电工技术学报杂志社
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电工技术学报杂志

《电工技术学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1986年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:电机电器、电力系统、电工理论、自动控制等。
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电工技术学会
  • 国际刊号:1000-6753
  • 国内刊号:11-2188/TM
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:6-117
  • 创刊时间:1986
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.2
  • 综合影响因子:2.919
相关期刊
服务介绍

电工技术学报 2014年第12期杂志 文档列表

基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析

摘要:为提高基于电力电子逆变接口的分布式电源对电力系统保持稳定所需惯性的贡献,设计了一种基于虚拟同步发电机的新型整体控制策略。利用同步发电机的转子运动方程、一次调频特性及无功调节的延迟特性,构造了分布式逆变电源的上层控制,底层控制则采用跟踪效果更好的比例谐振控制器。建立了并网和自治两种工作模式下逆变电源的小信号模型,根据状态矩阵特征值及灵敏度计算,分析了主要控制参数对系统稳定性及动态响应的影响。仿真分析及实验结果验证了方法的正确性,表明分布式逆变电源能够工作在并网和自治两种模式,且并网模式下无功功率的改变对有功功率的影响较小,所建小信号模型可用于系统稳定性分析及相关控制参数的优化设计。
1-10

一种考虑死区与最小脉宽限制的IPWM算法

摘要:由于存在死区时间和最小脉宽限制,造成两电平三相电压源型逆变器的实际电压空间缩小,因此,传统的七段式SVPWM及其过调制算法不再完全适用。为此,本文提出了一种新颖的考虑死区与最小脉宽限制的综合式脉宽调制(IPWM)算法。首先,该算法将经典的七段式SVPWM与五段式DPWM1、三段式PWM、一段式PWM综合起来,并重新划分了线性调制区和过调制区,有效扩展了实际的电压空间。其次,该算法对过调制算法进行优化,减小了运算量并降低了输出谐波;同时,通过对参考电压进行线性修正,有效地提高了输出电压基波幅值的线性度。针对调制电平与恒定电平之间的切换问题,也给出了基于有限状态机的新死区插入方法。最后,在感应电机的实验结果验证了该算法的可行性与优越性。
11-18

基于滞后补偿的PWM逆变器控制策略研究

摘要:分析了离散域下PWM逆变器的可控自由度与被控自由度的关系。通过新增控制器输出量作为逆变器的状态变量以构成滞后补偿环节,同时引入相应的反馈系数以增加系统的可控自由度,使得离散化后的逆变器系统满足"控制器可控自由度与系统被控自由度相等"的约束条件,阐明了该新增环节与控制系统滞后时间的关系,提出了基于增广状态变量的双环控制策略,并通过极点配置法获得了期望的动态特性。仿真和实验表明:所提控制策略能保证逆变器系统稳定可靠,并且具有良好的动态和静态特性。
19-25

三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略

摘要:三相四桥臂逆变器较成熟的控制策略都需依赖数字信号处理器来实现,但数字化控制的精确性受较多因素制约,其控制效果在一些场合并不理想。本文在分析了三相四桥臂逆变器数学模型的基础上,研究了一种三相四桥臂逆变器的非数字化控制策略,各相桥臂采用了改进的电压电流双闭环控制,通过加入谐振控制器提高逆变器的稳态精度,通过补偿零序谐波提高逆变器的输出正弦度和直流母线电压利用率;第四桥臂采用零序谐波电压PWM控制,保证了逆变器具有较强的带不平衡负载能力。仿真和实验验证了该控制策略具有方法简单、易于模拟电路实现、逆变器输出波形质量高、带不平衡负载能力强、动静态性能良好等优点。
26-32

基于免疫算法的逆变器多目标Pareto最优控制策略

摘要:提出一种采用免疫算法来求解逆变器输出波形质量和开关损耗多目标Pareto最优控制策略的方法。其中输出波形质量目标由波形质量评价函数刻画,开关损耗目标由开关损耗评价函数刻画,并以Pareto前沿面的形式给出多目标Pareto最优解集。在此基础上深入分析逆变器在几组不同阻感负载条件下波形质量与开关损耗之间关系图。本文通过计算数据手册提供的器件特性参数、负载电流(集电极电流)、开关门极驱动信号以及直流母线电压来计算逆变器的损耗。搭建以DSP+FPGA为核心控制系统的模拟实验平台进行小容量模拟试验,通过霍尔电流传感器采集逆变器输出电流信号,采用热敏电阻PT100测量逆变器的损耗。仿真和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。
33-41

