一种改进的过调制方法用于矩阵变换器驱动感应电机仿真研究

矩阵变换器采用传统空间矢量调制在线性调制区域最大电压传输比为0.866,严重限制了其应用范围,特别是在交流调速系统中.为提高矩阵变换器的电压传输比和降低输出电压谐波含量,提出一种基于多轨迹矢量加权的改进过调制策略.分析了改进前后的多轨迹矢量加权过调制原理,并对改进前后过调制方法输出电压谐波含量进行了理论分析.分析结果表明,改进后的过调制方法具有更低的输出电压谐波含量.通过将改进前后过调制方法用于矩阵变换器驱动感应电机的调速性能进行仿真验证,仿真结果表明,改进后过调制方法具有更好的调速性能和更低的定子电流谐波含量.     

分布式光纤测温系统分辨率影响因素研究

应用分布式光纤测温系统对船舶电力系统进行在线监测时,由于船舶电缆的特殊运行环境,对测温系统的空间分辨 率和温度分辨率提出了更高的要求,而在基于拉曼散射双路解调的分布式光纤测温系统中,系统的空间分辨率、温度分辨 率、时间分辨率和测温距离相互制约。 为设计满足船舶电力系统在线监测需求的测温系统,分析了系统空间分辨率的影响 因素,并在此基础上建立了基于光时域反射技术的分布式光纤测温系统的等效模型,分析了不同影响因素之间的主次关系; 基于拉曼散射光强度公式推导出了准确性更高的系统温度分辨率影响模型;在此基础上得到了空间分辨率、温度分辨率、时 间分辨率和测温距离之间的相互影响公式,为分布式光纤测温系统的性能指标设计提供了参考,在测温距离较短时,通过进 一步增大累加次数和减小泵浦光脉宽,可在保证空间分辨率和时间分辨率的条件下提高空间分辨率。 搭建实验平台对所提 出的方法进行验证,通过调节累加次数和脉冲宽度在 500 m 的测温距离达到了温度分辨率 0. 65℃ 、空间分辨率 1 m、时间分 辨率 1 s 的分辨率指标。     

船舶电力推进系统稳定性分析

为获得变频驱动感应电机调速系统低频振荡产生的原因,以实验室一套船舶电力推进系统为例展开研究。建立了基于小扰动的感应电机、变频器及船舶电力推进系统的数学模型,分析了死区时间对系统稳定性的影响。利用根轨迹分析方法,通过解析计算与仿真分析绘制了系统的不稳定区域。讨论了电机定子电阻和漏感变化对系统稳定区域的影响,进行了试验验证,试验结果与解析计算得到的不稳定区域吻合较好,证明所建立的船舶电力推进系统小扰动数学模型以及采用的系统稳定性分析方法是正确可行的。     

基于电流闭环和死区补偿的变频驱动调速系统低频振荡抑制

变频器+感应电机的调速系统在低频段运行时容易出现振荡,这种低频振荡引起的过电流轻者使系统跳闸保护,重者烧毁设备,严重危害长期运行在低频的传动设备.本文建立了感应电机及其变频调速系统的小扰动数学模型,采用根轨迹分析方法,绘制了调速系统的不稳定区域;分析了多种变频器死区补偿的方法,提出了基于电流闭环和死区补偿相结合的低频振荡抑制策略.其中电流环用以抑制电机定子电流的波动,使其稳定在期望频率工作点的电流值处;死区补偿用以抵消逆变器死区时间对系统稳定性的影响.仿真与实验结果表明本文提出的抑制策略能够很好地抑制变频驱动调速系统的低频振荡,提高系统的稳定性和调速性能.     

