基于PC929的IGBT驱动和保护电路设计

本文根据IGBT器件特性总结了驱动电路的设计要求。采用PC929设计了一种简单、实用的IGBT驱动电路,分析了保护电路的性能。进行的正常开通关断实验和故障保护实验表明,该电路可满足IGBT驱动的要求,并具有可靠的保护功能。     

自关断器件控制的电容器无功动态补偿装置

为了满足就地随机补偿的要求,提出一种自关断器件控制的电容器(SDCC)无功动态补偿装置。对调整电容器电压的无功功率动态补偿电路原理进行了论述,采用反向阻断器件组成开关电路,由开关电路调整补偿电容器的充放电电压,实现用电容器对负载无功功率补偿的动态控制。用实例对调整电容器电压无功功率动态补偿电路中的工作原理、工作过程和主要器件参数的选择进行了分析和阐述。经样机验证SDCC无功动态补偿装置可满足就地随机补偿的要求。     

两电平和三电平逆变器的新模块化似零电压软换流电路的分析和设计

提出了一个直流负总线辅助谐振电路(NBARC)与新型直流侧谐振电路镜像对称对模块设计, 用以实现两电平和三电平逆变器的软换流.NBARC的电路拓朴减少了功率器件的数目并降低了对器件的功率额定值的要求.为两电平逆变器零电压开关设计并分析了基本NBARC谐振电路,这个电路拓朴和模块设计方法被扩展到一个谐振模块镜像对称对电路,用以钳夹直流侧电压,并实现三电平逆变器的软换流.提出软换流允许在似零电压状态下实现,并分析了残余换流电压对于逆变器开关损耗的影响.模块方法允许软开关电路被设计成标准逆变器的可选附加块,可以把传统的逆变器转变为软开关逆变器.实验结果验证了电路分析和实现.     

基于并联推挽Buck型的射频拉远单元电源设计

为满足通信基站射频拉远单元(RRU)对高性能供电电源要求,设计了额定功率为195 W的DC/DC开关电源。电源采用并联推挽式Buck电路拓扑结构,输出采用全波整流电路。对整个电源电路的组成结构与工作原理进行了分析,给出了电路中关键器件的选型计算。对关键电路中器件的电压和电流应力、电源的工作效率、负载调整率、保护性能等重要指标参数进行了实验测试。测试结果表明,电源效率最高可达91.32%,负载调整率在±0.2%以内,输出电压范围为35.97～36.38 V,输出电压纹波小于200 mV,具备良好的过流保护。     

本质安全Boost开关电源的设计

为了满足煤矿、石油等危险环境下的要求,直流开关电源必须具有本质安全的特性.基于UC3845控制的Boost开关电源的设计,采用MIC5158芯片达到双重过压过流保护,对电路参数进行合理设计,使电路工作在电流连续模式下,输出纹波电压在设计要求的范围内,满足输出本质安全开关电源的设计.通过仿真和实验验证了设计的可行性.     

多路输出DC-DC电路设计

为了将单一输入电压变换为多路稳压输出,设计了基于LTC1624和AMS1117的DC-DC变换电路,该电路能够将铅酸蓄电池12V输入电压经过DC-DC变换后得到5V、3.3V和1.8V三路输出电压,经测试,设计的DC-DC电路输出电压稳定可靠.该电路应用于某温度测试系统的不同模块供电,电路性能满足系统要求.     

定深装置试验器设计与实现

测试设备是保证装备可靠使用的重要手段,在分析定深装置的功能需求的基础上,设计了试验器的仿真电路、电压检查电路、信号分配电路、指示电路和备用电路,采用时序逻辑与分配电路相结合的方法解决测试信号干扰问题,采用模拟电路仿真方法解决模拟功能信号生成问题,实现定深装置的全功能测试,设计实现了定深装置试验器,性能测试结构表明,性能稳定,功能满足设计要求。     

