声谐振组合频率调制电路的优化与设计

针对高强度气体放电灯在特定频率和足够的能量时会产生声谐振现象,建立参数扰动频率调制电路模型,并对组合频率扰动调制进行分析,利用PWM集成芯片和全波整流输出脉动电压,优化设计参数,以减小各频率分量的振幅,降低激励能量;同时使得调制频率非线性变化,防止离子声波在固定频率点上产生驻波,从而达到抑制声谐振目的.应用Saber软件进行时域和频域仿真分析,验证设计电路模型的有效性和可行性.     

高压钠灯的声谐振特征及其混沌抑制

高压钠(HPS)灯高频工作时极易产生声谐振现象,轻则电弧弯曲、抖动、旋转、光线闪烁;重则电弧熄灭或者灯管损毁,严重影响灯光的照明效果;同时,灯的电气参数也会发生不同程度的改变。针对这一现象,采集声谐振时的电弧曲线,研究电弧弯曲幅度、抖动频率、电气参数变化与声谐振程度的关系,提出声谐振混沌抑制技术,通过给扫频控制电路输入端叠加低频正弦波、三角波、方波信号进行扰动调制,分散驱动电压频谱,从而降低声谐振时的能量阈值,抑制声谐振现象。文中给出不同类型、不同扰动参数下电压频谱扩散实验效果,结果表明只要扰动信号参数选择合适,频谱便能很好地分散,不同时期的声谐振现象便可被抑制。     

高强度气体放电电子镇流的非线性频率调制

研究表明,高强度气体放电灯高频工作且具备适当的激励频率和足够的能量时,会产生声谐振现象.在脉冲宽度调制频谱分析的基础上,提出了非线性频率调制方法,分散输出电流频谱,减小各频率分量的振幅,降低激励能量;同时使得调制频率非线性变化,防止离子声波在固定频率点上产生驻波,从而抑制声谐振.文章也给出了实现方法和测试结果.     

频谱分散抑制气体放电中声谐振技术研究

对高强度气体放电灯的声谐振现象的机理进行数学分析,同时实验证明,产生声谐振需要同时具有恰当的频率和足够的能量.在脉冲宽度调制基础上,提出多种方法,降低激励能量,并对输出频谱作了数学分析,介绍了抑制的基本原理.在高压钠灯和金属卤素灯的电子镇流中应用表明,频谱分散技术对抑制气体放电中声谐振现象十分有效.     

HPS灯声谐振机理分析及其抑制效果评价

对HPS灯声谐振时的等离子体现象进行了详细分析,并针对这一混沌现象,提出频率调制抑制技术。通过给扫频电路输入端叠加低频周期信号,从而消除声谐振时电弧抖动,同时评价不同扰动信号下声谐振的实际抑制效果,并给出抑制参数的选择方法、抑制电路及实验结果。实验表明,抑制电路能降低声谐振时电弧的抖动幅度,使得电弧由弯变直,最终消除声谐振现象。     

基于准谐振控制器的零序环流抑制

针对三相逆变器直接并联运行时存在零序环流的问题,提出一种基于准谐振控制器的零序环流闭环控制方法。通过分别建立并分析逆变器独立工作和两台并联工作时零序环流闭环控制模型可知,PWM零序调制电压为主要扰动。理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以消除与谐振频率相同频率的扰动分量对闭环系统的影响。针对扰动为频谱离散的周期性信号的特性,控制器采用多谐振控制器并联的控制结构。在推导零序环流闭环控制等效模型和扰动传递函数的基础上,提出准谐振控制器设计方法。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制零序环流。     

HID灯电子镇流器的组合参数微扰调制

脉冲宽度调制输出中含有固定频率、固定幅度的谐波成分,是高强度气体放电(High Intensity Discharge, 简称HID)灯电子镇流器中产生声谐振的能量源.在分析脉宽调制(PWM)频谱的基础上,采用参数微扰法,同时对驱动占空比和电压幅值进行微扰调制,将谐波频谱分散得更宽,使得谐波幅值非线性变化,以减小各谐波分量的峰值和平均值,并给出了实验测试结果.     

单相并网逆变器多频阻抗模型及其在谐振环流分析中的应用

逆变器并联并网系统中存在带宽频率以外的谐振环流,不利于逆变器的安全运行。为分析并联系统中谐振环流特性,首先充分计及数字控制及脉宽调制非线性环节的影响,基于一维频谱分析法研究了调制波存在扰动时的逆变器输出电压谐波成分,提出了适用于单相逆变器并联并网系统的多频阻抗模型。基于该模型,采用广义奈奎斯特稳定判据明晰了控制载波相位对并联系统稳定性的影响,鉴别了逆变器间谐振环流所处的频率范围,指出逆变器输出阻抗模值的提升有助于谐振环流的抑制。实验结果表明,所提出的多频阻抗模型的正确性及其在并联并网逆变器谐振环流分析时的有效性。     

CLLLC谐振变换器变频移相控制策略

针对CLLLC谐振变换器存在脉冲频率调制(PFM)的电压增益范围不足、移相调制(PSM) 下只能实现降 压功能、负载投切扰动对输出电压影响较大问题,提出了一种可分别调节开关频率与移相比的变频移相控制方法.该 方法可以根据输入电压范围自由切换控制模态,实现宽电压范围软开关;通过引入线性自抗扰控制(LADRC) 策略, 减小了负载投切扰动对输出电压的影响,并与传统PI算法进行了对比.最后,通过PLECS仿真验证了理论分析的正 确性和控制策略的有效性.     

