四桥臂三相四线APF的新型电流检测与控制

由于中性线参与了实际的控制,使得三相四线有源电力滤波器(APF)电流检测与控制更为复杂,同时APF直流侧电压的稳定控制也更为困难.为有效地检测四桥臂三相四线APF的参考补偿电流以满足实现对APF的有效控制并对各类非线性负载电流实施实时补偿,在分析了四桥臂三相四线APF工作原理的基础上,采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊控制的方法,以直流侧电压的三值输入逻辑规则对四桥臂三相四线APF进行建模,利用并行分布补偿算法获得模糊控制律,在此基础上设计了模糊控制器,实时准确地获得四桥臂三相四线APF在各种非线性负载条件下的补偿参考电流并使直流侧电压得到自动稳定控制.仿真及实验结果验证了该控制策略的正确性及有效性.     

一种三相四桥臂逆变器的新型控制方案

针对在不平衡或非线性负载条件下,普通的三相三桥臂逆变器无法产生三相对称电压,基于Simulink仿真平台,提出了三相四桥臂逆变器的新型闭环控制设计方案。此方案逆变器的前三桥臂采用空间矢量脉宽调制(SVPWM),第四桥臂采用跟踪前三相电流信号的电流滞环调制(CHBM),相对于传统的四桥臂一体化的SVPWM调制,控制系统设计简单,易于分析。仿真结果表明:与普通逆变器相比,采用本文控制方案的四桥臂逆变器输出的波形更加平滑,不仅增强了系统带不平衡负载的能力,而且改善了逆变系统的效率和总谐波失真(THD)。     

一种中点电位平衡控制和共模电压抑制策略

针对变频器通过长电缆对电动机供电过程中同时存在共模电压、过电压和中点电位不平衡的问题,分析了共模电压与过电压的产生机理,以及中点电位不平衡对共模电压的影响;提出了一种中点电位平衡控制和共模电压抑制策略,即在传统三电平逆变器基础上增加第四桥臂,通过控制第四桥臂的电流来控制中点电位平衡,通过优化主电路的SVPWM调制策略抑制共模电压。Matlab仿真实验验证了该策略的有效性。     

自然坐标系SVPWM四桥臂中频逆变器调制策略研究

三相四桥臂中频逆变器逐渐成熟,能满足航电和雷达设备对中频电源的需求,且能在不平衡负载下保持三相电压稳定。为研究逆变器带不平衡负载能力,首先分析了自然坐标系下空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,减少了在αβγ坐标系下坐标变换、矢量选取与占空比计算的复杂性,利于实现DSP数字化控制。通过分析三相四桥臂的平均电流模型,实时采样负载电流并计算参考电压,使逆变器能适应各种不平衡负载,采用PI控制稳定系统输出电压。经仿真和实验验证,逆变器带非线性负载和不平衡负载能力强,输出电压波形THD小。     

单电流传感器双电机相电流重构仿真研究

针对五桥臂双永磁同步电机相电流采样时多传感器造成的偏置误差及成本较高的问题,提出一种基于单电流传感器的五桥臂逆变器双永磁同步电机相电流重构策略.在一个控制周期内,当每两个不同的有效电压矢量作用时对母线电流分别进行两次采样,由采样得到的两个电流采样值可得到电机的三相电流,用于永磁同步电机的闭环控制.并针对五桥臂逆变器公共桥臂的电流耦合问题进行研究,引入测量矢量插入法对公共桥臂电流进行电流解耦,得到双电机系统较高精度的重构电流.在仿真软件中对所提方法进行了仿真,仿真结果表明,由母线电流重构出的三相相电流值具有较高精度.     

基于DSP的三相四线制有源滤波器的研究

针对配电网三相四线制系统的谐波、零线抑制以及有源电力滤波器补偿的实时性问题,提出了双DSP控制的三相四桥臂有源电力滤波器方案。主电路采用三相四桥臂结构的逆变器,由其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等,方向相反,从而使经该滤波器补偿后,电源电流的谐波和零线电流得到很好的抑制。数字控制方面主要由两片TMS320F2812DSP芯片完成。一片DSP主要负责信号数据采集;另一片DSP主要负责指令电流的运算。这样可以大大提高系统的运行速度,保证了有源电力滤波器补偿的实时性。本文介绍了三相四桥臂有源电力滤波器的数学模型、工作原理、检测和控制方式,并对系统的硬件构成和软件主程序流程作了阐述。通过MATLAB软件仿真验证了此方案的可行性。     