数字控制电压调整器模块的建模分析

摘要:近年来,数字控制电压调整模块(VRM)因相比于传统的模拟控制电压调整模块有不少优势而得到青睐。但仍存在诸多不足,如量化效应、延时效应等。其中的延时环节多在数字控制器内部,难以知道其确切的模型。本文介绍了一种数字控制12V零电压开关的自驱电压调整模块的小信号模型,分别对主电路、数字控制电路各组成部分进行建模,最后统一成一个完整的小信号模型,并依此对控制电路进行设计。这个模型同样适用于Buck电路和多相交错并联的Buck电路。此外,通过这种方法设计了一个可以实现自适应电压定位(AVP)的数字控制器。文章最后给出了仿真和实验结论,用以证明提出的小信号模型的正确性。
42-49

400Hz有源滤波器闭环控制建模及其动态性能分析

摘要:在介绍有源电力滤波器(APF)电网电流直接控制的基础上,对其闭环控制模型进行了详细的推导和分析,揭示了该控制方法动态特性的根本机理,并指出其直接应用于400Hz航空电网时的局限性。基于经典控制理论,通过在控制环路中引入负载基波有功电流前馈补偿,从而组成复合控制来解决这一问题。阐述了复合控制机理,并且对前馈通道中关键参数不同时的系统性能进行了对比分析和优化设计。实验表明,加入前馈控制后,电网电流能够快速地跟踪负载变化,400Hz航空有源滤波器具有良好的动态性能。
50-57

一种新型非调节隔离DC-DC变换器

摘要:提出一种新型非调节隔离DC-DC变换器,也称为DC-DC变压器(DCX)。DCX变换器表现出理想变压器的工作特性,其电压传输比与负载、开关频率和占空比无关。该隔离变换器的变压器一次侧为带隔直电容的不对称半桥(AHB)电路架构,二次侧由变压器二次侧漏感、谐振电容和整流二极管组成。该变换器实现了一次侧开关管的零电压开通(ZVS)和实现二次侧二极管的零电流关断(ZCS),消除了二次侧整流二极管的电压尖峰振荡和反向恢复损耗,同时将整流二极管电压钳位在输出电压,从而减小了二极管的电压应力。与传统AHB变换器相比,消除了二次侧滤波电感,变换器的重量与体积减小,且输出二极管电压应力不受占空比的影响。最后,通过一个输出功率为72W的48V/12V DC-DC变换器实验电路,验证了理论分析的正确性。
58-65

具有移相控制的ZVS全桥DC-DC斩波变换器

摘要:传统零电压全桥DC-DC变换器存在的两个典型缺陷:滞后桥臂实现零电压时负载范围窄;变压器二次侧电压存在十分明显的电压过冲、电压振荡及占空比丢失现象。本文提出具有移相控制的新型全桥DC-DC斩波变换器,它分别采用无源辅助网络、无损缓冲电路等方法克服了以上缺陷。文中详细分析了该新型变换器的工作原理以及变换器各个阶段的工作模态,同时也分析了此变换器实现软开关的条件及辅助电路的参数设计。为了验证该拓扑结构的相关功能,文中搭建了一台24V/3A,100k Hz的实验样机。实验结果验证了该拓扑结构的正确性,并证明了这种新型拓扑结构有效地解决了传统零电压全桥变换器中存在的缺陷,提升了系统性能。
66-72

基于开关电感的有源网络升压变换器的研究

摘要:在光伏并网微逆变器等需要高电压增益的场合,传统的Boost变换器由于电压增益较小,已经无法满足电压变换的需要。而隔离式DC-DC变换器由于引入了高频变压器,在系统体积和变换效率上都较非隔离DC-DC变换器存在不足,因此非隔离型高增益DC-DC变换器成为了人们研究的热点。然而传统的隔离型高增益变换器存在着变换器体积大,功率器件电压应力高,电压增益仍然有限等缺点。本文提出了一种基于开关电感的有源网络升压变换器拓扑,该拓扑具有较高的电压增益,较低的功率器件的电压应力,并设计制作了一台200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。
73-79

一种高增益低开关应力改进交错型Boost变换器

摘要:提出了一种输入输出全交错型Boost变换器,该变换器的两个电感电流在输入端进行交错并联,可以减小输入电流纹波;输出端的两个分压电容可以被交错并联充电和串联放电,这样既提高了变换器的电压增益,又减小了输出电压纹波。另外,该结构能够减小功率管的电压应力,因此有利于选择低功率等级、高性能的开关器件,以进一步减小功率管的开关和导通损耗。详细分析了所提变换器的工作模式和稳态特性,建立了变换器的数学模型。给出了相应隔离型全交错变换器的电路结构。最后通过一台实验样机验证了所提变换器的有效性。
80-87