一种用于静止式中频电源的比例谐振控制策略

针对静止式中频电源基波频率高,传统的控制方法谐波抑制困难且难以实现无静差输出等问题,依据变压器等效理论,建立了静止式中频电源数学模型。在详细分析了比例谐振控制策略的原理和特性的基础上,提出了一种双闭环比例谐振控制策略,即负载电流内环和负载电压外环均采用比例谐振控制的算法,并结合系统稳定性判据给出了各主要控制参数的设计方法。仿真和实验结果表明,双闭环比例谐振控制策略可以有效地抑制负载扰动影响,控制器参数的调节性强,带宽调节裕度大,且对低次谐波具有选择性补偿功能,满足非线性负载要求,保证输出电压总谐波含量小于2%。     

随机频率PWM逆变器的分析设计

应用随机PWM方法可以使逆变器的输出电压频谱呈连续分布而不影响基波分量,这样由逆变器供电的电动机的声学噪声和机械振动就会大大减小。然而,由于RPWM机理的分析和设计对于一般工程师来讲是比较繁琐的,这就限制了RPWM的应用。本文提出了一种用于驱动感应电机的随机频率PWM逆变器,并给出了可实现的设计程序。首先,直观分析了随机信号对逆变器输出电压频谱的影响,其次,进行了相关的量化设计,最后,采用SIMULINK仿真和实验的手段对整个系统进行了分析。仿真和实验结果表明本文提出的RFPWM设计方案中,逆变器输出电压的频谱是均匀随机分布的,而且声学噪声和机械振动都得到有效抑制。     

双级四脚矩阵变换器随机载波调制原理与实现

双级四脚矩阵变换(Four-leg Indirect Matrix Converter.简称HMC)的空间矢量调制需要复杂的三维矢量合成运算.使用随机载波调制不仅能简化运算过程,还能减弱开关频率附近的噪声干扰.在此制作了一套基于载波调制的HMC样机,并随机使用4种不同载波形式重塑输出电压噪声频谱.实验结果表明,该FIMC容易实现,且能够改善输出电压在整数倍开关频率附近的噪声分布.     

基于混沌扩频的双级矩阵变换器调制策略的研究

双级矩阵变换器由于具有优良的输入输出性能而受到广泛关注。在对双级矩阵变换器调制策略分析的基础上,将扩频调制策略引入到输出双级矩阵变换器调制策略中来抑制电磁干扰和噪声。将混沌扩频技术用于双级矩阵变换器中,用混沌信号改变固定开关频率。为了不影响整流级的零电流换流,采用整流侧和逆变侧同步扩频策略,降低了开关频率和倍频处的谐波幅值,从而达到降低电磁干扰和噪声的目的,仿真结果证实了混沌扩频调制策略的可行性。     

集群光伏电站频率主动支撑自校正控制方法

现有光伏电站通过检测频率变化,采用下垂控制调节出力抑制源侧随机无规则出力波动,调频过程存在时间滞后性。基于自校正控制,提出一种可平滑光伏秒级出力波动的光伏电站频率主动支撑控制策略,根据受扰光伏电站光照波动情况,通过前馈补偿主动校正自身有功参考值,重新自适应分配各光伏电站有功给定值,实现在频率明显变化前主动补偿受扰电站的出力波动。基于Matlab/Simulink搭建仿真算例,仿真结果表明：相较下垂控制,自校正控制在扰动下可将频率最低点提高约0.04 Hz,并使得平均频率变化率降低约26.06%,有效提升了系统频率性能。     

集群光伏电站频率主动支撑自校正控制方法

现有光伏电站通过检测频率变化,采用下垂控制调节出力抑制源侧随机无规则出力波动,调频过程存在时间滞后性。基于自校正控制,提出一种可平滑光伏秒级出力波动的光伏电站频率主动支撑控制策略,根据受扰光伏电站光照波动情况,通过前馈补偿主动校正自身有功参考值,重新自适应分配各光伏电站有功给定值,实现在频率明显变化前主动补偿受扰电站的出力波动。基于Matlab/Simulink搭建仿真算例,仿真结果表明:相较下垂控制,自校正控制在扰动下可将频率最低点提高约0.04 Hz,并使得平均频率变化率降低约26.06%,有效提升了系统频率性能。     

Determination of mechanical resonances in induction motors byrandom modulation and acoustic measurement

Acoustic noise emission from PWM-VSI inverter driven induction motors is a well-known problem. The generated noise depends mainly on two factors: the harmonic content of the supply voltage waveform; and the mechanical resonance frequencies of the induction motor. It is necessary to know the mechanical resonances to optimize the switching scheme of the inverter to reduce the noise emission. Measuring the resonance frequencies is normally a laborious process. This paper introduces a new method for estimating the mechanical resonances from acoustic noise measurements. Employing random modulation of the output voltage of the inverter, the voltage spectrum can be spread over a wide frequency range. Using the spectrum analysis of the measured acoustic noise, the resonances can easily be estimated as the dominant frequencies of the acoustic noise spectrum. The method was tested on a 2.2 kW induction motor at no load and full load. Some of the mechanical resonances of the motor at no load were calculated by the Holzer method. The calculations showed good agreement with the sound measurements. The influence of the fan cowl was investigated and it is concluded that this is an important factor in the acoustic noise emission. Finally, it was observed that new mechanical resonances appeared when the induction motor was loaded by a pump drive system, and they were estimated by the measurement technique     

基于准Z源有源功率解耦的改进调制策略

为了抑制直流侧存在的二倍工频(2ω)脉动,传统单相准Z源通常需要设计庞大的准Z源阻抗网络,针对此问题,研究一种基于准Z源的有源功率解耦方法来抑制其二倍工频脉动.首先,通过状态空间平均法建立了有源功率解耦型准Z源拓扑的工作模型,分析了不同工作状态对解耦电路元件参数选取的影响,据此提出一种改进的调制策略以减小解耦电路电感电...