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 2015年第12期杂志 文档列表

基于磁负超材料的无线电能传输系统

摘要:针对MCR-WPT系统的传输效率受距离约束程度高等问题,本文分析讨论了磁负超材料介质板对MCR-WPT系统传输效率的影响,推导并验证了磁负超材料介质板对消逝波传输的增强作用。利用HFSS构造了一种工作在ISM频段的MCR-WPT系统,并设计了一种适合该MCR-WPT系统的低频平面螺旋型磁负超材料介质板。当系统工作频率大于25MHz时,该低频磁负超材料介质板表现出磁负特性。通过将所设计的不同周期排列的磁负超材料介质板放置在MCR-WPT系统的不同位置,研究了不同条件下螺旋型磁负超材料介质板对系统传输效率影响。仿真和实验结果表明:在MCR-WPT系统发射端插入小尺寸磁负超材料介质板、接收端插入中等尺寸磁负超材料介质板时,系统传输效率能够得到有效提高;在传输距离不变的前提下,加入磁负超材料介质板后MCR-WPT系统的传输效率至少提高20%,其中实验平台中系统传输效率提高了近30%。
1-11

磁悬浮轴承应用发展及关键技术综述

摘要:磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间,实现定子和转子之间没有机械接触的一种新型支承轴承,在航空航天、机械工业及生命科学等领域具有非常广阔的应用前景。本文首先详细综述了国内外磁悬浮轴承的应用发展状况,归纳了国内外磁悬浮轴承的定义,针对磁悬浮轴承的结构(有传感器磁悬浮轴承、无传感器磁悬浮轴承)和磁悬浮轴承的悬浮力建模方法(有传感器磁悬浮轴承的建模方法和无传感器磁悬浮轴承的建模方法)进行了阐述。
12-20

螺旋磁场作用下磁致伸缩位移传感器的输出电压模型及实验

摘要:基于魏德曼效应和压磁效应建立了螺旋磁场作用下磁致伸缩位移传感器的输出电压模型,计算了磁致伸缩位移传感器的输出电压。计算结果表明输出电压与螺旋磁场间存在线性关系。当激励磁场与偏置磁场均为3k A/m、螺旋磁场强度为4.24k A/m时,输出电压的计算值达到18.09m V,计算结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合,表明了建立的输出电压模型的正确性。基于建立的模型,可以确定传感器激励磁场与偏置磁场的范围,研究可为磁致伸缩位移传感器的优化设计提供理论基础与指导。
21-26

电弧炉电极调节系统的模糊解耦控制器

摘要:由于电弧炉三个电极之间存在耦合作用,严重影响了三相电极的控制效果,而普通单相控制方法因未考虑耦合易出现较大的失调。本文在分析三相电极耦合关系基础上,推导出电流补偿解耦方法。该方法对电极解耦有理论意义,但补偿系数与弧长实时相关且计算量较大。故在电流补偿解耦方法基础上又引入了单输入双输出的模糊器进行补偿解耦。通过Matlab/Simulink软件对其解耦性、抗干扰性进行仿真并对现场采集的数据进行解耦前后的比较,结果表明模糊补偿解耦器能消除三相电极之间的强耦合作用,提高电弧炉炼钢效率及降低能耗。
27-33

基于空间矢量和特定消谐脉宽调制的三电平逆变器调制方法

摘要:基于三电平高压逆变器中同时应用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和特定消谐脉宽调制(SHEPWM)的混合调制方法,即高频时采用SHEPWM,低频时采用异步SVPWM,避免了低频时SHEPWM存储量变大和SVPWM在高频时谐波特性变差大的缺点,充分发挥了二者的优点,使逆变器在整个工作范围内都可以有效抑制低次谐波,得到较好的输出波形。同时为保证切换过程中电流和电压没有跳变,提出了一种使得二者之间平滑切换的方法。最后,采用PSIM对基于SHEPWM和SVPWM的混合调制方法进行了仿真研究,并在实际NPC三电平逆变器控制平台上进行了实验,对所做的理论分析进行了验证。
34-40

SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的特性对比及其在DAB变换器中的应用

摘要:碳化硅(Si C)半导体器件由于其宽禁带材料的优良特性受到了广泛关注。Si C半导体器件作为一种新型器件,对其与Si半导体器件的特性对比及评估越来越有必要。本文主要对比了Si C MOSFET、Si Cool MOS和IGBT的静态特性。并搭建了基于Buck变换器的测试平台,测试条件为输入电压为400V,电流为4~10A,对比了三种器件的开关波形、开关时间、开关损耗、dv/dt、di/dt以及内部二极管的反向恢复特性。设计了一台2k W的双主动全桥(DAB)变换器的实验样机,对比了应用三种器件的DAB变换器的理论效率和实测效率。
41-50

