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中国电机工程学报 2008年第15期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

谐振型限流器过电压保护电路拓扑设计与优化1-6

摘要：谐振型限流器的电容器因故障电流引起过电压，传统过电压保护技术不适合限流器的系统工况。该文提出了新型过电压保护电路方案。该电路采用避雷器、晶闸管阀、间隙和快速开关等保护器件，保护器件特性不同，需与之相适应的阻尼回路也不同，其组合可构成多种拓扑结构，文中建立了3种拓扑类型数学模型，分析了阻尼电路的电流应力变化情况，从中优化了拓扑结构。阻尼参数影响电流陡度和振荡时间，通过仿真计算优化了阻尼参数。故障电流和电容器放电电流叠加使晶闸管阀体承受巨大的电流应力，建立晶闸管阀热阻抗模型，分析了暂态温升变化。仿真试验结果证明设计原理的正确性和可行性。

自主均流控制的并联Buck变换器稳定性分析7-15

摘要：研究基于自主均流法并联Buck变换器的稳定性问题。基于系统精确的状态方程，数值仿真观察系统随参数变化时呈现的均流失败、低频振荡以及输出电压上浮等现象。使用一种改进的离散建模方法得到系统的映射模型，并结合仿真结果对系统的稳定性进行分析，揭示了低频振荡的Hopf分岔本质。最后给出系统的稳定性边界，讨论了均流环对系统性能的影响。

DC/DC变换器的切换仿射线性系统模型及控制16-22

摘要：DC／DC变换器控制的主要难点之一在于它所特有的混杂特性。从切换线性系统理论及无源系统理论角度提出了DC／DC变换器建模和调节问题的新方法。首先建立基本DC／DC变换器Buck、Boost和Buck-Boost的切换仿射线性系统模型，然后根据凸组合稳定条件及无源性理论，选取电感和电容的储能函数为各切换子系统的共同Lyapunov函数，据此划分各子系统的运行区域，构造切换律保证系统在任意切换下的二次稳定，最后进行了仿真分析和验证。所提出方法不仅适用于开关变换电路的控制，亦适用于其他具有端口受控哈密顿结构的切换系统的控制。

二极管加电流互感器箝位的移相全桥DC／DC变换器23-31

摘要：二极管箝位的移相全桥变换器工作在电感电流断续模式时，箝位二极管工作在硬关断状态，极易损坏，严重影响系统的可靠性。该文分析了该变换器的工作原理，提出二极管加电流互感器箝位的移相全桥变换器，该变换器能够有效地减小箝位二极管的导通时间，使其能够自然关断。详细分析了所提变换器的工作原理，给出主要参数的设计方法，并通过实验验证了原理分析的正确性。

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2008 IEEEPES 输配电会议在芝加哥召开 IEEEPES更名31-31

摘要：<正>2008年4月21日至24日,IEEE PES国际输配电会议在美国芝加哥迈考密展览中心召开。会议旨在促进世界各国输配电行业专家、学者及工程师提高工作水平和技能,与会者包括:配电工程师、电网维护

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应用相差错时采样空间矢量调制的级联型高压变频器共模电压抑制32-38

摘要：为消除级联型多电平逆变器的输出共模电压，首先提出了基于左、右桥臂矢量的三类相差空间矢量调制（space vector modulation，SVM）技术，数学推导出三类调制技术的等效正弦脉宽调制（sinepulse width modulation，SPWM）的调制波，并分析了其各自相电压输出波形的单、双极性，证明2π／3相差SVM必为单极性调制。通过借鉴错时采样SVM移相技术，将相差SVM改进并引入级联型高压变频器，详细分析了21t／3相差SVM消除两类共模电压的机理。通过与三次谐波注入型载波移相SPWM消除共模电压的仿真类比，结果证明该调制方法能有效消除共模电压，又不至于过多降低直流电压利用率。

