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中国电机工程学报 2009年第03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

DC-DC变换器的最小投影法切换律1-6

摘要：采用分段线性系统分析方法，DC—DC变换器的稳定性研究和控制器设计变得十分简单和有效。为此，该文建立DC—DC变换器的切换线性系统模型，引入切换线性系统投影法的概念，提出最小投影法切换律的控制策略。具体论述了DC—DC变换器实现无源控制与全局稳定性的切换律设计方法与步骤，并针对该切换律与平衡点相关的特点，在设计中进行平衡点的补偿以提高切换律的鲁棒性与收敛率。此外，为解决最小投影法切换律存在的滑模问题，还进行适合于DC—DC变换器的延时切换器设计。仿真和实验结果表明该文提出的最小投影法切换律在实际DC—DC变换器中具有普遍适用性。

输出纹波最小化有源箝位正激磁集成变换器7-13

摘要：传统有源箝位变换器存在输出电流脉动较大的缺点。利用磁集成技术将电感和变压器的交变磁通正向耦合，以减小有源箝位变换器的输出电流脉动。该文提出磁集成有源箝位正激变换器，并对其工作原理进行分析。通过将零纹波点设定在0．5占空比处，使变换器同时得到最小输出电流纹波和最低原边开关管的电压应力。给出集成磁件的设计公式以及原边电流脉动和输出电流脉动的表达式。通过2台100W磁集成和传统式的有源箝位正激变换器的实验对比，验证了理论分析的正确性。实验表明，与传统变换器相比，磁集成有源筘位变换器具有更高的变换效率和更小的输出纹波。

中大功率单级功率因数校正变换器中的偏磁分析及其数字化抑制技术14-22

摘要：单级型功率因数校正变换器（power factor corrector，PFC）由于具有功率密度高和电气隔离等特点，在工业界某些应用场合得到应用，然而，用于该拓扑的变压器很容易饱和。基于隔离型全桥拓扑，分析单级型PFC变换器中变压器偏磁产生机理，并推导出每个工频周期内最大的理论偏磁值。对传统偏磁抑制方案进行分析，阐述数字控制本身对偏磁抑制的原理，提出一种能对偏磁有效抑制的数字补偿方案。新型数字控制方案能够避免传统方案所带来的诸如占空比减小和效率降低等问题，且不会增加电路复杂度。通过额定输出功率为5．1kW的样机验证了所提出的偏磁抑制方案的有效性和优越性。样机满载功率因数达到0．994，效率超过92％。

反激式变换器的变压器线圈涡流损耗机制分析与新型损耗模型29-35

摘要：反激变换器的变压器线圈涡流损耗为高频功率磁元件线圈技术的研究热点之一。在已有研究基础上，应用电磁场有限元仿真以及通过分解线圈电流分析了反激变换器的变压器线圈涡流损耗机制，发现其线圈窗口磁场兼有电感器和变压器磁场的特征。据此机制，研究了减小其线圈涡流损耗的方法，指出该方法的有效性取决于线圈窗口磁场的构成。通过研究其线圈窗口磁场的正交性，进一步提出一种新型反激变换器的变压器线圈损耗解析模型。有限元数值仿真验证了研究结果的正确性。

矩阵变换器的电压型两步换流策略36-41

摘要：分析了基本的电压型两步换流策略，在输入两相电压值接近（电压换区间）时刻，由于输入相电压的相对大小判断错误而导致输入相的短路现象以及原因。为此，提出了基于电压型两步换流策略的矩阵变换器控制方法，通过引入过渡区间，并在过渡区间内定义新的P、M、N状态和PM、MN、NP暂态以及调整过渡区间中每个调制周期的零矢量和双向功率开关状态换流次序，可以避免输入相电压在过渡区间因判断不准确而出现的短路现象，实现矩阵变换器安全、可靠的两步换流和稳定运行，且输出电压波形和输入电流波形不受影响。在5kW矩阵变换器实验样机上进行了大量的实验，实验结果表明，所提出的控制方法可实现矩阵变换器电压型两步换流和安全运行，而不需要外加专门的精确检测输入相电压相对大小关系的测量装置，控制电路简单易行。

