高压变频器与工频电源之间软切换方式的研究

工频旁路运行是高压变频器的一种重要运行方式,高压变频器与工频电源之间切换不当会引起很大的电流冲击和严重的电磁干扰.提出了高压变频器与工频电源之间的软切换概念,论述了软切换的原理及其实现方法,使用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对几种切换方式的仿真结果表明,高压变频调速系统的软切换方式有效地避免了过大的冲击电流,保证了电动机转速的平稳过渡.     

注犟机变频驱动与同步控制

传统注塑机变频驱动控制系统以增加变频器的容量来吸收变频器急速改变输出所产生的冲击电流。采用变频同步控制器可提前改变变频器的输出,为其提供充足的变速时间,降低了冲击电流,有效地保护了变频器。本文在分析注塑机变频驱动原理和冲击电流产生原因及影响的基础上,较为详实地阐述了同步控制器的组成及应用。实践证明,注塑机变频同步控制系统运行稳定、可靠,节能效果明显。     

交流电机变频软启动及并网系统研究

针对交流永磁同步电机在变频驱动下切换到工频时会产生很大的冲击电流,应用一种全数字化单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL)方法,采用电力电子开关器件代替交流接触器实现电机向电网小冲击电流的同步切换。该锁相方法能够很好地跟踪电网的频率、相位和幅值,电力电子开关器件可以大大缩短切换延迟时间。从仿真和实验角度检验了方案的可行性和准确性,其实验切换电压平稳,切换电流在其额定电流的1.5倍以下。     

回转式空气预热器变频-工频同步切换控制器

大容量回转式空气预热器在变频-工频切换瞬间,常因电源相位不一致引发过电流冲击而导致切换失败。为有效解决这一问题,开发了基于锁相环技术的变频-工频同步切换控制装置。将变频器作为压控振荡器(VCO);采用高性能的C8051F单片机作为主控制器,通过其内部集成的高速AD、DA转换器采集变频、工频电压信号,利用软件锁相技术,经数字运算进行鉴相和锁相控制,实现变频与工频之间的相位锁定。实际运行证明,该同步切换装置锁相快速、准确,稳态相位误差小于±7,°切换电流小于1.5倍电机额定值,实现了空气预热器变频-工频的无扰切换。     

电网电压矢量定向的三相异步电机同步切换控制策略

鉴于大容量三相交流异步电机在进行变频-工频切换瞬间存在较大的电网冲击电流,提出一种基于电网电压矢量定向的同步切换控制策略,并采用电力电子开关与交流接触器并联的电路拓扑实现电机变频-工频的同步切换。该控制策略在电网电压同步坐标系下检测到变频器输出线电压空间矢量的相位为30°电角度时触发电力电子开关和交流接触器进行同步切换。实验结果表明该控制策略可精确捕获电机同步切换的最佳时刻实现零相位误差切换,电力电子开关可大幅缩短切换时间,提高了切换控制精度和系统对不同电机及负载的适应性。     

鉴频鉴相控制器在大功率交流异步电动机软起动中的应用

一台变频器控制多台大功率异步电动机进行软起动时,切换过程中被切换电机可能出现定子绕组电压过大而产生过大的切换冲击电流,对电动机的电气特性和机械特性造成破坏性损伤。对异步电动机变频转工频的切换过程进行了分析,同时利用鉴频鉴相控制器和PLC对限制切换冲击电流提出了解决思路。     

数字锁相环同步切换系统的设计

同步切换是将电动机从变频器切换到电网供电,然后使电动机脱开变频器;或者使变频器与准备脱离电网供电的电动机进行匹配,然后脱开电网,切换到由变频器控制.如果切换不当,会引起很大的冲击电流和功率倒灌.为保证电网和变频器的安全性,采用Matlab软件对高压变频器和电网之间的切换进行研究,计算各种切换情况的冲击电流和功率流向,捕捉最佳投切时刻.设计了切换顺序和各切换状态、数字锁相环系统及在FPGA中的实现,最后给出了相应的切换算法.     