一种具有快速动态响应的新型数字PFC控制器

摘要:本文设计了一款新型基于DCM工作模式的全数字PFC控制器,主控制采用了分段自适应PI控制策略,可根据负载、输入电压等的变化实时改变控制参数,不但能够提高系统的抗扰动能力,而且使得系统具有快速的动态响应性能。辅助控制引入了一种新颖的启动电流尖峰抑制策略,该策略基于工作模式控制,通过限制最大占空比使得电路工作在电流断续模式,在充分抑制启动电流尖峰的同时提供了足够的能量,保证了系统快速启动。实验结果表明,所设计的数字PFC系统在输入电压110~230V、最大输出功率140W的测试环境下,最大PF值为0.995 8,最大效率为95.68%。测试中系统启动时间均小于10个工频周期,无电压超调及启动浪涌电流。负载切换的响应时间最大179ms,最小21ms,过冲电压10%~20%。
88-94

基于动态限的周期非稳定工况的实时故障检测模型

摘要:系统非稳定工况下,传统的多元统计方法难以对多变量参数进行有效的故障检测。针对这些问题,本文给出了动态限和同峰谷的概念;并证明了周期非稳定工况下的多变量参数的T2统计量也是周期性的;然后提出了一种基于动态限的周期非稳定工况的实时故障检测模型,并对模型的实时性和可行性进行了分析。最后将该模型应用于系统周期非稳定工况下的实时故障检测。
95-101

基于共振隧穿机制的太赫兹波振荡器特性模拟

摘要:共振隧穿器件由于其具有高频高速的特点,适用于制作太赫兹波段的振荡源器件。本文主要针对太赫兹波段的共振隧穿二极管(RTD)的振荡特性进行模拟仿真。利用等效电路理论和Pspice软件对共振隧穿振荡器(RTO)的等效电路模型进行振荡频率和功率的模拟计算。在理论计算中将隧穿和渡越时间效应以及寄生元件等制约因素都进行了分析,结果表明通过改进RTD和缝隙天线的结构,共振隧穿振荡器的振荡频率可达1.2THz,输出功率可达到115?W。并且在Pspice仿真环境下进行验证,结果也与理论计算较为相符。
102-106

无刷直流电机无位置传感器转子位置辨识策略

摘要:由于电机的设计制造工艺等问题,反电动势波形往往不是理想的120°平顶宽度梯形波。同时,无刷直流电机无位置传感器控制通常采用反电动势法——通过检测不导通相的反电动势过零点,再延迟30°电角度来得到换相时刻。但该方法需要重构有一定误差的电机中性点和导致相反电动势过零点检测延迟的深度滤波电路。通过改进相电动势法原理,定性分析电动势波形和傅里叶级数推导证明,提出适用于任意平顶宽度梯形波的转子位置辨识策略。实验表明该方法可以精确得到转子位置,确定未导通相的换相时刻,有一定理论和工程应用价值。
107-112

一种变压器时域场路耦合计算的自适应算法

摘要:采用时域场路耦合模型研究变压器直流偏磁,推导绝对稳定域分析计算收敛性,研究稳定边界对应时间步长h0与状态矩阵特征值的关系,定义磁场求解频率w衡量计算效率,构造动态电感变化函数评价磁场计算精确性。根据绝对稳定域分析步长和w对计算精确性和效率的影响,提出一种基于时域场路耦合模型的自适应变步长算法,并与定步长算法对比,该方法能够根据变压器非线性励磁的时变性自动修正迭代步长,从而提高效率和精确性。实验结果验证了自适应算法的正确性和有效性,为变压器等电磁设备在交直流混合模式下的时域计算提供新思路。
113-119

考虑并网光伏电源出力时序特性的配电网无功规划

摘要:提高分布式电源的接纳能力,使配电网设备经济高效地运行是智能配电网的基本要求之一。论文分析了并网光伏电源有功出力和无功出力的概率分布,在保证并网光伏电源最大有功输出,并充分利用其无功出力的基础上,建立了以无功补偿方案全寿命周期净收益现值为目标函数的配电网无功规划模型,实现了用较少无功补偿投资满足配电网的无功需求。提出了一种混沌多粒子群算法对上述模型进行求解,该算法克服了基本粒子群算法"早熟"问题。通过含并网光伏电源的配电网无功规划实例,验证了上述无功规划模型和算法的正确性和有效性。
120-127

基于最小能量补偿控制的微网动态电压恢复器

摘要:针对目前微网在并网运行模式下或由并网向孤岛运行模式切换中出现的短时电压扰动问题,建立了适合于微网不同运行模式下的动态电压恢复器(DVR)模型。微网中DVR以传统的混合级联H桥多电平逆变器拓扑结构为主体框架,采用一种改进的逆变器最小能量补偿控制策略,该方法物理意义明确,数学推导清晰,在确定DVR最小注入功率角时简洁方便,并能够进一步减少DVR在工作时的能量消耗,延长补偿时间;DVR以微网中自带的风电机组-蓄电池为直流储能单元,降低运行成本;当微网运行于孤岛模式下,DVR工作在微电源方式,可以减少主网的电能供给,提高DVR设备的利用率,实现节能减排。算例仿真结果说明了所提DVR模型的可行性。
128-136