适用于电流型变流器的空间矢量过调制策略39-43

摘要：提出一种适用于电流型变流器（current source converters，CSC）的空间矢量过调制策略。该方法根据调制比将整个过调制区域分为两部分，能实现变流器从线性区域到六脉波状态的平滑过渡，并且保证输出电流和调制比之间成线性关系。另外，该文也对逆变器输出电流的谐波畸变率和低次谐波含量进行了详尽分析，将此过调制策略应用于基于电流型变流器的不间断电源上，系统能够获得更快的动态响应和更高的输出功率，并通过仿真试验得以验证。

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清华大学AVC专利技术被美国PJM电网采用43-43

摘要：由清华大学电机系孙宏斌教授和张伯明教授负责研发的专利技术“基于软分区的电网自动电压控制系统（AVC）”，被全球最大的区域电网——美国PJM电网采用。今年3月，PJM互联电网公司（PJM Interconnection，L．L．C．）与清华大学签订了第一期采购合同。这是我国AVC专利技术首次走出国门，并将应用于美国最大区域电网，表明了我国AVC技术的国际竞争力和领先水平，具有重大标志性意义。

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应用整流性负载模型的单相逆变器特性分析44-48

摘要：提出一种利用死区特性实现的整流性负载模型，并基于提出的模型对逆变器负载特性及其系统进行了分析。根据非线性理论，把整流性负载条件下逆变器工作分解成两种状态，从而简化了分析。文中研究了整流性负载条件下逆变器输出电压畸变机理，并利用相平面法分析了系统的稳定性。根据以上分析，提出了整流性负载条件下逆变器的设计原理，并根据提出的理论进行了仿真和实验论证，实现了较好的控制效果。

基于虚拟磁链直接功率控制的四象限级联型多电平逆变器简化结构49-54

摘要：传统四象限级联型逆变器由多个四象限电压胞组成，需要大量电量传感器及滤波电感，造成系统体积和成本显著增加。该文提出一种四象限级联型逆变器的新型简化结构，将基于虚拟磁链直接功率控制策略（virtual-flux-linkage direct powercontrol strategy,VF-DPC）的PWM整流器与传统H桥逆变器相结合，引入虚拟磁链的概念并用于计算瞬时有功和无功功率，无需检测输入变压器二次侧输出电压，省去了交流电压传感器，并避免计算输入电流的微分；通过适当提高变压器感抗以起到滤波作用，从而取代了电压胞输入端滤波电感。所提出的简化结构具有体积小，有效降低传感器数量，抗干扰能力强，能量自由双向传递，输入、输出电流谐波含量较低等优点。仿真和实验结果证明了该新型简化结构及其控制策略的正确性和可行性。

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2008年设备状态检测与故障诊断国际学术会议在京圆满结束54-54

摘要：2008年设备状态检测与故障诊断国际学术会议（2008 International Conferenceon Condition Monitoringand Diagnosis，CMD2008）于4月21—23日在北京中苑宾馆举行，会议由华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室主办，华北电力大学副校长、高电压与电磁兼容北京市重点实验室主任李成榕教授担任大会主席。

中国电机工程学报杂志电力电子与电力传动

基于集成门极换向晶闸管与链式逆变器的±50Mvar静止同步补偿器55-60

摘要：基于集成门极换向晶闸管（integrated gate commutated thyristor，IGCT）和链式逆变器的＋50Mvar静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）已研制完成并投入工业运行。文中给出了±50Mvar STATCOM的主电路构成及主要参数、150Hz优化脉宽调制（pulse width modulation，PWM）控制策略、直流电压平衡控制策略及自平衡反馈线性化无功控制策略，并给出了现场的试验结果。试验结果表明±50MvarSTATCOM装置的各项性能指标都达到了预期目标。

多电平逆变器SHEPWM问题解的包含关系61-66

摘要：为了利用已知的较低电平数多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制（selected harmoni celimination pulse width modulation，SHEPWM）问题的解，来构建、丰富和完善具有较多电平数的多电平逆变器的SHEPWM问题的解的集合，该文从SHEPWM非线性方程组的形式、多电平逆变器输出电平的物理概念、多电平逆变器SHEPWM问题解的多重性等方面出发，提出并研究了多电平逆变器SHEPWM问题解的包含关系。以级联多电平逆变器为例，对七电平逆变器M=0．38、五电平逆变器M=0．76和三电平逆变器M=1．14时的方程组的数值解进行了实验研究，结果证明了所求数值解能够实现基波控制、谐波消除目标、七电平对五电平和三电平、五电平对三电平逆变器SHEPWM问题的解包含关系。

