有效的对图像中的噪声进行抑制,主要包含两个阶段:噪声检测和噪声去除。在噪声检测阶段,首先将不含噪声的像素点与可能为噪声的像素点(像素取最大值或最小值)区分开来,对于后者,提出了一种相邻处理过点的绝对差分和方法对其是否为噪声进行进一步判别,并引入两个预定的阈值,将可能为噪声的像素点划分为3类:无噪声点、轻度噪声点和重度噪声点;在噪声去除阶段,一种D8距离相关的模糊转换加权均值滤波方法被提出对噪声进行有效的去除。仿真结果表明,与一些现存方法相比,提出的方法较好的去除了椒盐噪声,并且在去除噪声的同时较好的保持了图像的细节信息,无论是峰值信噪比(PSNR)还是结构相似度(SSIM)都有了较大的提高。和实验效果与其最接近的自适应加权均值滤波相比,提出方法节省了超过65%的运行时间。     

基于双管正激的电容器充电电源控制策略研究

分析了一种变压器二次侧采用二极管全桥不控整流的双管正激型电容器充电电源,其磁复位由直流电源和充电电容共同完成,增加了开关周期内传输的能量。详细分析了电路的工作原理和输出特性,比较了电容器充电过程中传统脉宽调制和开关频率调节两种控制方法。指出在恒流充电要求下,基于开关频率调节的控制策略有助于提高充电速率,并通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

SPD型式试验对外部脱离器的要求

引用IEC 61643.11-2011《Low-voltage surge protective devices - Part 11： Surge protective devices connected to low-voltage power systems-Requirements and test methods》最新试验标准的内容,分析、阐述脱离器在SPD型式试验中的动作负载试验、热稳定性试验、短路电流特性试验和低压,以及高压故障引起的TOV试验要求和程序,以正确了解外部脱离器的功能、选择和应用。