电工技术学报杂志

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电工技术学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Transactions of China Electrotechnical Society

  • 11-2188/TM 国内刊号
  • 1000-6753 国际刊号
  • 3.2 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电工技术学报是中国电工技术学会主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1986年创刊,目前已被上海图书馆馆藏、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学技术协会主管的国家重点学术期刊之一。电工技术学报在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:大容量电力电子装置技术与应用专题、电工理论、电机及其系统、电力电子、高电压与放电

电工技术学报 2019年第08期杂志 文档列表

电工技术学报杂志电工理论与新技术
水下无线电能传输技术及应用研究综述1559-1568

摘要:为了解决海洋水下设备的能源供给问题,无线电能传输技术正成为新型的水下电能传输方式,它具有传统的电能补给方式不可比拟的技术优势,可有效提高水下设备的供电安全性、可靠性、便捷性和隐蔽性。本文在分析水下无线电能传输技术发展现状基础上,论述电磁感应式、磁耦合谐振式和超声波耦合式三种水下无线电能传输技术的实现原理和优缺点,总结分析当前水下无线电能传输领域的研究热点,最后针对技术发展趋势,阐述了水下无线电能传输亟需解决的技术问题。

基于双LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统研究1569-1579

摘要:为了简化磁耦合谐振式无线充电系统电路设计和控制的复杂性,提出一种双 LCL变补偿参数的磁耦合谐振式无线充电系统,只需对部分补偿元件进行投切操作,即可实现恒流和恒压充电。首先利用二端口网络对系统原边、副边建模得到双 LCL数学模型,分析实现恒流或恒压输出的参数配置条件;然后根据恒流和恒压参数配置特点,设计变补偿参数的电路结构;再根据仿真方法得出的关键参数与系统传输特性之间的关系,合理设计参数配置,使得磁耦合谐振式无线充电系统无复杂电路环节而且控制简单,还可实现原边电流和频率恒定;最后搭建实验平台,验证设计的系统输出的电压或电流波动较小,可以满足恒压和恒流充电的要求。

电动汽车无线充电系统中电屏蔽对空间磁场的影响分析1580-1588

摘要:在无线电能传输系统中,为了降低外界磁场对充电设备的干扰,提高整个系统的工作效率,通常在原边设备和副边设备中加入电屏蔽装置。该文建立有限元仿真模型,分析了电屏蔽对耦合机构周围空间磁场的影响。在实验中,搭建三维空间磁场测量系统,测量并绘制原边设备与副边设备背部三维磁场分布图。研究结果表明,电屏蔽有效地减少了原边设备与副边设备附近磁场的大小,起到了防止磁场扩散的作用。有限元仿真中的磁场分布情况与实际测量结果相同。该文中搭建的无线电能传输三维磁场测量系统能直观地显示空间磁场的分布情况,对无线电能传输装置设计和研发起到了辅助的作用。

外部和内部因素对纳米晶合金kHz级饱和磁化过程影响的微磁学分析1589-1598

摘要:纳米晶合金在 kHz级复杂高频饱和工况下的建模问题由于缺乏基础研究而变得愈加突出。基于微磁学模拟软件 OOMMF,建立介观尺度下纳米晶合金(Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9)的三维模型,计算得到的模型静态磁特性参数与实验测量结果基本吻合,验证了该三维模型的正确性。采用磁矩偏转角速度ω表征饱和磁化过程中磁矩的进动情况,定量界定"动态饱和"和"静态饱和"两种工况,据此分别探究外部因素(包括附加直流偏置磁场 Bd和磁化频率 f)和内部因素(即晶粒尺寸 d)的不同变化对饱和磁化过程的影响机理。结果表明:对于外部因素,在动态饱和工况下,增大 Bd或提高 f均对磁矩偏转有加速作用,其中增大 Bd的效果更明显;在静态饱和工况下,纳米晶合金的磁化速度已达最大,此时增大 Bd或提高 f均已不能加速磁矩的偏转。对于内部因素,无论动态还是静态饱和,减小晶粒尺寸均会增大磁矩偏转角速度ω,从而加速纳米晶合金材料的磁化过程。

