对逆变器供电异步电动机测试标准化的贡献

众所周知,由于逆变器的输出电压为非正弦波形,故逆变器供电异步电动机的铁耗、铜耗比电网供电的异步电机要大。为了寻求确定这类电机损耗的简易方法,本文在论述了这类电机的铁耗、铜耗的理论基础上,给出了证实该理论的试验结果。逆变器供电异步电动机的铜耗与铁耗     

变频电源驱动的感应电机定子短路故障诊断方法

针对由变频电源驱动的感应电机,分析了电网负序电压分量对感应电机定子电流的影响,发现电网负序电压分量不会在定子电流中产生负序电流。因此,对变频电源驱动的感应电机定子故障进行诊断,不再需要对电网负序电压对定子电流的影响进行补偿。基于对逆变器直流侧电流的分析,提出了一种基于逆变器直流侧电流的定子故障诊断方法和一种评估定子故障严重程度的故障严重因子,这种故障严重因子完全独立于电源与负载,同时在物理意义上还具"阻抗"的概念。采用在电机两相之间接短路电阻的方法,模拟定子线圈非金属性短路故障进行实验。实验结果表明:该方法不需要对电网负序电压的影响进行补偿,而且只需要采集一路电流信号,其算法也相对简单,是一种简单有效的方法。     

用介质损耗分析变频电机匝间绝缘老化特性

变频电机匝间绝缘承受来自逆变器的连续高压脉冲方波的作用,为探讨工频正弦电压作用下具有很大差异的老化机理,通过采用工频正弦和高压脉冲方波两种电压源对模拟变频电机匝间绝缘的绞线对试样进行了电热联合老化对比试验,测量损耗角正切tanδ随老化时间的变化趋势,并结合热刺激电流测量结果,分析了电压形式对匝间绝缘介质损耗产生和发展的作用机理。试验结果表明:绝缘内部有放电发生时,放电与空间电荷协同作用使绝缘缺陷迅速增多;无放电时空间电荷反复注入和抽出造成绝缘损伤。两者都导致高压方波脉冲老化下绝缘材料的tanδ高于工频正弦老化下的tanδ;高压方波脉冲下空间电荷可能是导致绝缘材料最后击穿的原因。     

三相光伏并网Z-源逆变器的比例谐振控制

将具有独特的X型网络的Z-源逆变器应用于光伏并网系统,利用逆变器桥臂直通状态实现直流侧升压.对Z-源逆变器的拓扑结构和工作原理进行了详细的分析;根据电网电压定向的控制策略结合比例谐振控制器,利用改进的空间矢量脉宽调制方法实现了逆变器并网控制,使Z-源光伏并网系统能够动态跟踪光伏电池最大功率点电压,输出电流和电网电压相位,实现单位功率因数运行和电流波形正弦化.仿真结果表明系统具有良好的静态和动态性能,验证了采用的系统结构和控制策略的有效性和可行性.     

基于SVPWM控制的三相逆变电源装置的研制

介绍了基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制的船用三相逆变电源装置的设计方法。SVPWM控制利用逆变器输出电压矢量的正多边形运动轨迹去逼近正弦电压的圆形运动轨迹,构造的正多边形边数越多,逆变器输出电压就越逼近基频正弦波。实验结果表明,该电源装置解决了船舶供电网络中电压波动范围大、频率不稳的问题,提高了船舶电源的供电可靠性。该装置不仅可满足使用恒频恒压正弦交流电船舶的电气设备的要求,还可满足使用变频变压正弦交流电的调速电机的要求。此外,该装置具有体积小、效率较高、直流电压利用率较高等特点。     

用定子叠频法进行温升试验

用定子叠频法作温升试验时,电动机端子上的电压系主、副电源电压之和,必须始终保持额定值,因此将它的数学表达式推导出来,是十分必要的。式中发现二电压叠加后,其波形为拍振形状。式中有两个相位差变化较大,致使副电源电压变化较大,对铁耗有较大的影响。可以通过调节副电源的频率,使相位差变小,从而使铁耗变小,以达到或者接近于额定总损耗值。使电机能在额定电压、额定电流和额定总损耗下进行温升试验。     