随机频率PWM逆变器的分析设计67-71

摘要：应用随机脉宽调制（pulse width modulation，PWM）方法可以使逆变器的输出电压频谱呈连续分布而不影响基波分量，这样由逆变器供电的电动机的声学噪声和机械振动就会大大减小。该文提出一种用于驱动感应电机的随机频率PWM逆变器，并给出了可实现的设计程序。首先分析随机信号对逆变器输出电压频谱的影响，其次，进行相关的量化设计；最后采用Simulink仿真和实验的手段对整个系统进行了分析。仿真和实验结果表明该文提出的随机开关频率脉宽调制（random frequencyPWM，RFPWM）设计方案中，逆变器输出电压的频谱是均匀随机分布的，而且声学噪声和机械振动都得到有效抑制。

一种逆变器损耗分析与计算的新方法72-78

摘要：提出一套完整的逆变器损耗分析计算方法，并以双Buck逆变器为例进行实际的计算与分析。在对开关损耗进行分析时考虑了器件间的相互影响和作用，因而更为精确。通过损耗计算得出逆变器损耗的主要组成部分及其主要的决定因数，对逆变器初始设计或进一步改进具有重要指导意义。该文提出的损耗计算方法适用于包括滞环电流控制型逆变器在内的各种变换器。

感应电机空间矢量PWM控制逆变器死区效应补偿79-83

摘要：针对感应电机矢量控制系统，提出了一种可以同时补偿死区误差电压并消除零电流钳位现象的死区补偿方法。在分析影响死区效应的因素以及等效死区时间表达式的基础上，采用平均死区时间补偿法，在两相静止轴系中对等效死区时间产生的误差电压进行了补偿。为了提高电流极性检测的准确性，利用旋转轴系中的励磁电流和转矩电流分量经过坐标反变换，判断电流在两相静止轴系所处的扇区来决定需要施加的补偿电压。另外，为了改善输出电流波形的质量，将一种零电流钳位效应消除方法结合到上述补偿方法中。通过TMS320F2812DSP芯片实现补偿算法，并在11kW感应电机矢量控制系统中验证了死区补偿算法的有效性。

注入式混合有源电力滤波器的复合控制84-91

摘要：电网谐波电压对注入式混合有源电力滤波器的补偿性能以及安全性有很大的影响，但是目前对这方面的研究很少。该文在分析采用不同控制策略时注入式混合有源电力滤波器工作性能的基础上，并根据实际工程遇到的问题，提出一种基于检测负载电流、电网电流和接入点谐波电压的复合控制方案。其中电网谐波治理主要靠检测负载电流来完成，而检测电网电流主要用来提高治理精度，检测接入点谐波电压用来消除电网谐波电压对装置的安全性造成的影响。仿真和实验结果表明采用这种复合控制的注入式混合有源电力滤波器即使在电网电压畸变时仍能安全稳定运行，并取得很好的滤波效果，从而达到实用化的目的。

应用微分几何理论的三相并联型有源电力滤波器解耦控制92-97

摘要：有源电力滤波器（active power filter，APF）由于其突出性能已被证明是谐波抑制的有效手段之一，然而APF主电路为电压源逆变器（voltage source inverter，VSI），是一个非线性多变量、强耦合的系统，难以建立精确的数学模型，从而给控制器设计及应用带来困难。该文基于微分几何理论提出一种状态反馈精确线性化方法，推导出非线性坐标映射以及非线性反馈变换方程，将APF系统精确线性化，最终实现三相并联电压型APF有功、无功解耦控制器的设计。最后使用Matlab进行仿真并基于DSP和FPGA构成的双微处理器结构设计控制器进行了实验，仿真及实验结果表明，该控制策略能较好的实现APF的解耦控制，具有较好的补偿特性，经该控制算法补偿，谐波畸变率限制在2％以下，同时给出数字PI控制的实验结果作为比较。