矩阵变换器间接空间矢量逆变级过调制策略优化设计

为克服传统多轨迹矢量加权过调制策略中输出电压误差大和谐波含量高的缺点,提出一种新的过调制策略,该策略在过调制Ⅰ区和Ⅱ区分别减小了六边形矢量和基本矢量在参考电压矢量中的权重。通过对改进前后过调制策略的输出电压基波幅值和输出电压谐波畸变率进行理论分析,得出改进后过调制策略可以获得更小的输出电压误差和谐波含量。对改进前后过调制策略用于矩阵变换器的输出性能进行仿真研究和实验验证,结果表明所提策略有效减小了输出电压期望值与实际值之间的误差和输出电压谐波含量,验证了理论分析的正确性和所提策略的可行性。     

多目标优化的预测控制用于矩阵变换器研究

为同时实现网侧功率因数、输出电流、共模电压和网侧谐波电流的控制,将其按照一定的权重关系建立了优化目标函数,通过采用预测控制预估未来时刻输入输出量的值,遍取27种矩阵变换器的开关状态,选择使目标优化函数最小的开关状态作为下一个周期的开关管动作.为减少网侧电流谐波,采用虚拟谐波阻尼方法,将网侧电流通过d-q旋转变换和低通滤波得到其谐波分量,再将该谐波分量通过坐标变换转移到矩阵变换器参考输出电流中.对基于预测控制所建立的优化目标函数1和函数2以及虚拟谐波阻尼方法用于两种优化目标函数的可行性进行了仿真验证.仿真结果证明了所提方法是正确可行的.     

虚拟瞬时功率应用于数字锁相环设计与分析

传统锁相环无畸变电压的抑制能力,在畸变电压条件下易造成误动作,为此提出基于虚拟瞬时功率数字锁相方法。该方法通过对虚拟瞬时功率信号低通滤波与变参数PI控制,得到参考电流信号,利用其相位超前基波正序电压90°这唯一稳定点对基波正序电压进行锁相。在电压畸变条件下,该方法能够快速准确跟踪A相基波正序分量的相位。仿真与实验结果表明,该锁相方法动态响应速度快,稳态精度高,对电压畸变有很强的抑制能力。     

并联H桥DC/DC变换器软开关技术研究

与传统的Buck电路相比,基于H桥并联的DC/DC变换器可以实现电压的双极性输出和故障时的冗余控制,非常适合用于大功率电动机正反转控制的场合。分析了并联H桥型DC/DC变换器的结构组成和双脉宽调制(PWM)模式。为了降低双脉宽调制下H桥型DC/DC变换器的开通和关断损耗,对无源软开关技术进行了分析,重点探讨了RCD缓冲电路和最小应力缓冲电路之间的性能差异,指出最小应力软开关技术可以获得更好的软开关性能,并就将其用于双脉宽调制下的并联H桥DC/DC变换器进行了仿真研究。仿真结果表明:最小应力软开关技术用于双脉宽调制下并联H桥DC/DC变换器时,可以实现开关管的零电压开通和零电流关断。     

基于重复-PI的复合控制应用于并联有源滤波器研究

并联有源电力滤波器的工作原理是主电路向电网注入大小相等、方向相反的电流量来达到谐波抑制,其性能主要包括动态响应速度和稳态补偿精度。PI控制应用于谐波抑制具有动态响应快、稳态精度低的特点,重复控制具有稳态精度高、动态响应慢的特点,为综合两者的优点,提出将重复控制与PI控制进行串并联的复合控制策略：先将一重复控制与PI控制构成串联复合,再将串联复合与另一重复控制并联构成串并联复合。并将其与PI控制、串联复合控制和并联复合控制的谐波补偿性能分别进行了仿真对比研究与实验验证。仿真结果表明串并联复合控制具有更好的谐     

基于复合控制的并联有源滤波器研究

通过分析三相三线制并联有源电力滤波器的电路结构,建立了主电路d-q坐标系下电流环控制的数学模型。针对传统PI控制稳态精度低的缺点,提出将其与重复控制串联的复合控制策略。利用PI控制提高系统的动态响应,利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点提高系统的稳态精度。在负载平衡与不平衡情况下,对复合控制应用于谐波补偿的性能进行了仿真研究。结果表明,在负载平衡与不平衡情况下,复合控制都具有良好的动静态性能,该方法应用于谐波抑制是正确可行的。