中点箝位型三电平逆变器在空间矢量调制时中点电位的低频振荡49-55

摘要：中点（neutral point，NP）电位偏移是中点箝位型（neutral point clamped，NPC）三电平逆变器的主要缺点。该文研究NPC三电平逆变器在空间矢量调制（space vector pulse-width modulation，SVPWM）时的NP电位低频振荡问题。通过计算电压矢量的作用时间并引入电流矢量，建立NP电位的动态模型。分析各个矢量对NP电位的影响。高频和3倍输出频率的低频相结合，构成了NP电位的振荡模式。论文推导出NP电位在单周期内可平衡的条件和1个扇区内的可平衡条件。在实验室样机上验证所提理论的有效性与正确性。

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统56-64

摘要：提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器（static varcompensator，SVC）和有源电力滤波器（active power filter，APF）联合运行系统电路结构。其中，SVC由晶闸管控制电抗器（thyristor controlled reactor，TCR）及固定电容器（fastness capacitor，FC）组成，主要用来快速补偿无功，并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流；APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流，同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上，对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。

无刷直流电动机二阶离散平滑滤波器位置伺服控制65-70

摘要：设计了一种新颖的基于改进的2阶离散平滑滤波器无刷直流电动机位置伺服控制系统。2阶离散平滑滤波器的输出适合于伺服系统，特别是2阶系统的前馈控制，能保证系统的最小时间响应和平滑轨迹跟踪。在将无刷直流电动机等效为2阶系统的基础上，整个控制系统的外环采用2阶离散滤波器控制，内环为电流PI控制器，实现无刷直流电动机的级联位置伺服控制。因此，该系统兼具线性控制和非线性控制的优点。通过负载转矩观测器的设计，提高了电动机在内部参数变化和外部负载扰动下系统的抗干扰能力。该控制方法不但能实现系统位置的良好跟踪还能保证速度的及时响应，仿真与实验结果证明了该控制策略的有效性。

中国电机工程学报杂志电机与电器

扇区细分和占空比控制相结合的永磁同步电机直接转矩控制102-108

摘要：传统永磁同步电机直接转矩控制系统存在磁链控制不对称、转矩脉动大等问题，该文在分析传统直接转矩控制中磁链和转矩运行轨迹及脉动的基础上，提出了一种把扇区细分和占空比控制相结合的新型永磁同步电机直接转矩控制方法。该方法将传统的6个扇区细分成18个扇区，并根据转矩误差计算出所选择电压矢量在整个采样周期中的占空比，实时调整有效电压矢量的作用时间。实验结果证明该结合扇区细分和占空比控制技术的新型永磁同步电机直接转矩控制方法与传统直接转矩控制相比，能够有效改善磁链轨迹，减小转矩脉动，改善传统直接转矩控制系统性能。

考虑电极烧蚀影响的低压断路器电弧运动特性仿真及实验115-120

摘要：以磁流体动力学（magnetic hydro—dynamics，MHD）为基础建立了考虑电极烧蚀影响的低压断路器中电弧的数学模型。在传统的质量、动量和能量守恒方程的基础上增加了铜蒸气的浓度方程，考虑电极烧蚀对气体的热动力学特性和传输系数的影响，针对阴极和阳极不同特点分别建立了电弧与阴极和阳极作用的数学模型。利用基于有限容积法的商业软件对上述模型进行求解，得出灭弧室内温度场、浓度场、气流场、电位场的分布情况。仿真结果表明，由于电极附近“双漩涡”的存在，使得Cu蒸气浓度最大的区域位于弧根后方靠近电极的区域；考虑Cu蒸气影响时计算得到的电弧电压为比未考虑Cu蒸气影响时减小12.3％；考虑Cu蒸气影响所得到的电弧平均运动速度比未考虑Cu蒸气影响时减少21．3％。实验结果验证了仿真模型的合理性。

中国电机工程学报杂志电工理论与新技术

一种新型传感结构的光学直流电流传感器121-127

摘要：分析比较了多种直流大电流测量方法，指出直流测量设备高压侧无源化是未来高压测量设备的发展趋势。针对传统块状玻璃型电流传感器传感头加工难度大、直流解调算法难以精确解调出法拉第旋转角的缺点，采用一种基于双光源双输出条形传感头的新型无源式直流电流传感器。这种结构降低了传感头制作及加工难度，在双通道光路、电路不对称的情况下，能够将与被测电流成正比的直流信号从直流本底光强信号精确解调出来。试验结果表明，在300-3000A范围内，测量准确度优于0．5％，在光功率波动达25．2％、双光路光功率不对称度为34．2％的情况下，双光源双输出传感器相对误差变化范围为-0．4％～＋0．42％，远高于相同测试条件下单光源双输出传感器的性能。

《中国电机工程学报》编辑委员会F0004-F0004