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电工技术学报 2010年第09期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工理论

基于MTLs弱耦合串扰模型的开关电源传导发射1-7

摘要：由于串扰耦合效应的影响,开关电源输入输出线距离较近时,输入线和输出线传导噪声高频段相互耦合明显,不利于EMI滤波器的设计。针对输入线和输出线同侧的开关电源,基于多导体传输线（MTLs）理论和弱耦合串扰模型,分析了共模噪声电流传播途径,建立了开关电源输入输出线串扰模型,并给出单位长度参数。仿真和实验结果表明,输出线传导噪声的变化能够影响输入线的测试结果。针对输入输出线传导发射,提出了相应的改善措施。

大功率电磁装置短时变频磁场辐射测试系统8-13

摘要：使用电磁兼容标准中规定的测试系统测量短时变频磁场信号代价过高,为了解决这一问题,论文设计了适用于大功率电磁装置短时变频磁场辐射测量的测试系统,并与电磁兼容标准中规定的测试系统进行了测试对比。所设计的测量系统由三维磁场探头、多通道示波器和虚拟接收机软件三部分组成,测试时,首先使用三维磁场探头和多通道示波器获取被测短时变频磁场信号的时域波形,然后使用基于Matlab的虚拟接收机软件分析被测信号的频谱特性。实验表明,所设计的测试系统能够准确捕捉待测设备在各个频率上的最大发射幅度,且具有测量成本低、测试耗时短的优点。

直流偏磁条件下叠片铁心的磁性能模拟14-19

摘要：基于完全按照电力变压器的标准设计和制作的叠片铁心模型,模拟变压器叠片铁心直流偏磁工作条件下的综合磁性能。利用实验获得的绕组感应电压和励磁电流等性能数据,计算得到了叠片铁心的直流磁化曲线。基于电压电流实测数据和直流磁化曲线的计算结果,提出了直流偏磁条件下变压器铁心中直流磁通的仿真求解方法,进而确定了偏磁工作条件下铁心模型的磁滞回线族。利用Matlab软件对变压器铁心在直流偏磁工作条件下的损耗进行了实验研究和分析,获得了不同偏置磁场作用时变压器叠片铁心的损耗曲线,可用于直流偏磁电磁场的分析以及产品的电磁设计。

电工技术学报杂志高电压工程

直流电压下油纸绝缘结构气隙模型的局部放电特性20-27

摘要：在油纸类绝缘的高压电力设备中,绝缘介质中的气隙是产生局部放电的主要来源。一般来讲,气隙主要有油纸固体绝缘纸板中因制造工艺等产生的气隙,另外还有绝缘油液体中的气泡产生的气隙。为了研究直流电压下油纸类绝缘介质的局部放电特征,在实验室内构建了油纸绝缘结构中绝缘纸板气隙模型和油中气泡气隙模型,施加直流电压,分别采用罗氏线圈与采样电阻来测量局部放电信号。利用Origin数值分析软件对局部放电脉冲进行频谱特性分析及滤波处理等。研究结果给出了绝缘纸板气隙和油中气泡气隙模型在直流电压作用下局部放电的波形特征,为研究油纸绝缘类设备（如直流输电系统中的换流变压器）在直流电压下的局部放电的检测与识别奠定基础。

采用局部放电因子向量评估油纸绝缘热老化状态的一种方法28-34

摘要：代替传统化学方法,研究采用局部放电来评估变压器油纸绝缘的老化状态具有理论意义,并且在变压器滤油后也存在实际应用价值。文章在单因子加速热老化试验的基础上测量了不同老化阶段试品的局部放电,并利用因子分析方法从局部放电29个统计特征参数中提取了10个主成分因子向量。引入单位圆描述了油纸绝缘的老化状态,建立了以老化半径R为单一目标的三层BP神经网络评估模型。分别采用遗传算法GA和LM算法对网络进行了训练,并对测试样本进行了老化状态识别,结果表明GA-BP网络较LM-BP网络对老化具有更高的识别率。

