ESD电流的解析表达式与数值解

分析IEC6100042静电放电(ESD)电流波形典型拟合解析表达式表明,这种由有限点拟合曲线的纯数学方式存在拟合的多样性,无可依据的物理基础。因而根据ESD物理特性提出了一种通过数值计算等效电路模型获得ESD电流数值解的方法,由该方法算出的电流峰值、上升时间、i30ns、i60ns等关键参数与IEC610042电流波形参数的相对误差的最大值均<1.6‰,为ESD辐射电磁场研究提供了有效的手段。     

振荡冲击电压下针板缺陷局部放电研究

为了研究振荡冲击电压针板缺陷局部放电(PD)特性,设计了产生波形符合IEC60060-3规定的振荡冲击波形发生器,根据等效电路模型,推导出波形参数表达式;研究了线圈匝数、积分电阻及磁芯对传感器工作带宽的影响关系,设计制作了一款具有高灵敏度、宽频带的高频电流传感器,在此基础上建立了一套完整的振荡冲击电压下光、电PD检测系统;初步研究了振荡冲击电压下针板缺陷PD特征。试验结果表明,该系统能有效测量纳秒级PD脉冲,为深入研究冲击电压下PD特性和机理提供了有效的试验平台和依据。     

电力系统周期振荡的失稳分析

分析了电力系统在周期性负荷扰动下的振荡失稳问题.为便于应用非线性动力学中的解析分析方法,首先在保留系统非线性特性的前提下简化系统模型,然后当系统的非线性频率接近扰动频率时,利用广义牛顿法得到在系统参数平面上周期1解失稳的转迁集,从而给出系统失稳时阻尼系数、扰动幅值和扰动频率之间的复杂非线性关系,并通过数值仿真对其进行了验证.     

用镜像法计算冲击脉冲辐射天线辐射电场

为方便地计算抛物面冲击脉冲辐射天线的辐射电场,根据由张量法得到的任意的线天线电场计算公式,利用镜像法推导得到了冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式;搭建了超宽带电磁脉冲实验系统,由横电磁波喇叭天线测试场设备测试抛物反射面超宽带辐射天线产生的辐射场;应用解析表达式计算了该实验系统的时域辐射场,并与实验测试结果进行了比较。结果表明解析计算得到的辐射场波形与测试结果能够较好地符合,峰峰值相差<1V,上升时间相差≤5ps,说明了解析计算的正确性。     

负荷模型参数对电力系统低频振荡的影响

负荷模型作为大量用电负荷的聚合,具有类型的多样性及参数的不确定性,研究负荷模型参数对系统稳定具有重要意义。基于单机无穷大系统建立了负荷模型的阻尼系数表达式,分析了负荷模型对低频振荡的影响。提出利用参数微增量分析模型参数对系统阻尼及频率的影响,最后通过四机两区域系统仿真分析了本文方法的有效性。     

空心双谐振脉冲变压器的仿真研究

对空心双谐振高压脉冲变压器(即Tesla变压器)进行了仿真试验研究,以了解Tesla变压器运行时的耦合参数及其他相关数据。首先,根据Tesla变压器的基本原理,在考虑电路损耗的情况下,建立其双谐振回路的数学模型。然后运用解析解的方法研究双谐振回路次极为振荡电压幅值时的系列脉冲耦合系数,并给出振幅充电时的特点。分析有损Tesla变压器的等效电路时,由于其结论的表达式比较复杂,无法运用数学解析的方法对其进行进一步的分析,因而转至运用MATLAB软件对其进行研究。主要分析了空心双谐振回路出现最大幅值时的条件和时间,满足幅值输出时的回路参数,同时研究了回路参数的改变对其电压输出波形的影响。     

