一种由间谐波估计电压闪变参数的简便方法

提出一种基于离散插值傅里叶变换估计电压闪变的新方法,在检测间谐波的同时估计出闪变参数.该方法以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正方法检测畸变信号中各分量的频率、幅值和相位,能够在插值的同时抑制旁瓣泄漏;由电压闪变公式通过三角函数变换得到调幅波-间谐波对的双边带特性;考虑电压闪变最大觉察频率范围,确定间谐波对频率阈值;基于电力畸变分量共生机理,区分调幅波-间谐波对和一般间谐波分量,通过正弦载波的幅度调制求得电压闪变信号的参数.仿真算例与平方法和Prony法比较,证明了该方法的准确性和有效性.仿真结果表明用该方法完成间谐波与闪变参数及其评价指标的估计是可行的;奇数频点插值修正方法能够有效地分离信号中的谐波和间谐波成分、抑制它们之间的频谱干扰.     

精确提取闪变波动分量的新方法

调幅波和间谐波都会引起电压的幅值波动,检测闪变时必须考虑高次谐波的影响和间谐波带来的波动,而常用的闪变检测方法无法直接对包络线分析得到闪变参数。文中提出了一种基于极值点插值的电压闪变信号包络线检测方法,通过寻找极值点、极值点筛选和三次样条插值得到电压波动信号的包络线,使得提取的包络线只包含闪变分量,不受高次谐波的影响,能同时反映调幅波和间谐波所引起的波动,对提取的包络线进行高精度FFT可以直接得到精确的闪变参数。     

高频间谐波引起闪变的时频混合测量方法

国际电工委员会(IEC)闪变仪无法准确测量高频间谐波引起的峰值波动闪变,为此提出了一种改进的时域和频域混合方法用于高频间谐波引起的闪变测量。在时域方面,采用一种同步解调方法替代IEC方法中的平方解调以提取高频间谐波引起的波动信号,该方法首先采用一种简单的方法提取基波同步信号,然后将该信号的奇次方进行配比运算得到同步的谐波信号集合,最后则通过谐波信号集合对原始信号进行运算以实现对高频间谐波信号的解调。在频域方面,则采用递推傅里叶变换对不同频率分量进行视感度加权的方法代替原有的视感度加权滤波器,以弥补视感度加权滤波器无法准确模拟视感度曲线的缺陷。在Labview中搭建了相应算法的模型,通过实验证明了所述算法能准确检测高频间谐波引起的闪变。最后还通过所述方法制定了单个间谐波和间谐波对决定的间谐波闪变曲线,分析了不同频段间谐波闪变限值的特点。     

全相位谱法在闪变检测中的应用

含调幅波或间谐波的电压信号会引起闪变,但IEC61000-4-15标准中的闪变仪是基于调幅波模型,其缺陷是不能检测高频间谐波引起的闪变。本文提出一种基于全相位谱的闪变检测方法。首先分析了间谐波与闪变的关系,建立了统一的闪变模型,将调幅波或间谐波引起的闪变效应统一表示为电压波动分量,从而转化为闪变贡献量;其次,运用全相位谱分析方法对闪变信号进行频谱分析,通过全相位比值法得到各间谐波分量参数;最后,算例对单频闪变信号和多频闪变信号进行全相位分析,仿真结果与IEC推荐方法和Prony法得到的结果进行对比,证明了本文方法的有效性和准确性。     

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

基于半周期峰值采样的间谐波闪变算法

随着大量非线性负荷的投入使用,间谐波引起的电压闪变问题越来越引起人们的关注。详细分析了间谐波引起的电压闪变特性,指出了IEC闪变仪无法准确检测高频间谐波引起闪变的原因。为解决该问题,提出了基于半周期峰值采样方法的间谐波闪变算法。通过理论推导及实验仿真证明,半周期峰值采样的频率与实验论证间谐波引起的信号波动频率一致。为准确进行数字滤波,文中对采样信号进行了补零插值,再通过带通及加权数字滤波。实验表明,相比传统IEC闪变算法及基于均方根序列的闪变算法,文中方法可以正确反映高频间谐波的闪变影响,特别适合于荧光灯闪变的分析计算。     