鉴频鉴相控制器在大功率交流异步电动机软起动中的应用

一台变频器控制多台大功率异步电动机进行软起动时，切换过程中被切换电机可能出现定子绕组电压过大而产生过大的切换冲击电流，对电动机的电气特性和机械特性造成破坏性损伤。对异步电动机变频转工频的切换过程进行了分析，同时利用鉴频鉴相控制器和PLC对限制切换冲击电流提出了解决思路。     

异步电机变频/工频柔性切换控制策略

针对异步电机在变频切工频过程中存在瞬时冲击电流和过电压的问题,提出一种变频/工频的柔性切换控制策略,由基于转子磁链定向的矢量控制、同步策略和合闸换流控制组成。在变频调速工况下,采用转子磁链定向的转速外环电流内环的矢量控制方式。当电机需要从变频切换至工频运行时,通过同步控制策略实现电网电压和逆变器输出电压的主动同步,减小合闸时因两个电压较大的偏差导致的电压电流冲击。切换过程中采用合闸换流控制实现柔性切换。该方法不受接触器分断时间和投切时刻的影响,减小了切换过程中的冲击电流。最后通过实验验证了所提控制策略的有效性。     

三相异步电机切换过程的动态分析与系统仿真

根据感应电动机的定子电压方程和相量图,对大功率电机动态切换过程存在的问题进行了理论分析,然后建立Matlab数学模型,采用变频器输出电压和工频电压不同的初始相位之差对切换过程进行系统仿真,结果表明初始相位相差越小,电流冲击越小,电机越容易进入稳定状态。因此大功率电机切换过程最有效方式是在切换的瞬时,变频器输出电压和工频电压相位尽量保持一致,这样有效地论证了电机同步切换时转换电流小,电机无冲击的理论分析。     

高压电源快切对企业电网继电保护影响的研究

高压快切装置在电源切换时,会对系统产生冲击包括低电压和冲击电流,如冲击过大可能引起继电保护动作,造成切换失败。本文对电源切换过程进行了理论研究,给出了母线残压和冲击电流的数学表达式,分析了切换可能引起误动的保护的类型及其原因,同时提出了快切装置和继电保护配合的措施,可以有效减小电源切换冲击,防止继电保护误动,提高切换成功率,保证负荷供电可靠性,并以实际系统为例进行了仿真验证。     

软启动器在直流输电换流阀冷却系统中的应用

针对直流输电阀冷系统中主循环泵传统启动的缺点,提出一种软启动方式,这种方式解决了全压起动装置主循环泵切换水锤效应大、冲击电流大、冲击压力大,以及传统的变频起动装置在主循环泵完成变频启动后向工频切换时,由于电压相位角不确定而产生的异常冲击电流,损坏启动装置等问题。     

主绝缘劣化对变频电机宽频开关振荡特性的影响

为研究主绝缘劣化对变频电机开关瞬态宽频振荡特性的影响,建立了计及功率器件开关暂态过程和主绝缘状态的变频调速系统宽频域模型,分析了宽频开关振荡电流的主导模态及其传导路径,探索主绝缘电容变化对开关振荡电流幅频响应特征的作用规律。仿真和实验结果表明：开关振荡电流主要包含高频差模、高频共模和中频共模3个主导模态分量。开关振荡中频共模分量电流可以渗透进电机绕组内部,其幅频响应特征与主绝缘电容参量有关：共模串联谐振频率随主绝缘电容增加而减小,靠近串联谐振点的幅值特征随主绝缘电容增加而增加,从而为变频电机绝缘在线状态监测提供了一种新的思路。     

交流采样测量装置实时误差监测系统的开发及应用

针对传统交流采样测量装置的校验方式存在带电作业易形成安全事故、现场检验周期长、现场校验工作量大、在检测周期不能及时发现故障等问题,设计开发了交流采样测量装置实时误差监测系统.该系统利用计算机和网络技术控制回路切换装置,对变电站内的多个回路进行循环检测校验,被校验线路切换到标准表输入回路后,用控制标准表进行测量,并获取实时标准测量数据,包括电压、电流、功率、功率因数、频率以及相位等,将标准表采集的实时测量数据与交流采样测量装置测量的被校验线路的电参数测量数据进行比较,记录误差计算值,实现被校验回路交流采样测量装置实时误差监测.该监测系统安装于内蒙古呼和浩特供电局武川农电局220 kV变电站.经过近两年的运行证明,监测系统实现了在线实时误差监测,提高了工作效率和校验的准确性、实时性.     