基于等效内部阻抗的单相电压控制型逆变器控制策略

对于大量分布式电源接入配电网引起的高渗透率问题,传统的电流控制型逆变器在电网电压及频率的调节、电网故障时无缝切换等方面存在困难,为此提出了一种单相电压控制型策略。通过控制环路的设计和控制参数的设定,使得等效阻抗精确可控,且从外特性上可模拟同步发电机的频率及电压控制特性,使逆变器具备调节电网电压和频率的功能,提升电网对分布式电源接纳能力。仿真及实验结果验证了控制策略的有效性。     

三相并网逆变器基准正弦电路研究

与电网电压同步的三相基准正弦电路是三相并网逆变器的重要组成部分.这里提出并研究了一种新颖的与电网电压同步的数字化三相基准正弦电路,它由电网电压取样电路、正弦波/方波转换电路、时钟信号形成电路等构成.对其各单元电路的原理进行论述,给出了关键电路参数设计准则.实验结果表明,该基准正弦电路与三相电网电压同步,输出电压谐波畸变...     

电动汽车对电网影响的研究

介绍了电动汽车接入电网的概念和作用。采用PSD-BPA潮流及暂态稳定程序对电动汽车接入IEEE30标准系统进行仿真,分析电动汽车分别作为电源和负荷接入电网时对节点电压、系统损耗和系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,电动汽车作为电源接入电网时,可有效地提高电网节点电压,降低系统损耗;作为负荷接入电网,会使系统损耗明显增加,而且在电动汽车接入率为100%时,系统电压将进入不稳定状态。     

一种单相非隔离光伏并网逆变器的控制设计

提出了对高频非隔离型光伏并网逆变器采用电流跟踪控制和电网电压前馈控制的策略,并对控制系统建模。建立了逆变器的单相并网仿真模型。仿真得到的输出正弦电流波形良好。针对实际电网电压可能出现的畸变、电压突变和光伏电池功率变化等情况进行了抗干扰测试。经试验样机上用DSP来实现数字化控制,验证了基于并网控制策略的光伏逆变器方案能高功率因数0．996向电网发电,动态响应快、鲁棒性强、跟踪精度高,并网电流的总谐波畸变小于3．5％。     

无共模电压SVPWM多桥臂逆变器的拓扑结构演化与电机性能研究

三相开放式绕组永磁同步电动机(PMSM)可采用单电源双逆变器供电,与传统单逆变器供电的PMSM相比具有可选电压矢量多及控制方法灵活等优点,有利于改善电机驱动性能,但逆变器桥臂数量较多,硬件结构复杂。为此,针对无共模电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法,对单电源双逆变器(即六桥臂)驱动拓扑结构进行演化,逐步减少桥臂数量,并对比分析各演化结构驱动下的电机性能。各演化结构虽然引入了额外的零序电流通路,但在无共模电压SVPWM控制下没有零序电压激励,因此并无零序电流产生,故拓扑结构的演化并不影响电机控制性能。该拓扑结构演化不仅为逆变器与电机绕组的选型设计提供参考,还揭示了无共模电压SVPWM的本质特性。     

一种用于脉冲绝缘老化试验的高压脉冲电源

为研究牵引逆变器输出脉冲电压对变频牵引电机绝缘的影响,基于高压脉冲电源,结合牵引逆变器的特点,研制了一种新型高压脉冲电源,脉冲电压峰峰值为0～10kV,频率为300Hz～20kHz,占空比为50%。试验结果表明,该高压脉冲电源上升沿2.95μs,输出功率1.5kW,完全满足变频牵引电机绝缘材料性能试验的要求。     

一种UPS电源同步锁相控制技术

为了探讨经济、有效的电源同步锁相控制技术,提出了一种基于电机控制DSP芯片(ADMC401)的不问断电源(UPS)同步锁相控制技术,分析了同步相位控制误差。通过实验验证了UPS电源的逆变器输出电压与电网电压保持同步。     

