基于双二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法

在基于电压模型的磁链观测器中,通常采用低通滤波器代替纯积分来解决纯积分环节存在的初值问题和漂移问题。但是,使用低通滤波器会在观测结果中引入幅值误差和相位误差,为了消除幅相误差,一般需要误差动态补偿环节,补偿环节的精度通常依赖于异步电机同步角频率的准确估计。已有文献提出了基于二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法,该方法具有优异的稳态性能,但动态性能不佳。该文对该算法的动态特性进行了理论分析,在此基础上,提出了基于双二阶广义积分器–锁频环的异步电机同步角频率估计方法。对两种同步角频率估计方法的动态特性进行了对比研究,研究表明,双二阶广义积分器–锁频环算法具有更优异的动态性能。构建了基于异步电机矢量控制的转速电流双闭环调速系统实验平台,实验结果验证了所提方案的有效性。     

SiC MOSFET短路失效与退化机理研究综述及展望

SiC MOSFET可以大幅提升变流器的效率和功率密度,在高频、高温、高压等领域有较好的应用前景。但是,由于其短路耐受时间短、特性退化现象严重以及失效机理模糊等因素,致使SiC MOSFET的普及应用受到了限制。因此,探究SiC MOSFET短路失效与特性退化的机理,可以为SiC MOSFET器件的应用及其保护电路的设计提供指导,具有重要的研究价值。该文首先归纳SiC MOSFET的短路故障类型,并针对其中一种典型的短路故障进行详细的特性分析。在此基础上,论述SiC MOSFET单次短路故障后存在的两种典型失效模式,综述其在两种失效模式下的失效机理以及影响因素。其次,对SiC MOSFET经历重复短路应力后器件特性退化机理的研究现状进行系统的总结。最后指出当前SiC MOSFET短路失效与特性退化的研究难点,展望SiC MOSFET短路特性研究的发展趋势。     

不平衡负载工况下三相变流器有源功率解耦控制

三相电压源型变流器(VSC)对于微电网的稳定运行有着重要的作用。然而,孤岛工况下带三相不平衡负载运行时,交流侧产生的二次脉动功率耦合至直流侧,导致系统的工作性能降低并影响系统的寿命。针对该问题,在二次功率脉动分析的基础上,提出了一种基于虚拟三相瞬时功率的解耦控制策略,通过控制虚拟三相瞬时功率脉动分量为0,在不增加开关器件的情况下,利用LCL滤波器中电容提供负载所需二次脉动功率,实现交直流侧二次脉动功率解耦。在此基础上进一步分析了该拓扑结构直流侧所需的最低电压以及电流应力影响因素。最后仿真和实验结果均表明所提控制策略可以较好地实现功率解耦控制,直流侧源电流二次脉动分量大大减小,有利于提高系统控制性能和实现直流侧电容轻量化。     

用于SiC MOSFET开关电压测量的非接触式电场耦合电压传感器EI北大核心CSCD

准确测量碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)开关电压是评估SiC MOSFET开关特性、计算开关损耗、优化变换器设计的关键。随着SiC MOSFET开关速度、耐压及功率密度的提升,开关电压测量难的问题逐渐凸显,因此对电压传感器的带宽、耐压和侵入性提出了新的要求。该文以SiC MOSFET的开关电压为研究对象,根据目前开关电压的测量需求,提出一种利用电场耦合原理测量开关电压的非接触式电压传感器,并设计混合积分电路对传感器输出信号进行电压重构。在此基础上,通过仿真和计算着重分析电场耦合电压传感器的结构和电路参数的设计依据。传感器带宽范围为5Hz~260MHz,量程为-1000~+1000V,输入电容约为0.73pF,最后利用双脉冲测试,将其与商用示波器探头的测量结果进行对比,验证电场耦合电压传感器的准确性。     

低开关频率下LCL型并网变流器复矢量分析及改进解耦控制

同步旋转坐标系(dq)下的比例积分控制在并网变流器中得到广泛应用。由于滤波器和数字延迟的dq模型均存在轴间耦合并且两者相互影响,低开关频率下LCL型并网变流器的建模和解耦控制变得极具挑战。针对该问题,在对同步旋转坐标系下的LCL型并网变流器采用复矢量进行建模的基础上,通过双边频响特性曲线和零极点图对传统状态反馈和相位补偿进行了系统分析,揭示了不同位置相位补偿对系统相位裕度和解耦性能的影响关系,在此基础上提出了一种改进解耦控制方法,通过在状态反馈环内和调节器输出端依次设计相位补偿,在有效调节和改善动态性能的同时保证系统具有较好的解耦性能。最后,仿真及实验结果表明所提方法具有很好的解耦效果,同时能有效减小系统超调量和调节时间。     

我国普通高校高水平运动队产业化的现状与发展对策研究

本文在分析了我国普通高校高水平运动队发展现状后，结合市场化的发展需要，为普通高校高水平运动队产业化沿着健康的轨道向前发展提出了一些见解和对策。     

双Boost单相逆变器并网控制策略

双Boost单相逆变器能够实现单级升压逆变,适用于分布式能源并网发电领域。针对其并网控制策略难以兼顾高性能的动态响应特性以及交直流侧电能质量的问题,在分析双Boost单相逆变器并网工作原理、功率解耦以及谐振机理的基础上,提出了一种由单并网电流环、功率解耦和有源阻尼组成且具有对称结构的并网控制策略,分析并介绍了各部分控制原理。最后,仿真和实验结果表明,所提控制策略具有动态响应速度快、并网电流质量高、直流侧无二次功率脉动等优点。     

基于二阶广义积分器-锁频环的异步电机同步角频率估计方法

传统采用滤波器代替纯积分的方案虽可解决电压模型磁链观测器的积分环节存在的积分漂移问题,但引入了幅相误差,一般通过增加动态补偿环节或者通过动态调节滤波器的截止频率来消除,两类方法均需用到异步电机同步角频率。本文提出使用二阶广义积分器-锁频环(Second Order Generalized Integrator-Frequency Locked Loop,SOGI-FLL)估计异步电机同步角频率的方法,并对其频率响应性能进行理论分析和仿真验证。构建了基于异步电机矢量控制的转速电流双闭环调速系统实验平台,将SOGI-FLL估计出的同步角频率用于磁链观测算法中,实验结果验证了所提方案的有效性。     

超高分子量聚乙烯纤维束低速拉伸下的应变率效应及其统计损伤本构关系

基于轴向拉伸实验研究超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维束低速下（包含准静态）应变率效应对其力学性能及破坏模式的影响，阐述了其弹-黏塑性特性和分子链断裂在纤维束变形过程中的贡献。在10-5～3.3×10-2s-1应变率范围内，对UHMWPE纤维束进行5种不同应变率工况的拉伸实验，得到了各工况下的力学性能参数及应力-应变曲线。结果表明，UHMWPE纤维束的拉伸强度和失效应变与应变率之间分别存在指数增长和指数衰减关系，随着应变率的提升，二者的应变率效应逐渐削弱。室温下，UHMWPE纤维束具有较为复杂的力学行为，呈现2种不同的损伤特性，分别为黏弹性主导的宏观整体性脆性断裂和黏塑性主导极具韧性且包含蠕变的塑性变形。基于实验结果并结合现有文献结论，推断UHMPWE纤维束发生脆-韧转变的临界应变率在10-5量级。最后，根据实验数据拟合了计及应变率且包含修正项的纤维束低速统计损伤本构方程，通过与实测值对比，验证了该方程的准确性。