压电驱动器驱动电源设计

针对提高电源的输出质量、容性负载的响应速度等设计要求,设计了一种基于PA78的电压控制型压电陶瓷驱动电源。从理论角度研究了电压控制型驱动电源特点并初步制定了设计方案,以PA78高压功放作为核心器件,对驱动电源的核心电路、直流稳压电路及放电回路等进行设计。在此基础上,对驱动电源电路的稳定性、频响特性等关键性能进行研究。最后搭建了驱动电源测试系统,在容性负载情况下,对驱动电源的线性度、纹波电压等基本性能进行测试和分析,实验结果表明所设计的驱动电源满足设计要求。     

基于ARM的通用型励磁控制器设计

针对移动电站电源制式的多样化,设计了一种以STM32F103ZET为控制核心的同步电机通用型励磁控制系统,设计了低剩磁电压起励电路,满足了不同剩磁条件下的起励要求;针对独立电力系统的电压、频率波动较大造成采集精度下降的问题,引入了锁相环电路,实现了同步采样,提高了采样精度;采用参数自整定模糊PID的控制策略,通过IGBT功率器件进行励磁电压的PWM调节。实验结果表明,可以满足通用化的要求,具有较好的动、静态性能,调节速度快,完全符合规定的性能指标。     

无中性点电位变化的辅助谐振变换极逆变器

为实现一种结构简单、可靠性高的三相软开关逆变器,提出一种新型辅助谐振变换极软开关逆变器的拓扑结构,在电路中采用高频变压器来均分直流电源电压,避免了使用大电容,没有中性点电位的变化问题,可靠地实现了主开关器件的零电压开通和辅助开关器件的零电流关断,二极管的反向恢复损耗也被有效降低,而且拓扑结构中设置了变压器的去磁复位电路,可靠地保护了辅助开关器件.对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计原则.制作一个1 kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性.     

基于潮流估计和分块负荷削减的配电网可靠性评估算法

基于中压配电网闭环设计、开环运行的特点,以及元件电压降落、功率损耗及树状网络潮流分布的特点,推导出了节点电压、支路传输功率与支路阻抗的关系。在节点负荷矩基础上推导出了计算和修正节点负荷矩的等值阻抗和等值功率计算公式;提出了配电网故障解析中负荷转移后的电压估计模型、送端馈线潮流估计模型和受端馈线潮流估计模型,提高了可靠性评估中元件故障状态下潮流计算的效率。以分块链表简化配电网的结构并给出分块负荷削减的模型,实现了计及潮流约束的配电网可靠性评估。IEEE 33节点系统和工程算例仿真表明,文中提出的负荷削减模型与潮流估算模型相结合可快速、准确地实现中压配电网的可靠性计算,具有较高的工程实用价值。     

电网解合环仿真系统建设及应用研究

对电网的合环或解合环的操作都可以相应地提高电网运行可靠性,根据以往合环或解环仿真软件的特点,提出了一种新的仿真软件设计思路,给出了该软件的主体结构、框架及具体仿真模块,该软件可实现实时录入不同电压等级电网的数据,并根据软件已有的分析模型及相关电压等级的分析依据仿真,从而判断电网合环或解环的可行性,以及操作时的风险点,对保障电力系统安全稳定运行具有参考价值。     

弱电网下基于电压扰动补偿的并网变换器改进控制方法

在弱电网条件下,并网变换器的控制系统与电网阻抗相互耦合,导致并网系统的稳定性降低,其中并网点电压扰动对锁相环和直流电压环的影响是导致并网变换器稳定性下降的关键因素。变换器阻抗模型是系统稳定性分析的基础,因此,首先在dq坐标系下,建立了包含电流环、锁相环和直流电压环等环节的三相并网变换器小信号阻抗模型。由阻抗模型中各变量的传递关系,能够找出并网点电压对锁相环和直流电压环输出的扰动通道,推导出扰动分量对控制器输出影响的表达式。在此基础上,将锁相环和直流电压环输出扰动补偿项添加到d轴和q轴电流环控制器,进而提出了基于并网电压扰动补偿的控制方法。理论分析结果表明,该方法可以在弱电网条件下有效降低电网阻抗与控制器耦合的影响,提高并网系统的稳定性。实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