谐波产生的危害和消除措施

前言在现代用电企业中，大功率整流设备、变频设备与电弧炉等电源变换装置得到广泛应用。由这些设备所产生的高次谐波注入电网后，导致电网电压正弦波形发生畸变，电能质量下降。１谐波产生的危害谐波将消耗电力系统中无功功率，导致电网电压下降、波动和畸变，增加了输电线路的损耗，影响继电保护和自动装置的可靠运行。同时，谐波增加了变压器铜损、铁损和漏磁，形成额外温升而要考虑降容问题；谐波还使电机主磁通呈脉动性，将产生高频噪音、振动和转速的周期变动，容易与机座发生共振现象，破坏机械设备本体，对电机的绝缘等级也提出了较…     

提高LCL型并网逆变器对弱电网适应能力的虚拟阻抗方法

随着分布式电源并网功率等级的增加及接入位置的广泛分布,电网越来越表现出弱电网的特性,即含有较大的电网阻抗和丰富的电网电压背景谐波。其中,电网阻抗会改变控制环路的增益,影响其控制性能,甚至可能导致系统不稳定,而电网电压背景谐波会引起并网电流的畸变,使其无法满足并网电流谐波标准。由于逆变器的输出阻抗模型能够同时反映控制系统对电网阻抗的鲁棒性及对电网电压的抗扰性能,因此,该文通过揭示它们之间的关系,提出采用虚拟阻抗的方法对输出阻抗进行校正,并给出虚拟阻抗的实现过程和参数的设计方法。采用该方法可使得逆变器在电网阻抗宽范围变化时仍然能够稳定工作,同时保证并网电流满足谐波标准。以单相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了控制策略的有效性。     

弱电网条件下单相光伏并网逆变器的控制研究

单相全桥逆变器单极性正弦脉宽调制(SPWM)相对于双极性调制损耗低,电磁干扰少,更适用于逆变控制,但该调制方式存在一个过零点振荡。在弱电网条件下,由于电网波形畸变,对电网电压的过零点处理尤为关键。针对过零点问题,在并网条件下,采用基于二阶广义积分器(SOGI)的单相锁相环检测电网电压过零点,与传统的过零鉴相相比,具有良好的效果,并在一台4 kW的单相光伏并网逆变器上得到了验证。     

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压.仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点.     

PWM逆变器供电下电机铁心损耗的解析计算

在Bertotti分立铁耗计算模型的基础上，采用贝赛耳函数，推导PWM逆变器供电下硅钢片损耗的计算模型，该模型考虑逆变器参数对材料损耗的影响，建立PWM供电与标准正弦供电时材料损耗之间的数量关系，为电工材料性能的研究提供了理论依据。通过改进的爱泼斯坦方圈实验，给出一种非正弦供电下电工材料性能的实验研究方法，实验结果与理论值吻合较好。采用PWM逆变器供电时的三相异步电动机进行样机实验，结果表明，该计算模型对PWM供电下电机铁心损耗的理论计算具有很好的工程应用价值。     

并联型有源电力滤波器电源电流控制方法研究

有源电力滤波器(active power filter,APF)是一种动态抑制谐波和无功的电力电子装置,以并联型有源电力滤波器为研究对象,从APF补偿电流的控制和直流侧电容电压角度出发,分析了电源电流控制方式,实现补偿电流的检测及双闭环反馈控制,提高系统的补偿精确度和动态响应性能。另外,直流侧电压的指令值都是根据电网电压的工作范围、APF的直流侧电容、额定输出电流、PWM逆变器输出侧电感、电流电压调节器以及调制策略等参数设计的,在考虑直流侧电压与APF功率损耗和补偿性能关系的基础上,提出了采用下垂调节器设计逆变器直流侧电压的控制参考值,使其兼顾APF的功率损耗及补偿性能综合平衡的优点。仿真结果验证了该APF控制系统的正确性和有效性。     

基于DSP和SVPWM算法的小功率三相变频电源的研究与设计

传统的SPWM算法是以逆变器的输出波形尽量接近期望的正弦波为目的,来控制变频电源的输出电压的。但是这种方式并未顾及到输出的电流波形,有一定的局限性。本文的SVPWM算法将逆变器和交流电机看作一体,以得到电机中的圆形旋转磁场为目的。与传统的SPWM相比,它具有电压利用率高,波形畸变小,谐波含量低等优点。