电工技术学报杂志电机及其控制
PWM电机系统漏电流分析1599-1606

摘要:随着 PWM变频器在电机控制中的广泛应用,在电机控制性能显著提高的同时,系统共模电流(正常漏电流)的问题愈发严重。同时,当电机系统发生漏电故障时,现有漏电保护装置不能区分故障漏电流和正常漏电流,导致系统存在安全隐患。针对此问题,首先对 PWM电机系统正常漏电流计算模型和流通路径进行研究,然后对系统的漏电故障点及相应故障漏电流进行了分析,最后通过试验测试对 PWM电机系统正常漏电流和正常与故障混合漏电流的时频特性进行深入分析和研究,为正常漏电流的有效抑制和故障漏电流的准确检测提供理论指导。

基于三角形(△)组合线圈的永磁球形电机转矩特性与通电策略分析1607-1615

摘要:为了减少永磁球形电机轨迹跟踪过程中的控制电流计算量,提出一种基于三角形(△)组合线圈的通电策略。首先,通过 Maxwell软件,利用叠加原理建立基于单个定子线圈的电磁转矩模型;然后,对比分析不同组合线圈自旋和倾斜运动的静态电磁转矩,确立△组合线圈的电磁转矩方程;同时,通过电流-转矩表达式,获得定子线圈的控制电流;最后,通过仿真计算和实验验证该方案的可行性。实验结果表明相对于单个线圈的独立控制,基于△组合线圈的通电策略在电机运动范围内无运动奇点,显著减少了控制电流的计算量。

基于Newton-Raphson搜索算法的永磁同步电机变电感参数最大转矩电流比控制方法1616-1625

摘要:内置式永磁同步电机的最大转矩电流比控制充分利用了电机的磁阻转矩,以最小铜损为目标,可以在最小电流条件下输出最大转矩。然而,永磁同步电机的电感存在磁饱和及交叉饱和特性,实际中电感参数会随电流的变化而变化,这需要结合不同电感值进行大量繁琐的标定和拟合工作。本文提出一种变电感参数的最大转矩电流比自动搜索方法,通过构建电感关于电流的三维数据表格,利用二阶 Newton-Raphson(N-R)自动搜索算法,将复杂的最大转矩电流比非线性公式转化为微控制器易实现的迭代运算,提高电流分配精度,简化标定工作,仿真和实验验证了所提出算法的有效性。

九相磁通切换永磁电机主动缺相运行控制策略1626-1635

摘要:为提高电驱系统轻载工作时的运行效率,提出一种九相磁通切换永磁(FSPM)电机主动缺相方案,即按照不同功率要求,运行不同绕组系统,进而获得不同绕组组合状态下的最大效率。首先建立九相 FSPM电机及变流器的损耗模型,并从系统运行功耗角度分析,讨论最佳的绕组通电模式。在此基础上,精确计算主动缺相运行时谐波子空间的电流分量,进而设计主动缺相控制策略。最后,按照绕组最优投切顺序给出直接切换和容错切换两种投切方式。仿真和实验结果验证了主动缺相控制策略的有效性。

电工技术学报杂志电力电子
模块化多电平换流阀IGBT器件功率损耗计算与结温探测1636-1646

摘要:半桥子模块是柔性直流输电系统中模块化多电平换流阀(MMC)的核心单元,根据运行工况参数计算半桥子模块器件的功率损耗是进行绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块结温探测的关键,准确的结温波动信息对 MMC换流阀系统的可靠性研究和安全运行尤为重要。与一般的两电平逆变器不同,MMC系统中桥臂电流具有与生俱来的直流偏置特性。该文提出了一种基于电热耦合模型的半桥子模块中 IGBT器件功率损耗与瞬态结温计算的数学解析方法。首先研究半桥子模块中各导通器件电流复现方法,建立基于开关周期的平均功率损耗计算模型,基于瞬态热阻抗建立半桥子模块中 IGBT器件的热网络模型;然后通过一个 2MW的柔性直流输电系统算例,计算子模块中上下管开关器件的功率损耗和瞬态结温变化,计算速度是时域仿真模型的 1000倍;最后通过有限元模型验证了文中所提电热耦合模型的有效性。

