基于比较器的四值电流型CMOS加减电路设计

该文通过对电流型CMOS电路的阈值控制引入了多值电流型比较器。与2值逻辑电路相比,多值逻辑电路的单条导线允许更多的信息传输。相较于电压信号,电流信号易实现加、减等算术运算,在多值逻辑的设计上更加方便。同时提出了基于比较器的4值基本单元设计方法,实现了4值取大、取小以及反向器的设计,在此基础上设计实现了加法器和减法器。该设计方法在2值、3值以及n值逻辑上同样适用。实验结果表明所设计的电路具有正确的逻辑功能,较之相关文献电流型CMOS全加器有更低的功耗和更少的晶体管数。     

柔性接地补偿电流离散域矢量控制策略研究

柔性接地通过电力电子变流器补偿单相接地故障电流的有功和谐波分量,实现对故障电流的全补偿,从而有利于接地点电弧的快速熄灭,因此柔性接地在配电网具有重要的应用前景。针对柔性接地有功与谐波电流控制,通过建立电力电子变流器的离散模型,直接考虑数字控制的一拍延时,设计了离散矢量电流控制器,在静止坐标系实现了对交流信号的无静差调节。针对所提电流控制器,通过离散域根轨迹分析,提出了临界阻尼参数设计方法,优化暂态响应避免了过补偿。仿真结果验证了所提控制器与设计方法的有效性。     

基于有限元方法的断路器故障模拟分析

高压断路器作为在电力系统中起到保护和控制作用的重要关键设备,诊断其工作运行状态对于维护电力系统的安全运行有着重要意义。高压断路器分合闸电磁铁线圈的电流信号可以不同程度地反映断路器的各种故障,通过建立断路器电磁铁有限元模型,对线圈接触不良、线圈短路、电压波动故障时的线圈电流信号进行模拟分析,根据分析结果可识别故障类型。最后,可针对性对电磁铁故障进行检修,提高维护工作效率,降低断路器故障发生率。     

考虑非线性特性的剩余电流互感器建模及其输出调理电路参数设计

随着漏电断路器应用场景的不断扩展,用电设备故障时产生的剩余电流呈现非正弦特征,直接影响漏电断路器的动作特性。该文针对电磁式漏电断路器中的剩余电流互感器(residual current transformer,RCT)及其信号调理电路开展了研究。首先,分析剩余电流互感器的工作特点,建立考虑铁心饱和特性和磁滞效应的RCT仿真模型,可精确仿真RCT在各种工况下的传输特性,并能对非正弦大电流下的传输特性进行仿真;其次,对RCT输出信号调理电路进行研究,提出基于并联谐振原理的补偿电容参数设计方法,并分析补偿电容的容差特性对输出电压的影响,在谐振条件下RCT输出特性受外界因素影响最小。最后,通过仿真与实验测试结果对比,验证RCT传输特性仿真模型及补偿电容对输出电压的影响。     

单相MPUC五电平逆变器滞环SVPWM容错控制方法

提出一种电流跟踪型单相电压源多电平逆变器滞环空间矢量脉宽调制（SVPWM）容错控制方法。首先分析功率开关器件单管开路故障对单相改进型填充U形电池（MPUC）五电平逆变器电压矢量的影响;并在此基础上提出电压矢量等效替代方法,优先选择位置重合的冗余电压矢量进行等效替代;如果没有重合的非故障矢量,则选择位置和作用效果最接近的其他非故障矢量。在逆变器单管开路故障状态下,该方法可以保证逆变器输出电流较准确地跟踪参考电流,无需增加备用的硬件冗余单元,能节约硬件成本,简化系统结构。仿真和实验证明了该方法的正确性和有效性。     

双有源桥变换器电流应力优化

由于传统单移相（SPS）控制下双有源桥（DAB）DC/DC变换器仅有一个自由度,在输入、输出电压不匹配时,存在较大电感电流应力。在双重移相（DPS）控制策略的基础上,分析了两种工作模式下传输功率与电流应力的特性。提出了自适应步长法以优化电感电流应力,以减少传统优化策略所需的离线计算量。最后通过搭建实验样机验证了控制策略的有效性。     

