基于扩展卡尔曼滤波器的电机参数辨识算法

准确的电机参数是无速度传感器交流调速系统设计的前提。运行过程中,由于温度、频率和磁通的影响,电机参数通常会发生变化,特别是,转子电阻和磁链电感的变化直接关系到磁链和转速的辨识精度,影响驱动系统性能。本文通过测量定子电压和电流,基于扩展卡尔曼滤波器(EKF),研究了一种新颖算法,通过将两个基于扩展卡尔曼滤波器模型有机结合,协同工作,实现了对转子电阻、励磁电感、转子磁链和转速在线辨识。仿真和实验结果表明这种新颖的电机参数辨识算法具有较小的辨识误差,可以满足无速度传感器交流调速系统对电机参数准确性的要求。     

交流电弧炉电弧功率软测量模型

电弧功率对于电弧炉冶炼时间、吨钢电耗有着直接的影响,所以对电弧功率进行在线监测是十分重要的。但是由于现阶段检测技术的限制,对电弧功率进行直接测量比较困难,因此建立电弧功率软测量模型有着十分重要的现实意义。电弧功率软测量模型是以三相不平衡电路计算为基础,选择电炉变压器二次侧出口线电压和相电流作为辅助变量,从而实现了对电弧功率的在线测量。通过与实测数据进行对比,说明了模型具有较好的精度,可以用于对电弧功率进行在线监测。     

一种新型东风4型机车过渡装置检测仪

1 前言东风型机车为了扩大恒功率运行的速度范围,采用了两极磁场削弱,在牵引电动机励磁绕组两端并以磁削电阻,电阻的接入是靠组合接触器1XC和2XC来完成的.两组合接触器在一定速度值的闭合和开断是通过过渡装置实现的.     

基于MRAS的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制

针对速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻依赖性强的问题,提出一种基于模型参考自适应策略的速度、电阻自适应转子磁链观测器,该观测器以转子电流和转子磁链为状态变量,应用李雅普诺夫稳定理论获得转速自适应律,实现转子转速和定子电阻辨识.建立了Matlab/Simulik环境下的双馈风力发电机无速度传感器直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明该方法可实现转子磁链的精确辨识,有效减少双馈发电机的定子电阻对系统特性的影响,提高了系统的稳定性和鲁棒性.     

基于无源化方法的双馈感应风力发电机功率控制

针对目前感应电机无源性控制方法的不足,提出一种基于无源化方法的双馈感应风力发电机功率控制方案。该方案从功率控制的角度考虑,设计新的状态期望值计算方法。根据定子端有、无功功率目标值直接计算出定子电流的期望值,从而实现有功功率和无功功率的独立控制;然后结合定子电压方程计算出转子电流参考值。此计算方法无需给定定子磁链,从而可避免给定定子磁链不准确而引起定、转子电流及定子磁链跟踪误差的问题;设计定子电流反馈控制器,不仅可改善系统的无源性,且可提高定子电流和定子磁链的跟踪性能。仿真结果表明所提控制策略是有效的。     

变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制

针对变速恒频无刷双馈风力发电系统,分析无刷双馈发电机的最大吸收功率与转速之间的关系,提出采用直接转矩控制方法,通过控制发电机转矩和功率因数来调节其有功功率,进而实现最大风能捕获,提高发电效率。此外,还针对无刷双馈发电机内部磁场关系复杂的特点,提出一种新型的速度观测方法,以两相静止坐标系作为参考坐标系,通过估算转子磁链同步旋转速度和转差速度来估测发电机转速,进而实现无速度传感器控制,以提高系统可靠性。由仿真结果可以看出,通过快速调节发电机转矩可以有效获得最大吸收功率,所设计的速度观测器也能快速准确地估算出发电机转速。     

无弧交流接触器的研究与应用

针对交流接触器在频繁通断的过程中,由于产生电弧,严重影响接触器的使用寿命,同时在一些防火要求高的场合（如石化、矿井等）是绝对不允许的。研发无弧交流接触器是接触器发展的趋势。本文研发的无弧接触器采用可控硅器件与交流接触器主触头并联,通过光电器件组成的控制电路进行控制,实现其无弧功能,具有简单易行、安全可靠、成本低等特点。     