新型单周控制三相四线制并联混合型有源电力滤波器研究

提出了1种基于单周控制单极调制方式的新型三相四线制并联混合型有源电力滤波器(activepowerfilter,APF)结构,以解决四桥臂和三桥臂结构分别存在的开关损耗大、控制结构复杂等问题,同时该方案不需要单独对中线电流进行补偿,且能有效地解决直流分量问题。对新型结构进行了建模,推导了单周控制方程,最后进行了MATLAB仿真验证,结果证实了该方案的可行性。     

不平衡工况下井下STATCOM控制策略研究

针对井下不平衡工况会导致STATCOM控制性能变差、影响补偿效果的问题,提出采取改进开关函数法及负序电压前馈控制策略,让STATCOM发出一个与系统负序电压大小和相位都相等的负序电压,来补偿系统负序电压,保证了STATCOM在不平衡工况下的正常运行。仿真结果表明,该控制策略起到了抑制负序电流的作用,有效克服了三相不平衡的影响。     

基于FBD法的STATCOM的研究

针对三相四线制配电网的无功、谐波检测的实时性和零线电流抑制问题,采用了双DSP控制的三相四桥臂statcom解决方案。系统的无功和谐波检测方式采用了FBD法,可减轻DSP计算量;系统的控制方式采用了双DSP控制,一片DSP主要负责信号数据采集,另一片DSP主要负责指令电流的运算,可以大大提高系统的运行速度,保证了statcom补偿的实时性。本文介绍了三相四桥臂statcom的检测和控制方式,并对系统的硬件构成和软件主程序流程作了阐述。仿真和实验结果验证了此方法的可行性。     

无差拍控制三相四线制四桥臂APF仿真分析

文章以三相四线制四桥臂有源滤波器为研究对象,选取ip-iq法检测谐波电流,在指令电流跟踪环节采用全数字化的无差拍控制方法。Matlab/Simulink仿真结果表明,采用无差拍控制方法的有源滤波系统对谐波电流有较好的补偿效果,并能有效地抑制中线电流。     

基于CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM研究

针对非线性、冲击性负荷给煤矿电网注入了大量无功功率和谐波的问题,研究了基于CPS-SPWM调制方式的链式静止同步补偿器STATCOM;介绍了链式STATCOM主电路结构;针对链式STATCOM调制方式包括单极性CPS-SPWM和双极性CPS-SPWM两种调制方式,采用Matlab仿真分析了基于H桥基本模块和基于级联H桥的单极性CPS-SPWM调制方式与双极性CPS-SPWM调制方式的差别,结果表明,单极性CPS-SPWM调制方式的波形质量明显好于双极性CPS-SPWM调制方式,链式STATCOM应选用单极性CPS-SPWM调制方式;采用Matlab/Simulink平台对不同调制比下的基于单极性CPS-SPWM调制方式的链式STATCOM进行仿真,结果表明,该链式STATCOM具有输出波形好、谐波低、扩展性强等特点。     

基于Multisim的三相电路特性仿真实验

针对真实三相电路实验教学的不足,分析了应用电路仿真软件辅助实验教学的必要性,利用Multisim对Y-Y方式三相电路特性的仿真,研究了对称三相电源、有/无中线三相对称负载、有/无中线三相不对称负载等负载变化对三相电路的影响及中性线的作用,并阐述了有功功率的测量方法,虚拟仿真实验结果和理论分析计算结果相一致,验证了软件仿真效果理想。实践证明,将Multisim仿真实验与传统实验两者有机结合,相得益彰,能更好地推动实验教学,提高学生的综合素质。     

大容量链式静止同步补偿器的非线性双输出解耦控制

大容量链式静止同步补偿器(STATCOM)是典型非线性系统, 其控制理论和算法复杂且抽象. 本文根据链式STATCOM的有功–无功电流的动态数学模型, 得到非线性动态无功控制策略, 利用双输入双输出线性化的控制方法, 实现双输出变量解耦控制. 仿真及实验研究表明, 该链式STATCOM非线性双输出解耦控制器, 在系统发生短路或大功率负载突变时具有良好的动态性能.     