基于ESO的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制

针对永磁同步电机(PMSM)传统矢量控制系统的比例积分(PI)控制器易受电机参数和负载扰动的影响,导致调速系统鲁棒性差的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制(DPCC)策略。首先设计了基于ESO的二阶滑模速度控制器,并运用李雅普诺夫函数证明了其稳定性,在消除抖振的同时,提高了速度控制器的鲁棒性;然后,在电流环控制器中,采用DPCC,结合ESO对总扰动量D进行估计并分别对d轴和q轴进行补偿,提高了电流环的鲁棒性;最后进行了仿真和半实物实验验证,仿真及实验结果表明所提算法能够实现快速精确控制,明显提高了系统的鲁棒性。     

公共支路阻抗耦合对碳化硅MOSFET器件并联电流分配的影响及优化

为了评估公共支路阻抗耦合效应对碳化硅MOSFET器件并联动静态电流分配的影响,改善并联器件间电流分配的一致性,首先建立包含关键寄生电阻和寄生电感的等效电路模型,分析公共支路阻抗耦合对并联器件动态和静态电流分配的影响。然后,针对不同应用工况下并联器件个数不同的问题,提出n个器件并联支路阻抗补偿的方法。通过对并联器件的漏极测和源极侧阻抗进行补偿,可以消除公共支路阻抗耦合效应对并联器件动静态电流分配的影响。最后,搭建支路阻抗补偿前和补偿后的仿真电路和实验平台。结果表明,通过对并联器件支路阻抗进行补偿,可提升并联器件动静态电流分配的一致性,验证了该方法的有效性。     

计及机组启停与线路投切显式短路电流约束的电力系统日前优化调度

随着电网的不断发展和新能源的接入,电力系统短路电流超标问题愈发显著,相对于其他限流方式,线路投切方式拥有更好的灵活性和经济性。针对线路投切限流方式中线路切断过多导致电网安全性降低的问题,提出一种考虑机组启停和线路投切的短路电流抑制方法。根据节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵的物理关系以及节点自阻抗的物理意义,推导出投切线路和启停机组与短路电流之间的关系,避免导纳矩阵求逆环节中的非线性项近似误差,得到更为准确的短路电流显式表达方法;进而以综合考虑发电成本、机组启停和线路投切成本为目标,提出计及显式短路电流约束的电力系统日前优化调度混合整数线性规划模型。最后,使用IEEE30节点和118节点系统验证所提模型的有效性和通用性,而后与导纳矩阵求逆法对比证明短路电流显式表达模型的精确性,并给出考虑机组启停和线路投切的日前调度运行方案。     

一种基于电流源逆变驱动的超高速永磁同步电机改进型控制策略

针对传统电流源逆变器(current source inverter,CSI)超高速电机驱动系统存在的控制对象阶次高、电流调节器设计困难问题,提出基于混合型两级式CSI的改进型控制策略。其基本思想为：前级引入宽禁带(wide band gap,WBG)器件高频调节定子电流幅值;后级采用普通硅器件调节定子电流相位。在此基础上,为实现最大转矩电流比控制,提出单电流传感器锁相环(phase-locked loop,PLL)方案,通过对转子位置信号与相电流锁相实现电流相位自动校正。混合型CSI前后级通过该改进控制策略进行协同控制,从而实现闭环系统降阶。同时考虑到混合型CSI在超高基频运行条件下控制延迟的实际问题,进一步完善电流控制环路模型,并与CSI传统拓扑及其控制策略下的电流环稳定性及动态性能进行深入分析与对比。最后研制一套混合型CSI驱动平台,并以一台(550000r/min)/110W的超高速永磁同步电机(ultra-high-speed permanent magnet synchronous motor,UHSPMSM)为对象进行仿真及实验验证,结果表明混合型驱动拓扑及改进型策略具备...