基于最优小波包变换与核主分量分析的局部放电信号特征提取35-40

摘要：UHF法作为GIS设备PD检测的有效方法已得到广泛应用,但GIS内UHFPD信号的特征提取一直是研究的难点问题。作者从小波包对UHFPD信号分解过程入手,根据已建立的GIS内4种典型缺陷UHFPD数学模型,分别采用熵最小原则选取最优小波包基,利用所得到的最优小波包基对UHFPD信号进行分解得到的小波包系数,计算信号在各频带投影序列的能量、在各个尺度下的模极大值和绝对平均值,构造出能完整描述UHFPD信号的特征空间,并用KPCA法将高维特征空间降到低维特征空间,解决了维数危机,消除了类内散度矩阵的奇异性,并最大限度地保持原有信号的特性。由此作为模式识别的特征量能够较好地应用于UHFPD信号模式识别。

电工技术学报杂志电机与电器

一种磁性齿轮传动装置41-46

摘要：新型磁性齿轮传动装置属于磁场调制式磁力传动结构,具有转矩密度高、运行效率高的优点,有替代机械齿轮在清洁、低温和高空等环境中运行的潜力。该装置具有两层气隙,运行时少极数内转子和多极数外转子分别以不同转速不同转向旋转。由于内外转子转动步长不同、方向不同,采用纯有限元法计算时,必须随时根据转子的转动进行气隙内网格的处理,难度很大。使用数值解析结合法计算磁场,由于气隙区域无网格,内外转子实现了灵活转动。根据计算结果,可以获得气隙区域的磁通密度解析表达式,进行谐波分析,有利于方便、精确地计算电磁转矩。在理论分析和计算的基础上,设计和制造了样机,试验证明新型磁性齿轮传动装置具有高传动效率和高转矩密度。

变频驱动三相感应电机系统稳定性的数学推导与分析47-55

摘要：变频驱动感应电机系统在低转速、轻载下容易出现低频振荡现象。以变频驱动的三相电机系统为例,由电机小扰动模型及逆变系统开关模型入手,推导出全系统小扰动数学模型。利用现代控制理论赫尔维兹判据分析了系统的稳定性并绘制出三维不稳定区域,详细分析了不同运行工况下电机参数、直流滤波电感电容、变频器死区时间、调制频率、调制比等参数变化时对系统稳定性的影响规律并得到了仿真及实验验证。此推导与分析过程可以推广至变频驱动的多相感应电机系统中,结论有助于此类系统参数合理设计与稳定运行。

基于无源性理论的开关磁阻直线电机位置控制56-61

摘要：基于能量耗散理论和开关磁阻电机原理,提出了一种开关磁阻直线电机（LSRM）的非线性控制器。因电气时间常数远小于机械时间常数,LSRM可视为两时间尺度系统,并可分解为反馈连接的电气和机械两个无源子系统。分别对两个子系统进行无源性控制器设计,因反馈连接的无源子系统仍然保证无源性,从而保证整个系统的全局稳定性,试验结果表明该方法具有优良的性能和鲁棒性,并易于实现。

一种统一的无刷直流电机直接反电动势法62-68

摘要：无刷直流电机直接反电势法研究已经得到了比较广泛的开展,但只适用于上管调制、下管恒通的控制方式。在研究无刷直流电机传统模型的基础上,根据无刷直流电机的工作原理,构建了无刷直流电机的简化模型,由此简化模型分析了不同PWM技术断开相端电压的特点,提出了通过在PWM开通期间采样断开相端电压与二分之一的母线电压相比较检测反电动势过零点的方法,并进行了样机实验。实验结果表明：提出的方法能在很宽的电机速度范围内,精确地获得不受PWM影响的反电动势过零点。

分段电弧模型下VFTO的计算与分析69-73

摘要：在快速暂态过电压（VFTO）的计算过程中,气体绝缘变电站（GIS）设备模型的选取直接影响计算结果的准确程度,其中隔离开关的电弧模型尤为重要。根据分布参数理论与电弧的动态物理过程,以及目前常用的两种电弧模型,提出了三段式的分段电弧模型,并结合某550kV电站的实际电路,详细计算了在三种电弧模型条件下GIS内部的VFTO,同时研究了不同电弧模型对GIS内部元件处VFTO极值、频谱特性及上升陡度的影响。结果表明,分段电弧模型能够较为准确地模拟隔离开关电弧的物理过程,对于VFTO的数值计算与特性分析是实用的。

