双向高效高功率因数电动汽车充电机研究

电动汽车作为一种高效、节能、零排放的交通工具,将成为未来城市的主导。而对充电机的研究,将直接影响未来电动汽车的发展。针对传统电动汽车充电机的结构,提出了一种高效且高功率因数、低谐波含量、能量双向流动的充电机结构。该结构前级采用三相电压型PWM整流器,后级DC/DC变换电路采用电流可逆斩波电路。针对前级,推导了一种功率前馈的无差拍控制,该方法实现了系统的快速、无差整流。针对后级,提出了一种基于马斯定律的自适应多阶段恒流充电控制,能够有效地延长蓄电池的使用寿命和缩短充电时间。最后通过仿真与实验验证了所提结构与方法能够实现充电机的双向高效、高功率因数、低谐波功能。     

静止无功补偿器的新型最优非线性比例积分电压控制

针对传统PI应用于静止无功补偿器(static var compen- sator, SVC)这个非线性复杂系统上,所体现出的快速性与稳定性之间的矛盾,以及对精确数学模型的依赖性,适应性及鲁棒性较差,该文设计了以非线性函数与传统PI控制器串联起来构成非线性PI控制器,简单易于实现。并且提出基于改进的单纯形加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差绝对值积分(integrate of time multiplied absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对非线性PI控制器的参数KP、KI进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳。仿真和实际应用结果表明该最优非线性PI控制器,不但能快速、无超调的跟踪SVC系统的电压设定值,而且可实现对无功功率、三相不平衡等多个因素的综合补偿,具有较强的鲁棒性、适应性和较高的补偿精度。     

改进并联混合型有源滤波器在大功率非线性负载中的应用

提出了一种改进型并联混合型有源滤波器.针对非线性负载产生的主要谐波分量,将逆变器与无源滤波器电感并联设计,利用并联滤波电感的分流作用以降低逆变器电流容量、输出电压频率和开关频率,并在逆变器发生故障时滤波器仍能正常工作.针对单次谐波电流检测,应用了一种改进滑动窗算法.仿真和试验结果表明,该混合型有源滤波器不仅具有良好的滤波效果,而且能减少逆变器电流.     

模块化多电平功率放大器的损耗分析与散热设计

开关功率放大器在民用和军事中,如电动振动试验台和电声发射系统等重要领域都有着广泛的应用。首先研究了一种模块化多电平结构的大功率开关功率放大器,介绍了其工作原理,并着重分析了模块化多电平开关功率放大器的热损耗,讨论了其损耗与负载功率大小以及功率因数的关系。然后根据理论分析结果,对模块化多电平开关功率放大器的散热系统进行了设计,并通过热仿真软件PLECS和有限元分析软件ANSYS对所设计的热系统进行了仿真验证。最后研制了30 kW的模块化多电平功率放大器样机,对理论分析和仿真分析结果进行了实验验证。     

一种高密度磁场电磁搅拌电源的容错方法

提出了一种高密度磁场电磁搅拌系统电源的容错拓扑结构及其容错控制策略,以提高系统的可靠性和稳定性。首先分析了所提高密度磁场电磁搅拌系统的原理。其次分别对电磁搅拌电源的前级三相整流器和后级两相正交逆变器进行了容错拓扑结构的设计,容错空间大,从结构上提高电磁搅拌电源的可靠性。并提出了脉冲重置方法,结合前后级各自的控制方法,形成容错控制策略,使得容错电磁搅拌电源在故障前后不需转换控制算法,从控制算法上提高电磁搅拌电源的可靠性。通过仿真和实验验证了所提容错电磁搅拌电源拓扑及其容错控制策略的正确性。     

企业配电网电能质量补偿系统的设计及应用

针对企业配电网电能质量补偿的工程实际,提出了基于并联注入式混合有源滤波器进行谐波治理和无功补偿的方案。文章首先以某铜箔厂为对象,对企业负荷和电能质量补偿要求进行了分析。根据具体要求,文章对逆变器、输出滤波器、基波串联谐振注入支路、无源滤波器等主电路的设计进行了研究,给出了上位机监控系统和DSP控制系统的软硬件设计方案。仿真和实际应用效果表明,本文提出的方法和方案是行之有效的,满足企业配电网电能质量补偿工程的实际需要。     

注入式混合型有源电力滤波器在工程中的应用

着眼于电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,提出了将注入式混合型有源电力滤波器(HAPF)应用于中高压系统,同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成本和治理效果两方面具体分析了注入式HAPF的应用优势.在对该新型有源电力滤波器的参数设计进行研究的基础上,为该铜箔厂研制了一套HAPF装置.最后立足于系统的安全稳定性,对无源滤波器在投运时系统的谐振特性进行了研究,并根据现场不同的工况对注入式HAPF的性能进行了仿真研究.其中的一些设计思路和工程经验还可推广到其他大型滤波和无功补偿装置的设计和应用中,为推进大功率的HAPF的实用化进程提供有益的参考和借鉴.     

电流跟踪型PWM逆变器的SVPWM控制策略研究

通过对电流跟踪型PWM逆变器的研究,提出了一种新型基于误差电流矢量的SVPWM控制策略。该控制策略能在稳态时抑制电流高频开关谐波,在动态时又能保证电流快速响应。通过仿真,从定子磁链轨迹、定子电流谐波含量和电磁转矩脉动3个方面,将新的控制策略与双滞环电流控制策略进行了对比研究。实验结果证明了新控制策略的正确性和有效性。     

一种新型负序基波电流检测方法及其应用

快速、准确、实用的负序基波电流检测方法对于电能质量监测与控制、继电保护等具有极其重要的意义。通过对幅值积分信号所具有的选频特性进行分析,研究了一种负序基波提取器,在此基础上提出了一种新型的负序基波电流检测方法。基于负序基波提取器的检测方法既不需要锁相环、低通滤波器,也不需要进行αβ坐标系变换到 dq坐标系及其反变换的计算。仿真与实验结果均证明了采用该检测方法的有源滤波器具有良好的补偿性能。     

基于Web的多通道谐波监测及故障录波一体化系统

阐述了建立在工业控制计算机技术、网络管理技术、通信技术上的新一代多通道谐波检测及故障录波一体化装置的硬软件原理、主要功能及关键技术。详细介绍了基于Web管理的体系结构及其实现方法。