正-反激组合变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析1647-1656

摘要:为给正-反激组合变换器的设计和研制提供理论指导,对其能量传输模式进行深入研究,发现反激部分工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时分别存在六种和四种能量传输模式,并推导出各工作模式之间的临界电感,分析得出反激部分工作于 CCM时对应各能量传输模式的变压器临界电感随电感的减小而增大。推导出各模式的输出纹波电压解析式并进行对比分析,指出反激部分工作于不完全电感供能时,输出纹波电压随变压器电感的增大而减小;而工作于完全电感供能时,却与变压器电感无关,且随电感的减小而减小,此时,仅需较小的输出滤波电容和电感就可满足输出纹波电压指标要求。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

模块化多电平变换器基于钳位和能量转移电路的可直通子模块拓扑1657-1666

摘要:为提高模块化多电平变换器(MMC)的可靠性,提出一种具有上下开关管直通能力的子模块拓扑结构,该拓扑结构由半桥电路、钳位电路和能量转移电路三部分组成。钳位电路保证了子模块电压的稳定输出,能量转移电路保证了子模块电容的充放电平衡。该拓扑结构不仅允许上下开关管直通,而且不需要电容电压平衡控制策略,具有自平衡能力,简化了系统的结构和软件计算量,提高了可靠性。介绍子模块电路构成、工作原理及控制方法。基于五电平单相实验平台验证所提出的基于子模块拓扑结构的 MMC不仅可容许子模块桥臂直通,而且无需采用环流抑制措施即可实现低交流环流运行。

一种多谐振隔离双向DC-DC变换器1667-1676

摘要:提出一种新型 CDT-LC多谐振软开关双向直流变换器。基于传统 LLC谐振拓扑,通过引入辅助变压器构建新的谐振结构,不仅保留了软开关高效运行的优点,同时收获了更好的电压增益特性,实现在较宽电压增益范围仍具有较高的工作效率。此外,对拓扑的工作模态以及增益特性进行详细分析,为变换器工作模式设计提供理论依据。在此基础上,计算分析变换器损耗的损耗分布并采用合理的优化方法提高效率。最后,建立 2.5kW样机进行实验,验证了变换器的性能与理论分析的正确性,其最高效率可达 97%。

一种改善Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法1677-1688

摘要:三相三电平 Vienna整流器具有输入电流总谐波畸变率(THD)低、功率密度高、单位功率因数等优点,适用于高频三相功率因数校正场合。在器件开关暂态过程中,Vienna整流器的寄生电容和缓冲电路等非线性因素会造成交流侧端电压误差,给输入电流引入低频谐波,从而影响电流品质。为此,本文提出一种改善 Vienna整流器输入电流品质的载波钳位调制方法,该方法考虑 Vienna整流器电路非线性因素,对开关暂态过程和端电压误差进行分析,在电流过零时将端电压钳位到零电平,且可调节钳位区间大小,有效降低了端电压误差,提高了输入电流品质。通过仿真和实验对所提载波钳位调制方法和常规 SPWM方法进行比较,结果表明:所提方法能在宽负载范围下降低输入电流低频谐波分量和总电流畸变率,验证了所提载波钳位调制方法的正确性和可行性。