不同旋气槽数对SF6断路器三维气流场影响74-79

摘要：针对SF6断路器提出了在气体通道的喷口上游增加旋气槽,实现将传统的轴向吹弧改为旋转吹弧的新型喷口结构。以110kVSF6断路器为研究对象,采用有限体积法对有槽和无槽结构的SF6断路器进行数值模拟并研究了旋气结构对气流场参数的影响。在理论研究表明带有旋气槽结构的断路器具有很强的吹弧能力的基础上,进一步在保证灭弧室内气体流量不变条件下,进行了改变旋气槽槽数对吹弧能力影响的深入研究,得到不同旋气槽数对气流速度分布的影响规律,为进一步定量研究新型旋气式SF6断路器奠定基础。

常温和高温环境下电磁继电器触点侵蚀及失效模式分析80-86

摘要：环境温度是影响电磁继电器触点侵蚀的一个重要因素。根据相同负载不同温度（常温＋20℃和高温＋125℃）下继电器10万次动作后的对比试验结果,对触点的侵蚀情况和测得的相关数据进行分析,解释两种环境温度下触点侵蚀不同及导致的测试结果差异。同时建立电磁继电器的静、动态特性模型,仿真分析触点侵蚀不同对相关参数的影响。最后推测两种温度下触点的不同失效模式并给出应采取的预防和改进措施。

连杆转换位置对MCCB操作机构的影响及其优化87-91

摘要：介绍了操作机构打开过程中的连杆转换现象。通过对比转换位置前后连杆的机械性能,研究了连杆转换位置对操作机构性能的影响。根据分析的结果,利用虚拟样机软件ADAMS计算了某塑壳断路器操作机构的最优连杆转换位置,达到了优化机构的目的。经过优化,使机构的打开时间缩短了1ms。通过对优化前后的机构进行实验对比,验证了仿真结果的可信性。分析结果可以为通过优化连杆转换位置提高机构性能提供方法和指导。

电工技术学报杂志信息与动态

第四届电工技术前沿问题学术论坛征文通知92-92

摘要：为促进电气工程学科学术交流,产学研合作,推动整个电工行业的技术创新和产业发展,继2007年成功举办＂第三届电工技术前沿问题学术论坛＂后,2010年11月25-27日,将在华中科技大学召开＂第四届电工技术前沿问题学术论坛＂。此次会议由电气时代杂志社主办,

电工技术学报杂志电力电子

基于相角超前补偿网络的DC/DC变换器数模混合补偿方法93-100

摘要：相对于模拟控制方式,数字控制DC/DC变换器由于反馈回路中存在着固有的延迟效应,动态性能通常不如模拟控制的DC/DC变换器。提出了一种数模混合的控制器补偿方法,它基于相角超前校正网络来提高系统的相角裕量,从而减小输入电压波动或负载跃变时输出电压的波动幅值。搭建了一个基于FPGA平台的数字控制同步Buck变换器,将所提的方法与几种传统的电压控制型数字控制补偿方法进行对比。实验表明数模混合补偿方法具有电路简单、动态特性好的优点,方便和现有的商用数字电源控制芯片结合以提高电源的动态响应能力。

脉冲序列控制反激变换器输出电压纹波和脉冲组合方式101-107

摘要：分析了一种新型非线性控制方法——脉冲序列控制,通过调整两组预先设定的控制脉冲的组合,实现开关变换器输出电压的调整。脉冲序列控制开关变换器的控制电路简单、可靠,不需要补偿网络。对脉冲序列控制反激变换器的工作原理及控制策略进行了系统、深入地分析,研究了不同负载情况下一个脉冲序列周期内的脉冲组合方式和输出电压纹波,设计了一个脉冲序列控制器。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性及控制器设计的可行性。

Z源三电平中点钳位逆变器的空间矢量调制方法108-114

摘要：为克服双Z源网络三电平中点钳位（NPC）逆变器所需储能元件多、硬件成本高的缺点,研究了一种单Z源网络三电平NPC逆变拓扑,该拓扑仅需要一个输入电源和Z源网络,但是具有与双Z源网络NPC逆变器相同的升压特性。提出了一种适用于Z源三电平NPC逆变器的空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法。该方法基于原点变换思想,将三电平SVPWM等效为两电平SVPWM,简化了计算。通过在等效零矢量内合理配置直通矢量,实现了逆变器的升压输出,且最大程度减小了直通动作产生的开关损耗。最后,仿真及实验结果均证实了所提SVPWM方法的有效性。