具有负载普适性的高压双极性方波脉冲源研制

摘要:为满足高压脉冲杀菌灭藻实验的需求,研制了一种新型极性可调方波高压脉冲电源。该电源前端为半桥式Marx电路,产生单极性重复频率的方波高压脉冲,后端级联一个H桥,通过控制H桥正、负向放电通道开闭的不同时序实现对高压脉冲极性的调节。本文对拓扑结构设计思路、不同负载时的工作原理和开关控制策略进行了阐述和分析,并利用PSIM软件仿真验证了该脉冲源设计方案的正确性。最后,研制了脉冲源样机,经测试证明,该脉冲源所采用的IGBT浮地驱动技术安全可靠,其最大输出电压达±7k V,输出电流达±10A,脉冲数达1kpps,额定输出时上升沿可达160ns,脉宽3.5μs,且能在阻性、容性、感性等各类负载下正常工作,并易于实现电压、频率、脉宽、极性的调节,易于实现模块化和小型化。
51-60

无极灯用多阶高频谐振变换器负载匹配的研究

摘要:立足于无极灯用多阶高频谐振变换器,阐述了变换器的工作原理和稳态特性,引出了对高管压小功率无极灯进行负载匹配的关键问题。从起动时无极灯负载电阻很大,并且需要高压触发到稳态时灯电阻急剧变小,能够以最大功率输出以及实现开关管零电压开通等几个方面进行了理论分析和数学推导,充分考虑了无极灯负载自身在不同工作阶段的特点,得到了适合无极灯负载特性的匹配方案及其关键参数的设计方法。依据所提出的关键参数设计方法,研制了一台适用于不同工况的实验样机,实验结果证明了设计方法的有效性和可行性。
61-67

单向混合三相电压型整流器技术

摘要:为满足工业对整流器的综合性能要求,尤其是对效率、功率密度的要求,国外学者开始了单向混合三相电压型整流器(UHTPVSR)的研究。为促进UHTPVSR的研究,本文对国外不同类型的UHTPVSR进行了分析,指出了存在的诸多不足,提出了应该解决的关键问题,为我国进行UHTPVSR研究作为参考。
68-75

微电网孤岛工况下基于四桥臂变流器的不平衡负载分配策略

摘要:为实现负载功率的合理分配,微电网中的变流器并联运行时通常采用基于有功功率-频率、无功功率-电压的下垂控制策略。随着系统中不平衡负载的增加,传统的下垂控制策略已不能保证不平衡负载电流的准确分配。为解决上述问题,本文采用三相四桥臂作为微电网变流器拓扑,分析了负载电流不平衡分量的分配机理以及零序环流的产生原因,提出一种基于负序、零序虚拟阻抗的电流均分策略。该策略与正序功率下垂控制结合,通过设置各序的虚拟阻抗以减小线路阻抗对变流器负载电流分配的影响,实现对负序、零序电流的合理分配。最后,通过实验对所提出的并联控制策略进行验证。实验结果表明,在不平衡负载工况下,采用该控制策略的四桥臂变流器并联运行稳定,能够实现对负序、零序电流的准确均分,并有效抑制零序环流。
76-86

同步控制双向LLC谐振变换器

摘要:本文提出了一种同步控制的双向LLC谐振变换器。为使变换器在正向、反向工作时拓扑结构相同,在电路中增加了一个辅助电感。该辅助电感除了可以使双向LLC谐振变换器的双向工作特性完全对称外,还可以帮助开关管实现软开关。文章提出的双向LLC谐振变换器结构简单、控制方法易于实现。当变换器开关频率小于谐振频率时,所有开关管均可以实现零电压开通(ZVS);当变换器开关频率大于等于谐振频率时,软开关特性与传统LLC谐振变换器相同。因此变换器具有较高的效率,很适合应用于能量双向流动的场合。同步控制的双向LLC谐振变换器与传统二极管整流的单向LLC谐振变换器的工作特性存在差别,为了精确分析,文章提出了新的等效电路模型,并给出了同步控制双向LLC谐振变换器的电压增益公式和软开关条件。最后通过实验验证了理论分析的结果。
87-96

一种可实现两组池板独立MPPT控制的新型双逆变器光伏并网变流器

摘要:为了实现光伏系统大容量高效率的运行需求,本文提出一种新型双逆变器串联的光伏并网变流器拓扑。通过建立双逆变器串联系统的数学模型,得出了在光伏系统中抑制共模漏电流的调制方法,进而实现了对双直流侧电压的稳定控制和两组串联光伏池板的独立最大功率点跟踪控制(MPPT),有效降低光伏系统的初始成本并提升发电效率。文中通过仿真和实验,验证了提出方法的有效性。
97-105