基于改进k值能量算子改进Chirp-Z变换的闪变包络参数提取

能量算子快速和实时提取闪变波动信号优势突出,但易受噪声影响,制约了信号解调精度。该文深入研究能量算子的解调特性,为减小由噪声干扰引起的测量误差,建立基于改进k值能量算子的闪变包络信号的快速、准确提取方法,再将包络参数进行Rife-Vincent窗改进Chirp-Z变换谱分析与校正,提出并建立基于改进k值能量算子改进Chirp-Z变换的闪变包络参数提取算法。仿真与实验结果表明,所提算法能有效克服单一调制频率变化、多调制频率闪变信号、电网基波频率变动、谐波和间谐波以及白噪声对检测结果的影响,该方法对于噪声干扰下的闪变参数检测有更高的准确度。     

通过间谐波测量计算闪变值的方法研究

本文提出一种基于间谐波测量的闪变值计算方法.该方法首先从电压畸变信号的角度提出了“AM-间谐波对”和“PM-间谐波对”的概念,由此区分引起闪变的调幅波和一般间谐波;然后以IEC61000-4-7推荐的采样窗口长度和形状为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正法测量电压信号中各频率分量的具体参数;根据信号转化等式,结...     

一种由间谐波估计电压闪变参数的简便方法

提出一种基于离散插值傅里叶变换估计电压闪变的新方法,在检测间谐波的同时估计出闪变参数.该方法以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正方法检测畸变信号中各分量的频率、幅值和相位,能够在插值的同时抑制旁瓣泄漏;由电压闪变公式通过三角函数变换得到调幅波-间谐波对的双边带特性;考虑电...     

正弦信号二次插值算法的误差分析

在电力系统的模拟信号采样和处理过程中,为了降低频谱泄漏,经常采用二次插值算法。该文从理论分析和数值仿真两个方面,对二次插值算法在正弦信号分析中存在的误差进行了详细的研究,得到了误差范围的解析表达式。该误差分析结果对于掌握正弦信号数字测量的精度和选择采样频率有着指导意义,为测量数据的后续分析处理提供了理论基础。     

New high resolution and low distortion coherent sweep oscillators

In this paper, a new coherent digital sweep oscillator is proposed and its performance is evaluated. The proposed oscillator employs piecewise parabolic interpolation to decrease the look-up-table (LUT) size and system complexity while maintaining excellent spectral performance. The interpolation coefficients are predetermined in such a way that optimizes the spectral performance of the oscillator and are stored in the LUT. The interpolator generates the sample values of the sine wave using the optimized predetermined interpolation coefficients from the calculated phase. Hence, a few reference sample values and the optimized coefficients are stored in a small LUT. The complexity of the oscillator structure is decreased by eliminating one of the two multipliers needed to implement the interpolator. The proposed oscillator is simulated using optimized coefficients for different number of quarter sine wave segments. A comparison between the new oscillator and previously reported sweep oscillators indicates its superior performance and hardware efficiency. The ratio of the LUT size needed for the new oscillator is found to be 1:128 when compared with that of Pedersen oscillator with 12-bit address lines and 14-bit word length.     

基于迭代稀疏分解的介损角测量方法

非同步采样及现场噪声对介损角的精确计算有较大影响,为此,提出了一种基于迭代稀疏分解的介质损耗角测量方法。利用匹配追踪能够将输入信号表示成少量特征明显的信号分量和形式,进而寻找与信号基波相匹配的最优原子即得到基波相位,从而提高介损角计算精度的目的。通过仿真实验,在基波频率发生变化、介损角真值发生变化、谐波所占比例不同、不同比例的噪声等情况下,采用文中方法、加Blackman自卷积窗结合三谱线插值法和加Hanning窗插值高阶正弦拟合法计算得到介损角测量结果,并作对比分析。实验结果表明:基于文中所提方法计算结果精度高,能有效克服频谱泄露及栅栏效应的不足。     

光电信号参数的动态提取方法

光电编码器在运动状态下输出的实际信号与理想的正弦波或三角波存在着偏差,在此偏差信号的基础上进行电子学细分就会产生细分误差。通过对动态波形数据直接进行运动状态分析,通过建立运动模型的方法,确定传感器的原始位置波形参数。将得到的波形参数带入细分误差公式,即可以求取细分误差,并为误差补偿提供了理论基础。此法作为一种新的误差检测方法,适用于现场编码器精度检测和校准。本方法克服了传统误差检测方法装置复杂,不适合现场环境复杂条件下的动态检测的缺陷,有很高的应用价值。     