基于注入电流调控的含分布式电源配电网消弧与选线方法

为解决分布式电源（DG）接入中压配电网，导致消弧线圈难以抑制接地故障残流，从而无法实现可靠消弧的问题，分析DG接入对接地故障电流的影响，提出基于注入电流调控的含DG配电网消弧方法。通过有源消弧装置向中性点注入测定电流得到正序网络等效电压源的大小，计算并注入消弧电流，实现接地故障可靠消弧。进一步提出基于零序导纳测量的接地故障选线方法，通过对有源消弧装置和馈线零序导纳的测量，实现接地故障准确选线。PSCAD/EMTDC仿真结果表明，该方法可有效抑制含DG配电网接地故障残流，从而熄灭接地故障电弧，并实现永久性接地故障馈线的准确判别。     

基于行波理论的多端故障定位方法研究

中性点经消弧线圈接地系统中,当发生单相接地故障时,由于故障信号微弱,持续时间短,很难进行准确的故障选线和定位。为了提高经消弧线圈接地系统的定位准确率以及适应性,在行波双端定位方法的基础上,提出了一种充分利用了测量信号的多端定位方法。为了反映短路的实际情况,加入了以Mayr电弧模型为基础的故障模型,分析了电弧模型对定位结果的影响。仿真结果表明,多端定位法比双端定位法准确,并且在测量装置采样精度低的情况下也能有较好的精确度。     

比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器的感应电机无传感器控制

在无速度传感器感应电机调速系统中,针对滑模观测器存在滑模抖振与观测精度间的平衡问题,设计一种强鲁棒性的比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器。首先,利用李雅普诺夫理论证明线性超螺旋算法的稳定性。然后,通过设计转子磁链观测器的中间变量,建立基于定子电流误差项的比例积分滑模面,构造出新的滑模磁链观测器。仿真与实验表明,该观测器有效抑制了滑模抖振,提升了电机的磁链观测与抗扰动能力,在电机运行时有较高的观测精度,提高了系统的动稳态性能。     

基于M 轴定子磁链分量的无速度传感器MRAS的双馈风力发电机控制新方法

提出一种基于定子磁链M轴分量的模型参考自适应系统的变速恒频双馈感应电机无速度传感器控制新方法。此方法根据转子侧有功、无功解耦矢量控制策略,将定子磁链在M轴上分量作为参考模型和可调模型的输出量;利用M轴估计磁链与实际磁链之差和Popov超稳定定理设计出转速PI自适应律来对转速进行估算,并根据Lyapunov定理和小信号模型对其稳定性进行分析;最后通过对发电机在3种同步状态和由亚同步到超同步变化下的仿真结果进行比较,详细分析了双馈电机无速度传感器系统的稳态性能和运行性能,仿真结果表明:新方法在亚同步、同步和超同步3种运行状态下和在运行状态变化下均具有良好的跟踪效果和动静态性能。     

基于电弧功率的断路器触头电气磨损状态监测算法

为准确估算弧触头电气磨损程度,提出了一种基于断路器电弧功率的断路器状态监测算法,首先通过在电弧放电时测量断路器的端子上的瞬时电压和通过断路器的瞬时电流,对电弧放电功率和能量进行相应计算;然后采用断路器的累积电弧能量作为弧触头退化水平的评价指标,对断路器触头的电气磨损情况进行评估;最后通过仿真和试验验证了所提算法可准确评估弧触头的电气磨损情况,为断路器的弧触头的检修和维护时间提供了判断依据。     

基于虚拟磁链的光伏并网逆变器同步方法

在电网发生不平衡故障情况下,光伏并网逆变器会因电网负序分量导致PWM正弦调制失真,电网同步跟踪精度差等问题,为此提出一种基于虚拟磁链(virtual flux,VF)的频率自适应同步方法。该方法结合VF无需电压传感器和二阶广义积分器(second order generalizd integrator,SOGI)无需进行正负序坐标运算双重优点。虚拟磁链可准确观测光伏逆变器定向电压矢量,利用SOGI的谐振特性避免正负序分量计算延时。锁频环(frequency lockedloop,FLL)为VF提供快速准确电网正序频率。仿真和实验结果表明所提虚拟磁链观测方法能够提高自适应同步跟踪的快速性和精确性。     

光伏直流系统用故障电弧检测装置技术研究

主要针对光伏直流系统用故障电弧检测装置的测试方法展开研究。首先,搭建光伏直流系统故障电弧检测装置试验平台,采用光伏模拟器模拟不同天气情况下的光伏组件发电特性输出;其次,将故障电弧检测装置接入测试平台中的不同位置来模拟装置在光伏直流系统中可能安装的位置,并且通过使用不同功率逆变器来模拟故障电弧检测装置在不同光伏系统等条件下的情况。对试验结果进行分析后发现,由于光伏系统发电条件的多变性,采用频域特性方法且配有高精度传感器的故障电弧检测装置能更准确地识别故障电弧;同时,提出了为验证装置的可靠性,应在不同运行状态及不同接入位置对装置进行测试。     