特斯拉变压器的理论分析与仿真

本文是对双谐振高压脉冲变压器的仿真试验研究,介绍了Tesla变压器运行时的耦合参数及其他相关数据。首先,根据Tesla变压器的基本原理,在考虑电路损耗的情况下,建立其双谐振回路的数学模型。然后运用解析解的方法研究双谐振回路次极为振荡电压幅值时的系列脉冲耦合系数,并给出振幅充电时的特点。分析有损Tesla变压器的等效电路时,由于其结论的表达式比较复杂,无法运用数学解析的方法对其进行进一步的分析,因而转至运用MATLAB软件对其进行研究。主要分析了空芯双谐振回路出现最大幅值时的条件和时间,以及满足幅值输出时的回路参数,并研究回路参数的改变对其电压输出波形的影响。     

互联电力系统的Adomian分解法求解及其混沌特性分析

利用Adomian分解法研究了一个互联电力系统,给出了其近似解析解。根据近似解析解,通过MATLAB仿真分析了互联电力系统的混沌特性,给出了不同周期负荷扰动下的分岔图和相平面图。仿真结果表明,在受到较大的周期负荷扰动时,系统将会出现混沌振荡。最后,在不同的时间步长下,对比了Adomian分解法和四阶Runge-Kutta法的数值解。对比结果表明Adomian分解法不仅精确度更高、计算时间更少,而且收敛速度更快。     

基于特征值灵敏度的负荷模型对系统阻尼影响的分析方法

低频振荡对电力系统影响危害极大,负荷是电力系统的重要组成部分,因此分析负荷模型对系统阻尼的影响具有重要意义。提出了运用特征值灵敏度分析负荷模型对于系统阻尼影响的方法:基于系统特征值对于模型参数的灵敏度解析式,推导出阻尼比和振荡频率对模型参数的灵敏度解析式。此方法避开了运用阻尼转矩法分析多机系统阻尼这一难题,并可把负荷模型对系统阻尼的影响定位在具体的参数上,解决了负荷模型如何影响系统阻尼这一问题。通过分析2区域4机算例系统中综合负荷模型对系统阻尼的影响,验证了所提方法的有效性。     

非标准雷电冲击电压模拟技术研究

变电站内实际遭受的雷电冲击电压与在高压设备试验中所用的标准雷电冲击电压存在很大差异。为探讨变电站内设备实际可以承受的非标准雷电冲击电压与标准雷电冲击电压(1.2/50μs)的差异,设计了一种可以产生模拟非标准雷电暂态电压波形的电路,可对电路元件参数进行调节,研究电路中不同的元件参数对产生的非标准雷电冲击电压波形的影响。非标准雷电冲击电压波形大多是振荡型冲击电压波形,通过Matlab Simulink进行电路仿真,依据仿真设计出能够产生非标准振荡型冲击电压波形的电路。研究结果表明,仿真电路产生的电压波形与实际电路测量得到的冲击电压波形相比较基本一致。该研究为进一步探讨非标准雷电振荡型冲击电压对电介质击穿特性的试验奠定了基础。     

振荡冲击波发生电路的设计及其参数选取

介绍了一种通过数值等效电路模型获得振荡冲击波形的方法.     

Finite element power diode model optimized through experiment‐based parameter extraction

This paper presents a finite element physics‐based power diode model with parameters established through an extraction procedure validated experimentally. The model core is a numerical module that solves the ambipolar diffusion equation through a variational formulation followed by an approximate solution with the finite element method. Other zones of the device are modeled with classical methods in an analytical module. This hybrid approach enables accurate modeling and simulation of power bipolar semiconductor devices, using standard SPICE circuit simulators, with low execution times. As physics‐based models need a significant number of parameters, an automatic parameter extraction method has been developed. The procedure, based on an optimization algorithm (simulated annealing), enables an efficient extraction of parameters using some simple device waveform measurements. Implementation details of power diode model, in IsSpice simulator, are presented. Experimental validation is performed. Results prove the usefulness of the proposed methodology for efficient design of power circuits through simulation. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