基于PSCAD/EMTDC的低压合环电流仿真

随着用户对供电可靠性要求不断提高,低压配电网的供电方式成为未来电网供电可靠性及安全性的重要因素;通过设计双公变房低压母联、邻近台区配电变压器间低压母联和配电变压器低压干线联络等供电方式,应用PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,改变低压合环点的上级电源、配电变压器、负荷等设备和运行参数;仿真得到低压合环电流的曲线和数据,分析合环电流大小的影响因素,合环两侧电压相角差对合环电流的影响很大;在合环冲击电流未超过线路保护装置整定的速断保护启动电流,合环稳态电流未超过线路的热稳限值,环路上的所有设备不过载前提下可进行低压合环转电操作。     

三相高功率因数PWM整流器双闭环控制系统设计

引入电压干扰补偿,建立三相高功率因数脉宽调制(PWM)整流器的简化数学模型,该模型既能真实反映PWM整流器的运行状态,又便于控制系统设计。针对电流内环的控制要求,根据电流内环的斜坡响应特性设计其比例积分(PI)调节参数,提出依照I“TAE性能最佳准则”的PI调节参数设计方法;针对电压外环的控制要求,根据电压外环的阶跃响应特性设计其PI调节参数,提出依照“阶跃响应最佳准则”的PI调节参数设计方法。仿真波形和实验数据验证了简化数学模型和PI调节参数设计方法的正确性。     

基于广义积分器的电力单相锁相环研究

针对目前软件锁相环技术存在锁相误差及滤波延时的不足,笔者基于瞬时无功理论的单相锁相环技术,提出一种通过二阶广义积分器来构造正交信号的方法.并对输入电压存在直流分量的情况下,分析了正交电压分量输出的偏移情况,设计一个前馈低通滤波器后,性能有了明显的改善.最后通过在PSCAD/EMTDC中单相可控并联无功补偿(TCPC)系...     

变电站二次电压回路存在的问题及解决措施

从对变电站二次电压回路的要求出发,阐述了双母线系统中二次电压回路的作用、组成和切换过程.分析了二次电压回路的三个切换过程中故障发生的原因.指出了在二次回路设计和运行操作过程中应当注意的问题,提出了相应的防范措施,保证了电力系统继电保护安全稳定运行.     

发电机励磁变压器二次电压设计取值的探讨

发电机励磁变压器二次电压直接影响发电机励磁系统的控制性能和安全可靠运行。针对近期大量新建及改造机组的励磁系统设计审查工作,对励磁变压器二次电压设计取值进行了研究。从设计保证励磁系统强励能力、启动试验励磁电压要求等方面出发,参考相关标准要求,对励磁变压器二次电压参数选择和重点核算内容进行了分析,励磁变二次电压取值需要同时考虑励磁变压器容量投资、灭磁可靠性、整流桥晶闸管等级要求、励磁主回路绝缘耐压要求等在内的多种限制因素,提出了励磁变压器二次电压设计取值应注意的问题。     

基于改进控制策略与动态无功支撑相结合的高电压穿越方法研究

针对双馈风力发电机高电压穿越问题,利用Laplace变换对电网电压骤升时电磁暂态过渡过程进行分析,得出定子电流不仅含有直流分量,还包含有工频交流成分,并通过仿真频谱验证了理论分析的正确性。不同于常规研究中只在转子电压方程考虑定子磁链的动态变化,而忽略了其对功率外环的影响,分析了定子磁链动态变化对有功、无功解耦的影响,在此基础上对功率外环进行传统矢量控制策略的改进。此外,考虑并网规范对机组无功电流支撑的要求,控制换流器输出与电网电压骤升幅度相匹配的无功电流,帮助故障电网快速恢复。仿真结果表明,该方案不仅能够保证电网电压骤升时双馈机组不脱网运行,而且也满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现高电压穿越。     

电压不平衡时风电系统中基于双同步变换的锁相环设计

快速准确地锁定正序基波电压分量的相位和频率是保证风力发电系统中网侧变换器、静止无功补偿装置安全可靠运行的基础.针对基于单dq坐标变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差等问题,提出一种基于解耦双同步参考坐标变换的锁相环设计方法,通过双dq变换和解耦计算检测出不平衡电网电压中正序分量和负序分量,从而消除电压不平衡的影响.在电压不平衡、电压畸变、频率突变和单相接地情况下进行了仿真和实验研究,结果验证了所提方法的正确性和有效性.