双反星形不控整流器的直流侧双无源谐波抑制方法1689-1697

摘要:提出一种应用于双反星形不控整流器的直流侧双无源谐波抑制方法。该方法使用多绕组平衡电抗器代替平衡电抗器,多绕组平衡电抗器的一次绕组与两个共阴极二极管组成两抽头变换器,二次绕组与另外两个共阴极二极管组成单相全波整流电路,两种无源电路共同构成双无源谐波抑制电路。在双无源谐波抑制电路的作用下,双反星形不控整流器的输出脉波数增加至原来的 3倍,成为 18脉波整流器。本文分析了双无源谐波抑制电路的工作模态,并从输入线电流总谐波畸变率(THD)值最小的角度出发,对多绕组平衡电抗器的匝比进行了优化设计。理论分析表明,使用直流侧双无源谐波抑制方法后,整流器输入线电流 THD降低至 10.1%,负载电压纹波也减小为 7.56×10^-3。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。另外,双无源谐波抑制方法中使用的都是无源器件,具有电路结构简单、易于实现等优点。

具有主动阻尼特征的LCL并网逆变器状态反馈控制方法1698-1707

摘要:网侧阻抗波动与数字控制延迟会影响到 LCL滤波器型并网逆变电源的稳定运行。针对该问题,在考虑到数字延迟的基础上,建立系统的离散化状态空间模型,并进行状态反馈特征分析,据此研究一种具备主动阻尼特征的状态反馈控制方法。该方法将公共耦合点电压作为系统的状态变量,分析该状态变量反馈对网侧阻抗波动引入的稳定性问题的改善作用。另外,在仅对网侧电感电流采样的基础上,研究对逆变电流进行状态重构与离散系统状态拓展方法,并通过这些状态变量的反馈控制设计,改善系统的稳定裕度与参数适应性。通过仿真与实验进行验证,结果证明分析的正确性以及控制方法的可行性和有效性。

T型三电平逆变器的并网电流D-Σ数字控制算法1708-1717

摘要:为了提高 T型三电平逆变器的并网电流质量,加快并网逆变器系统的动态响应速度,提高稳态控制精度,研究一种基于 D-Σ数字控制的并网电流控制方法。根据 T型三电平逆变器的单相等效电路,建立 T型三电平逆变器的暂态数学模型,深入分析 D-Σ数字控制原理,提出电网中性点与直流侧中点之间共模电压的预估方法,对比分析 D-Σ数字控制与传统无差拍控制的动静态性能。通过仿真和实验研究证明了 D-Σ数字控制的有效性和共模电压预估的正确性,充分展示了该算法优良的动静态性能。

基于受控耗散Hamiltonian系统模型的光伏准Z源T型三电平并网逆变器控制策略1718-1727

摘要:基于端口受控耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源控制策略无需对受控对象进行线性化处理,它从能量成型与注入阻尼方面讨论受控对象的稳定性,简化了控制系统的结构。首先,利用状态空间法推导出准 Z源 T型三电平逆变器数学模型;其次,结合无源 PCHD模型的控制规律选取能量函数与注入阻尼,并进行控制系统的设计。该控制策略不但使系统具有优良的动、静特性,且逆变器输出电流谐波低、经济性高;最后,仿真和硬件实验验证了基于 PCHD模型的无源控制策略的正确性和有效性。

电工技术学报杂志源-网-荷协调控制
基于需求响应潜力时变性的风火荷协同控制方法1728-1738

摘要:随着可再生能源并网容量的不断提高,可利用智能需求响应技术提升电网消纳可再生能源的能力,但如何定量评估具有时变特性的需求响应潜力(DRP)是一个亟待解决的问题。该文提出一种考虑 DRP时变性的风电、火电和负荷实时协同控制技术,以实现风电功率的最大消纳。首先,基于空调、热水器和电动汽车等智能家电的动态运行特性,建立智能家电的聚合响应数学模型;其次,在分析 DRP时变特性的基础上提出 DRP的定量计算方法;最后,综合考虑风电波动性、火电机组爬坡特性、DRP时变性以及电力网络潮流越限等约束,提出风火荷协同控制优化方法,以实现风电功率消纳的最大化。仿真算例结果表明该文所提方法的有效性和合理性。