瞬时功率频谱分析在牵引电机转子故障诊断的应用研究

针对故障特征频率容易被基波频率淹没的问题,提出一种基于网侧瞬时功率的转子故障诊断方法。当交流调速系统牵引电机发生转子断条故障时,定子电流中故障特征频率(1±2s)f1分量通过变频器向变频器一次侧(网侧)传播。通过频谱分析发现,变频器网侧电流信号和定子电流信号都存在故障特征频率容易被基波频率淹没的问题。该方法选用网侧瞬时功率进行频谱分析,使得转子断条故障特征频率转换成2sf1的频谱分量,消除了基波频率影响,突出故障特征频率。且只需采集单相电流,简化了硬件结构。实验表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

电压型PWM整流器直接功率控制技术

本文介绍了目前三相电压型PWM整流器电压定向功率直接控制(VO DPC)系统及基于输出调节子空间的功率直接控制(ORS DPC)系统的原理,分析了直接功率控制系统的性能;并进行了仿真研究。研究和分析表明,三相电压型PWM整流器直接功率控制系统具有结构和算法简单、无PWM调制模块、高功率因数、低谐波、动态性能良好等优点;值得进一步研究。     

固体环网柜介质损耗数字测量算法

固体环网柜采用的固体绝缘套筒介质损耗在线监测系统存在抗干扰能力差、数据同步采样条件要求高、计算分辨率低等问题。为降低这些因素对监测精度的影响,采用瞬时功率变换法测量介质损耗值,通过瞬时对信号进行分解,提取基波阻性电流和容性电流,实现介质损耗值的动态监测。结合滤波器的设计,达到监测结果的高精确度。设计、制作了环网柜介质损耗在线监测系统进行试验,结果表明:采用该方法的在线监测可以控制相对误差在3%以内,有效地克服了由于非同步采样和非整周期采样造成的频谱泄漏和栅栏效应带来的误差。     

基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法

该文介绍了一种基于瞬时功率频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障监测与诊断方法。采集定子某两个端子之间的线电压和对应的线电流，由二者的乘积即可构成瞬时功率信号。理论分析表明，与常见的基于定子线电流频谱分析方法相比，使用瞬时功率信号能避免基波电流对故障特征成分的影响，更好地突出故障特征，分离复合故障。这些都有益于对故障程度的量化，和诊断规则的建立。通过对样机进行断条和偏心故障设置，多种故障情况下的实验结果也证实了上述结论。     

非正弦不平衡电流全参量的检测方法

为了克服传统检测方法在非正弦不平衡系统中检测的单一性,在对称分量法基础上提出一种计算矩阵,可将任意次的正、负、零序电流,广义无功电流,以及各相中的不平衡谐波、不平衡有功、不平衡无功电流,单相基波功率因数等参量一次计算出来。该方法的原理是在检测出基波不平衡电流的基础上利用幅相计算原理建立计算矩阵,即可方便计算出多种电参量。该方法可用于三相三线(四线)制和单相系统中,对电力系统自动化装置的检测及各种拓扑结构的电能质量治理装置的补偿量检测也适用,尤其在要考虑装置补偿容量以及装置能否补偿有功功率不平衡时可进行灵活选择补偿。理论分析和算例实验均表明了该方法的正确性和可行性。     

基于瞬时功率理论的输电线路分相电流差动保护

为了消除分布电容电流对电流差动保护的影响,提出一种基于瞬时功率理论的输电线路分相电流差动保护原理。对线路两端的三相瞬时电流进行傅里叶变换,并对变换后的电流进行低通滤波后得到线路两端的三相基波有功电流分量,利用其构成差动电流保护判据。利用PSCAD软件建立500 k V输电线路仿真模型对所提差动保护原理进行仿真验证,仿真结果表明,其不受过渡电阻和分布电容电流的影响,可快速、准确地区分各种故障类型。     

基于相序变换的三相系统瞬时功率定义

瞬时无功功率理论(p-q理论)应用克拉克变换把不含零序分量的三相三线系统中线性相关的三相电量变换为线性独立的两个分量,构成两维向量,继而基于向量运算法则提出了瞬时功率定义,被广泛应用于有源滤波及无功补偿等工程领域。指出三相三线制p-q理论只是FBD功率理论的特例,继而指出p-q理论应用于三相四线制系统时并不能实现线损最小的最优补偿目标。基于相序变换的数学原理,提出了一种线性变换方法,可把三相四线制系统中的四个线性相关的电量变换为线性独立的三个变量,构成三维正交坐标系中的三维空间向量,继而应用向量运算法则提出了瞬时功率定义方法,具有定义简洁、计算简单直观、物理意义清晰的特点。此外,在三相三线制系统中,该定义与三相三线制p-q理论、FBD功率理论达到了统一,在三相四线制系统中该定义与FBD功率理论也是一致的。     

PWM整流器无电压传感器预测电流控制

传统PWM整流器预测电流控制需借助交流电压传感器测量电网电压,针对电压传感器硬件成本高、安装困难及可靠性低等问题,提出将虚拟磁链引入PWM整流器预测电流控制方法中。建立两相静止坐标系下PWM整流器虚拟磁链数学模型,采用带有补偿项的一阶低通滤波器代替纯积分环节对电网虚拟磁链进行估计,解决因纯积分环节带来的积分初值和直流偏置问题,利用虚拟磁链计算瞬时功率和电网电压矢量幅值及相角,结合预测电流控制方法建立PWM整流器无电压传感器预测电流控制系统。仿真结果表明无电压传感器预测电流控制系统电网电压及电流相位同步,电网电流谐波畸变率低,直流母线电压准确跟踪其指令值,表明所提方法的有效性和可行性。     

激波风洞瞬时动导数试验方法研究

为了克服高超声速激波风洞工作时间短,发展并建立了瞬时动导数实验技术。该技术在传统自由振动风洞试验装置基础上,使用新研制了高频动态天平,通过风洞启动时的随机扰动获取模型/天平系统的高频响应数据,最后经瞬时功率谱数据分析方法辨识出动稳定导数。不仅阐述了瞬时动导数实验原理与瞬时功率谱数据分析方法,而且介绍了高频动态天平及其实验装置结构。M=8.0、10°尖锥模型激波风洞试验结果表明,与自由振动方法相比,试验装置结构简单,易于实现,具有较高的精准度,有能力解决在高超声速激波风洞动稳定实验问题。     

基于免疫算法的水火电联合调度研究

瞬时无功功率理论（p-q理论）应用克拉克变换把不含零序分量的三相三线系统中线性相关的三相电量变换为线性独立的两个分量,构成两维向量,继而基于向量运算法则提出了瞬时功率定义,被广泛应用于有源滤波及无功补偿等工程领域。指出三相三线制p-q理论只是FBD功率理论的特例,继而指出p-q理论应用于三相四线制系统时并不能实现线损最小的最优补偿目标。基于相序变换的数学原理,提出了一种线性变换方法,可把三相四线制系统中的四个线性相关的电量变换为线性独立的三个变量,构成三维正交坐标系中的三维空间向量,继而应用向量运算法则提出了瞬时功率定义方法,具有定义简洁、计算简单直观、物理意义清晰的特点。此外,在三相三线制系统中,该定义与三相三线制p-q理论、FBD功率理论达到了统一,在三相四线制系统中该定义与FBD功率理论也是一致的。