永磁直驱风力发电系统无速度传感器转矩闭环矢量控制

针对传统基于扩展反电动势(EEMF)模型的永磁同步风力发电机(PMSG)无速度传感器算法实现复杂,且参数依赖性较强的问题,提出一种简化EEMF模型的方法,设计一种简化的全阶滑模观测器(SFOSMO),并据此给出无速度传感器算法的具体实现方式。此外,基于SFOSMO提出简化的定子磁链和电磁转矩观测方法,并分析所提出的定子磁链观测方法的参数灵敏性。最后建立无速度传感器转矩闭环控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,所提出的无速度传感器转矩闭环控制方法具有良好的动稳态特性,转矩控制精度较高,可用于大功率直驱风力发电系统。     

190系列柴油机压缩余隙检测方法改进

压缩余隙对柴油机工作性能的影响极大,针对传统的余隙检测方法——压铅检测法存在的精度较差,检测耗时耗力等问题进行改进,设计出一种百分表检测法。实际应用表明:改进后的压缩余隙检测方法能够实现快速准确的压缩余隙检测,从而保证柴油机的动力性、经济性。     

发动机电磁气门驱动中的电磁铁特性分析

发动机电磁气门驱动系统(EVA)是机械、电磁耦合的复杂系统。以所研制的EVA装置为例,采用仿真计算和实测相结合的方法,对EVA电磁铁的电感、磁链和铁磁材料的磁化状态进行了研究。结果表明,EVA工作时电磁铁基本上处于铁磁材料磁化曲线线性区,因此在仿真建模时可将电磁铁磁链、电感按磁化曲线线性区处理。     

基于定子电流的双馈电机变结构MRAS转速观测

提出一种基于定子电流的变结构模型参考自适应观测器,用于定子磁链定向的双馈风力发电机无速度传感器矢量控制系统的转速观测。该方法选取双馈风力发电机的定子电流测量值作为参考模型,定子电流可调模型由定子磁链及转子电流获得,利用两模型输出的叉积构造滑模面,转速信息采用滑模算法获得。理论分析和仿真结果表明所提方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。     

油浸式有载分接开关的电弧温度场特性仿真研究

随着新能源的大规模并网,电力系统对电网电压的精细化调控需求不断增加,使得有载分接开关的动作更加频繁,其触头电气磨损严重、故障率逐年上升。为探究有载分接开关的开关触头在绝缘油中的电气磨损情况,对有载分接开关滑动过程中所产生的电弧特性展开研究。基于流体动力学理论,建立有载分接开关的电弧等离子体仿真分析模型,仿真得到电弧的温度分布和有载分接开关触头表面温度分布特性,并在实验室搭建了有载分接开关的载流摩擦磨损试验平台,对触头间的电弧仿真模型进行了试验验证。结果表明,在起弧前,触头表面温度随时间慢慢升高,随滑动速度增大而下降;在起弧过程中,电弧温度极速升高,电流的增大,使电弧能量增大,电弧温度和触头表面温度升高;在滑动速度55 mm/s之前,电弧温度随着滑动速度增大而增大,当滑动速度介于55～100 mm/s时,电弧温度呈先下降后上升的趋势,电弧能量在滑动速度为90 mm/s时达到最小,该发现可为触头机构的优化设计提供参考。     

爆轰气流截断电弧及重燃抑制的仿真与试验研究

鉴于新型爆轰气流防雷间隙尚缺乏重燃抑制机理与能力的研究,对此进行爆轰气流式防雷间隙的气流截弧及重燃抑制仿真,并通过冲击与工频续流相结合的联合试验对其截弧和重燃抑制效果进行验证。首先研究了爆轰气流作用于电弧的工作原理,并通过能量平衡理论建立气流场和电弧耦合的三维可压缩磁流体力学模式;其次利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行磁流体动力学仿真;最后通过搭建爆轰气流试验平台进行工频续流遮断试验。仿真结果表明,爆轰气流将在工频续流的初始发展阶段强烈作用,可在3ms内截断电弧并抑制重燃。试验结果表明,试品成功熄灭110kV等级的工频电弧并在后续时间内电弧未发生重燃,爆轰气流的持续时间对抑制电弧重燃的效果影响重大。