特高压变压器空载直流偏磁计算精度分析

针对特高压变压器直流偏磁计算问题,提出一种空载简化电路模型下的分段解析法,为直流偏磁数值计算奠定基础。根据特高压变压器简化电路模型,推导励磁电流解析式。电感随着电流的变化,分两段取值;电感的取值通过比较电流计算值与临界电流值的大小来判断。设置临界电流误差判据来判别电流计算值是否达到临界电流。分析计算表明,当电阻为实际电阻时,临界电流误差判据严格,可获得直流分量的准确解,临界电流误差判据宽松时,直流分量与准确解出现较大误差,甚至计算错误;通过人为增大串联电阻值,临界电流误差判据可相对宽松,从而获得直流分量近似准确解。在此基础上,以解析解的计算结果为基准,对比分析四阶龙格库塔法数值解。结果表明,步长较大相当于临界电流误差判据宽松,必须加大电阻,直流分量才可与准确解接近;步长较小相当于临界电流误差判据严格,电阻可不必太大。在特高压变压器直流偏磁数值计算中,可通过人为增大串联电阻值和适当减小计算步长来获得较为准确的直流偏磁特性。     

大功率电力电子装置母排参数提取方法

母排参数是大功率电力电子装置传导噪声模型的重要组成部分。准确提取母排电阻、电感、电容值对精确建立传导模型及主电路结构优化均具有重要意义。基于损耗叠加原理改进了母排电阻的提取方法,并推导复杂波形电流流过母排时的电阻计算公式;总结适用于求解母排电感、电容值的简单解析及有限元仿真方法,并建立实物模型;通过计算、仿真、实测进行对比,验证了求解方法的正确性。     

Analysis of negative-resistance oscillators with piecewise nonlinearity

An iterative method of solution of negative-resistance oscillators with piecewise-analytical characteristics is presented. The method allows the determination of the frequency and the harmonic content of the waveform as a function of the circuit parameters and bias of the nonlinear device. An application of the method, extended to the second order, for a polynomial characteristic limited by two straight lines is also reported. The results are compared with those obtained by numerical integration.     

高稳定型倍压器中起因于电路非对称性的纹波

轻负载高稳定对称型Cockcroft-Walton倍压器中 ,电路非对称性引起的交流纹波已成为影响其输出直流高压稳定性的重要因素。采用传输线理论 ,在线性近似条件下推导出起因于输入电压的非对称和电路元器件非对称的纹波的解析表达式。 1 0段模型电路上的实验结果验证了理论的正确性。由得到的理论结果还分析了纹波与电路非对称性和电路参数间的关系。     

Current and Voltage Waveform Distortion Analysis on Three-Phase "Wye" Power Systems with Rectifier Loads

The analysis of transient current and voltage waveform distortion caused by capacitor input rectifiers on power systems is performed by the Laplace transform method. Typical circuit parameters are used in order to establish the validity of the transform methods when compared to oscilloscope recordings. The analysis proceeds from the solution of a typical rectifier as a single-phase load through interaction on a three-phase "wye" power system. The effects on the neutral conductor and power system transformer are described.     

复合型超声电动机无负载转速的数值计算

无负载转速是电动机设计过程中的一个重要参数。本文利用等效电路，给出一种复合型超声电动机无负载转速的数值计算方法，为该型电动机的设计、分析提供了理论依据。     

阻尼绕组对凸极单相同步发电机负载电压波形的影响

小型单相同步发电机在负载时输出电压中谐波含量大,阻尼绕组可以削弱它在负载运行时的负序磁场,降低电压波形正弦畸变率。本文采用场路耦合时步有限元法编程计算了小型凸极单相同步发电机额定负载时的电压波形,计算结果与实验结果接近,证明了该计算方法及所编程序的正确性。详细分析了阻尼绕组的不同连接方式及材料对电压波形的影响,所得结论可以为阻尼绕组形式及材料的选取提供理论指导,用以提高电压波形质量。