STATCOM直流侧电容对谐波含量的影响

文中介绍了电压型STATCOM二重逆变电路结构,运用了PSCAD4.2.0对该类型STATCOM的电力系统进行仿真,分析了STATCOM直流侧电容参数对电网电流谐波含量的影响,得出了电网电流谐波含量随电容值变化的规律。着重分析了2次、11次和13次谐波与电容量的关系,提出了根据降低STATCOM出口端电流的谐波含量和保持直流侧电容电压波动幅值在一定范围内的要求来选择其电容值的方法。     

谐振接地系统单相接地故障仿真分析

针对谐振接地系统发生单相接地故障时因故障线路电流很小且方向不确定而导致选线难度大的问题,从理论上分析了谐振接地系统发生单相接地故障时的零序电压、零序电流变化规律;在Matlab软件中建立了小电流接地系统仿真模型,并分别对中性点不接地系统、全补偿谐振接地系统、过补偿谐振接地系统、欠补偿谐振接地系统进行了仿真分析,仿真结果与理论分析结果一致,进而得出结论:发生单相接地故障时,中性点不接地系统可选用基于幅值和方向等稳态分量的选线方法,谐振接地系统不可选用该种选线方法,但两种系统可选用同一种基于暂态分量的选线方法。     

多目标控制方法的STATCOM系统仿真

为了研究采用多目标控制的静止无功发生器对电力系统的调节作用,建立了基于MATLAB的静止无功发生器的仿真模型。以含有静止无功发生器的单机无穷大系统为例,结合多目标控制方法,用S—Function仿真分析了静止无功发生器在系统暂态故障过程中的调节作用。仿真结果验证了所设计的多目标控制器的正确性以及该无功发生装置仿真模型的有效性。     

STATCOM的稳态和动态特性的仿真研究

以含STATCOM(静止同步补偿器)的三机电力系统为例,分析了STATCOM的工作原理,提出了STATCOM的数学模型。应用Matlab/Simulink仿真软件,对STATCOM的稳态及动态特性进行了仿真分析。结果表明,STATCOM在多机电力系统中能够提高系统的稳态特性,改善系统的动态性能。     

矿井多级供电网络漏电故障的分析与检测

对中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统发生单相漏电故障时的故障分量进行了分析,明确了漏电故障点的电气量特征,并进一步分析了矿井多级供电网络中零序电流的分布情况,得出结论:(1)中性点不接地系统发生漏电故障时,接地线路的漏电流为整个供电系统所有线路漏电流的最大值,接地线路上级线路的零序电流均比接地线路的零序电流小;(2)中性点经消弧线圈接地系统发生漏电故障时,接地线路的零序电流大小和非接地线路及接地线路的上级线路不一定有明显的区别,但接地线路零序电流的有功分量远远大于非接地线路及接地线路上级线路的零序电流有功分量。最后介绍了几种中性点不接地系统漏电保护检测原理,重点分析了一种易于在微机保护中实现的中性点经消弧线圈接地系统的漏电保护方案,即基于线路零序有功功率大小的选线方法。     

一种用于飞机交流电源系统的有源滤波器

针对飞机三相四线制电源系统的特点及现有电能质量控制方法的不足,提出了一种基于自适应陷波器、瞬时对称分量算法及滞环电流控制方式的飞机交流电源的有源滤波器。所提方法能够有效地消除飞机交流电源电流中的谐波及中线电流,补偿无功以及平衡三相电流。理论推导和仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出飞机三相四线制电源系统中的谐波电流,具有较好的动静态性能。     

某型飞机空舰导弹供电系统故障检测的技术实现

为解决某型飞机空舰导弹供电系统大电流和满负荷能力无法检测的难题,研制了空舰导弹供电系统检测仪;采用自动控制技术构建了可变大功率负载网络,有效解决了宽度窄的大电流启动曲线模拟问题;利用图形化编程技术、状态机技术、DMA FIFO和TCP/IP技术,有效实现了传感器-FPGA-实时嵌入式平台-触摸屏式计算机之间的状态控制和采集数据实时传输;实验结果表明,该检测仪能够对空舰导弹供电系统的故障进行有效诊断和定位,电压检测相对误差小于±1.5%、电流检测相对误差小于±1%,其性能指标达到设计要求;该研究具有一定的实用性,推广应用前景广阔。