基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器的软开关

摘要:通过分析双重移相控制下双有源桥DC-DC变换器的工作模式与各桥臂IGBT实现软开关的约束条件,得出了满足软开关条件的高频变压器漏感参数设计方法与死区时间限制条件;根据变换器稳态运行各阶段电路状态数学模型的分析,实现了通过对电路参数的优化设计降低变换器开关损耗,从而提高双有源桥直流变换器的效率。最后,根据理论推导结果设计变压器漏感并试验,试验结果表明所提出的设计方法对增加软开关实现范围和提高变换器效率的有效性。
106-113

基于小波PWM调制的逆变器特性分析

摘要:本文介绍了基于非二进制离散小波分辨率分析的小波PWM调制原理和实现方法,分析并给出了小波PWM调制中不同参数对逆变器输出性能的影响,有利于选择合理的参数。并利用谐波消除的原理,通过具体算例将小波PWM调制与SPWM技术进行比较,仿真和实验结果表明,小波PWM调制具有数字化算法实现更简单,电压利用率更高,谐波总畸变率(THD)更小的优点,但是输出电压调节范围更小以及对低次谐波的抑制能力更差,为小波PWM调制更有效的实际应用提供了理论依据。
114-119

模块化多电平变换器模型及稳态特性研究

摘要:模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter,MMC)以其高度模块化、高效率、低失真和高可靠性的特点在中高压大容量应用领域有着广阔的前景。本文以上下桥臂总体电容电压之和、上下桥臂总体电容电压之差、桥臂环流以及输出电流为状态变量建立了MMC的四阶大信号模型,并在大信号模型的基础上研究了MMC的稳态特性,得到了环流、桥臂电流以及上下桥臂平均电容电压的精确解析表达式。研究表明,环流主要含有直流分量和二次谐波分量,上桥臂电容电压与下桥臂电容电压的偶次谐波同相,奇次谐波反相,电容电压直流分量与稳态额定值略有差异。最后搭建了三相48模块的MMC仿真平台及实验样机,仿真波形和实验波形均与理论解析表达式高度吻合,验证了所提四阶模型及稳态解析表达式的准确性。
120-127

一种新型混合储能拓扑及其功率分流算法

摘要:拓扑结构和功率分流算法是混合储能系统研究的两个重要内容。本文提出了一种基于模块化级联多电平拓扑的混合储能变换器,并且采用了一种特殊的载波层叠调试方法实现模块间的电压均衡。针对混合储能中的功率分流控制问题,本文总结了最经常采用的低通滤波器法的缺点,并在仿真和实验中与一种新的功率分流算法进行了对比。本文在MATLAB\SIMULINK平台上进行了仿真研究,得到了仿真结果,并且在小容量实验平台获得了短时间运行和长时间运行的实验结果。
128-135

柔性直流输电系统中模块化多电平变流器的直流侧充电策略分析

摘要:本文首先对柔性直流输电系统中的模块化多电平变流器的充电方式进行了分析。当柔性直流输电系统连接无源负载时受端站就需要通过直流侧进行充电。本文通过推导模块化多电平变流器直流侧数学模型得出直流侧充电必然存在过充现象。为了抑制过充电压幅值,本文提出了一种直流侧可控充电策略。并根据模块化多电平变流器本身的限制条件推导出充电系数的取值公式。同时,分析了充电电流的变化过程并根据数学模型计算得到充电电流的最大值,为模块化多电平变流器充电系统的设计提供了理论依据。最后,通过实验验证了本文提出的充电策略的可行性和有效性。
136-142

基于滑模变结构的Vienna整流器新型双闭环控制策略研究

摘要:传统电流电压双闭环控制策略的PI调节器控制参数为常数且较为敏感,在系统启动和负载变动时,Vienna整流器存在动态响应速度慢、抗干扰性能差、网侧电流谐波(THD)含量大等问题。为此,提出新型双闭环滑模非线性控制策略来提高输出直流侧电压和输入交流侧电流的动态响应速度以及抗干扰性能,其中内环采用无需dp旋转坐标变换的滑模直接功率控制(SMC-DPC);外环采用电压平方反馈闭环的滑模控制;详细推导该算法,给出具体设计过程。最后利用仿真和实验对新型双闭环滑模非线性控制策略与传统双闭环PI控制方案进行比较,结果表明:前者明显优于后者,在启动和负载变化时表现出良好的动态性能和鲁棒性能。
143-151