Magnet shape optimization of five‐phase surface‐mounted permanent magnet machine to improve torque performance based on equivalent permanent magnet method

This paper studies the magnet shape optimization of a five‐phase surface‐mounted permanent magnet (PM) machine to improve its torque performance. First, a sinusoidal PM with third and fifth harmonics (sine + third + fifth PM) is presented to enhance the torque. An equivalent PM method is then proposed to avoid the complicated interface conditions between PM and the air gap, making the derivation of torques with magnet shapes using 2‐D analytical models possible. Besides, the influence of PM edge thickness on torque improvement is considered. Moreover, under the condition that the copper losses of machines with different magnet shapes are kept unchanged, optimal harmonics of sinusoidal PM with third harmonic (sine + third PM) and sine + third + fifth PM are analytically derived. Finite element (FE) analysis is performed to validate the equivalent PM method and analytical results. Finally, machines with sine + third PM, sine + third + fifth PM and conventional (without shaping) PM are comparatively studied using nonlinear FE analysis and the experimental results of machine with sine + third + fifth PM are presented, verifying the effectiveness of the analytical optimization of magnet shape. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种新的阻尼正弦原子分解算法辨识SSO模态参数

针对大多数线性化方法难以实现对次同步振荡（subsynchronous oscillation,SSO）模态参数的有效辨识,提出了基于改进入侵杂草优化（invasive weed optimization,IWO）算法优化的阻尼正弦原子分解算法。该方法根据次同步振荡信号特点构造过完备阻尼正弦原子库,引入混沌序列、选择机制、小生境分类策略以及矢量跟踪思想对IWO算法进行改进,利用改进后的IWO算法对传统的匹配追踪算法（matching pursuit,MP）进行优化,通过原子分解得到最佳阻尼正弦原子,将最佳阻尼正弦原子转换为次同步振荡信号的模态参数,即可实现对次同步振荡模态参数的有效辨识。算例结果表明,该算法具有良好的时频特性,辨识精度高,适用于扰动源定位、故障诊断等领域。     

基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测

微弱信号的幅值通常很小,且常被噪声淹没,难以检测。文中提出基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测方法。该方法利用互相关方法对微弱正弦信号进行初步去噪,再利用混沌检测方法提取有效信号,以充分发挥互相关及混沌检测在噪声抑制及信号提取方面的优势;将最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统相变的量化依据,自动识别混沌系统的临界状态,从而准确给出用于确定微弱正弦信号幅值的策动力临界阈值。仿真实例分析表明,该方法能有效地检测出深埋于强噪声中的微弱正弦信号,且其检测精度较单独的互相关方法和混沌检测方法更优。     

基于MN3304实现的重复控制正弦波逆变器研究

正弦波逆变器设计的关键是确保正弦波逆变器的输出波形质量、稳定性及其对各类负载的适应能力.采用重复控制技术实现正弦波逆变器周期信号跟踪控制,给出重复控制型正弦波逆变器稳定性分析与设计的新方法,利用模拟延时芯片MN3304实现了模拟重复控制器,并以此为校正环节实现对单相正弦波逆变器的重复控制.制作了线路进行实验研究,实验结...     

一种测试高分辨率ADC有效位数的新方法

提出一种测试高分辨率A/D转换器（ADC）有效位数（ENOBs）的正弦拟合法,和传统的正弦拟合法不同,省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组。该方法利用希尔伯特-黄变换（HHT）,从ADC输出数据中逐次拟合出基波曲线和谐波曲线的波形参数,进而求得ENOBs。仿真结果表明,在信号源频率高达1MHz、分辨率分别取7-12位、所含二、三次谐波失真分别为-72dB和-84dB的情况下,运用所述方法实现了对14位ADC的ENOBs的精确评价。     

基于滞环控制型功率因数校正电路研究

介绍了一种滞环型控制PFC电路的实现方法;它以正弦波采样为基准,利用滞环比较器实现开关管的关断时间控制。用电流峰值的采样与调制后的正弦采样信号作比较,实现开关管的开通时间控制。电路无需模拟乘法器,采用PWM技术和正弦斩波方案,实现对输出的反馈稳压控制。以Boost电路为基础,提出了有关开关频率的估算方法。