高效高功率密度车载双向电能变换器设计

研究设计了一种用于电动汽车电池充放电的车载双向电能变换器.充电状态下,前级采用PWM整流技术,后级采用移相全桥零电压开关电路,实现电气隔离高效的降压变换.放电状态下,双向DC-DC变换器实现升压变换,双向AC-DC作为单相全桥逆变器采用电压前馈、电压电流双闭环控制策略.本系统采用全控型器件GaN控制电流电压通断,能够使...     

变频-工频切换过程中冲击电流产生原因及防范措施

分析了流体类机械设备在变频-工频切换过程中出现的电流冲击现象,发现造成电流冲击最重要的原因并不是相差造成的,而是转速不匹配造成的.通过分析找到防止和降低电流冲击的方法,即通过设置合适的切换时间,保证切换前后的转速差,设置多重互锁等方法可以保证变频和工频间切换的平稳和可靠.实验表明通过设置合适的切换时间切换前后的转速,可...     

基于灵活虚拟惯性控制的直流充电桩协同控制

直流系统具有小惯性、弱阻尼特征，而直流充电桩系统的负载投切相对频繁，会对母线电压稳定产生较大的影响。采用灵活虚拟惯性控制技术作为一次控制，使直流充电桩系统具备一定的惯性与阻尼支撑，从而改善直流充电桩控制系统的动态性能；采用惯性中心协同控制策略作为二次控制，调整各充电桩系统的输入电能，并对虚拟参数进行二次调节，从而保障各系统能在不同的参数下实现电压响应的一致性；利用反推法重新构造电流内环，以弥补传统比例积分控制动态性能较弱的问题。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

1 200 V SiC MOSFET参数分散性对并联均流的影响分析

基于本团队自研并金属封装的1 200V 20A SiC MOSFET器件,开展了器件参数分散性对并联组件均流的影响研究。首先引入器件偏离度和变异系数,分析了三线法和两线法测试平台对器件阈值电压和导通电阻测试结果的影响,得出三线法对于本文的测试结果更加可靠且可测参数更多;基于三线法的测试平台,实验测试了器件的基本特征参数,包括阈值电压、导通电阻、跨导等,并分析了30只器件的分散性,结果表明测试器件跨导的一致性较好,而阈值电压和导通电阻的偏离度较大;最后,以阈值电压和导通电阻为研究对象,选择了器件两参数相近与分散性较大的SiC MOSFET进行并联双脉冲实验,在排除了测试回路寄生参数的基础上,通过实验和仿真对比验证了导通电阻及阈值电压对器件并联均流的影响,结果表明阈值电压对于并联系统开关前后瞬态过程的均流影响较大,阈值电压较小的器件将承担更大的过冲电流,影响并联系统的可靠性;相比开关瞬态过程,导通电阻则是对稳态后的均流影响更大,导通电阻较小的器件将承担更大的电流,影响支路器件的可靠性。     

750kV分级投切式可控高压并联电抗器研究

阐述了分级投切式可控高压并联电抗器的基本工作原理,装置能够调节系统无功功率、抑制工频过电压和潜供电流,具有功率连续平滑可调、谐波电流小和响应速度快的优点.应用傅立叶级数分解方法对即将在河西750 kV输电工程中的敦煌变电站投运的300 Mvar750 kV可控高压并联电抗器的工作绕组电流的谐波含量进行了分析.然后,根据...     

电力电子装置滤波电容容量的设计方法

由于工作在高频电力电子装置中的滤波电容等效容量会随着工作频率的增加而减小,而由滤波电容的等效电阻和纹波电流产生的发热量会随之增加。因此,合理选择高频电力电子装置的滤波电容容量是电力电子装置设计的一个必要环节。提出了根据纹波电流大小设计电力电子装置的滤波电容容量的一般方法,针对滤波电容中纹波电流与开关频率的关系,纹波电流与电容发热量的关系以及纹波电流对电容器寿命的影响,给出了详细的计算公式。这种滤波电容容量的选择方法对于通用变频器、大功率开关电源等应用场合具有一定的实用参考价值。