提高LCL型并网逆变器鲁棒性的电容电流即时反馈有源阻尼方法
摘要：LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是存在谐振问题。电容电流反馈有源阻尼可有效阻尼LCL滤波器的谐振峰,在模拟控制下,它等效为在滤波电容上并联一个电阻。然而,采用数字控制时,控制延时使其不再等效为一个电阻,而是一个与频率相关的阻抗。并且在高于1/6的采样频率时,该等效阻抗表现出负阻特性,当谐振频率高于1/6的采样频率时,负阻会降低系统对电网阻抗的鲁棒性。特别地,当谐振频率等于1/6的采样频率时,系统无法稳定。为此,该文提出电容电流即时采样方法,以减小电容电流反馈有源阻尼的控制延时,使其更接近于滤波电容并联电阻的特性。这样,不仅提高了系统的鲁棒性,而且,即使谐振频率等于1/6的采样频率,系统也具有很好的稳定性。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证,实验结果证明了所提出的电容电流即时采样方法是有效的。SVPWM控制三相并网逆变器AFD孤岛检测方法
摘要：三相并网逆变器在新能源发电系统和电动汽车等领域起着重要的作用,为确保系统安全稳定运行,孤岛检测是十分必要的。对基于空间矢量控制的三相并网逆变器,传统的主动频移法（active frequency drift,AFD）不能直接应用,存在检测盲区的问题,且施加的频率扰动量会对三相进网电流波形质量造成一定的影响。提出一种基于空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）控制三相并网逆变器的AFD孤岛检测方法,其对锁相环（phase-locked loop,PLL）计算出的相角施加扰动,但不属于主动移相法。分析孤岛检测盲区的成因以及消除盲区的可能性,并对施加扰动后的三相电流进行谐波分析,提出抑制谐波的改进半解耦控制算法,最后给出仿真和实验结果。阻性逆变器并联环流分析及鲁棒下垂多环控制
摘要：对于独立微电网中的并联逆变器,其等效输出阻抗和线路阻抗差异对功率分配和环流抑制存在较大影响。从逆变器并联的功率传输特性出发,分析现有下垂控制对阻性逆变器并联功率分配的影响,并在分析阻性逆变器环流特性的基础上,提出一种鲁棒下垂多环控制方法,其由功率外环和电压电流内环构成。功率外环采用鲁棒下垂控制器,减小阻抗差异对功率精确分配的影响;通过引入含阻性分量和感性分量的虚拟复阻抗,将逆变器的等效输出阻抗设计呈阻性;采用准谐振PR控制实现在较宽频带内逆变器输出电压的零稳态误差控制,进而减少逆变器间输出电压偏差并抑制环流。采用输出电压前馈和电容电流比例控制提高系统暂态响应和电流抗扰动能力。深入对比分析控制方式和控制参数对等效输出阻抗的影响,并择优选取控制参数。仿真和实验结果验证了所提提方法的正确性和有效性。全负载DC-DC变换器电荷平衡数字控制
摘要：提出一种适用于连续模式和断续模式DC-DC变换器的电荷平衡数字控制方法。该方法基于并行运算和组合逻辑,通过连续计算和比较平均充电电流和输出电流从而生成期望的占空比。得益于该机制,新的方法对跨越两种导通模式的扰动仍具有良好的动态性能。该方法通过引入双模控制策略利用线性补偿器消除稳态误差,且适用于包括Buck,Boost和Buck-Boost在内的3种基本变换器。对同相Buck-Boost变换器的仿真与实验验证了该方法的有效性。LLC谐振变换器效率优化设计
摘要：由于LLC谐振变换器拓扑具有高效率和高功率密度的优势,广泛应用于DC-DC变换器场合。但是由于谐振过程分析的复杂性,关于谐振回路参数的选择,LLC变换器缺少一种明确的设计方法。在基于工作模态以及谐振腔电流分析的基础上,提出峰值增益配置的优化设计法。通过该方法,变换器可以在要求增益的范围内将导通损耗最小化。搭建一台400 W、400 V输出,25～38 V输入的LLC变换器。为验证本文优化设计方法的正确性,在减少谐振电容的同时采用搜寻的方法依据优化原则重新选择LLC的其他参数,实验结果表明,提出的优化设计法具有更好的性能,样机最高效率超过98%。PWM整流器功率脉动最小化方法的研究
摘要：传统的单矢量直接功率控制在每个控制周期只发一个电压矢量,存在功率脉动大和开关频率不固定等缺点。在分析脉宽调制（pulse width modulation,PWM）整流器预测功率模型的基础上,提出一种基于二矢量的新型直接功率控制策略,即在一个控制周期内同时施加一个非零矢量和一个零矢量。按照单个控制周期内有功和无功的脉动有效值最小为原则,通过数学推导解析求得该非零矢量的最优作用时间。该方法可在维持传统单矢量直接功率控制动态性能的基础上显著改善系统的稳态性能,且简单容易实现,其有效性通过仿真和实验结果得到了证实。电力有源滤波器故障诊断与容错控制研究
摘要：针对电力有源滤波器（active power filter,APF）中IGBT容易损坏的特点,提出一种低成本的基于硬件电路的开路故障诊断与容错控制方案。开路故障诊断与容错控制硬件电路快速诊断并识别故障源,产生容错控制信号,控制继电器并驱动交流接触器切除故障相,将原故障相输出端切换到直流侧电容中点,将APF改变成容错型三相四开关拓扑结构,同时控制器控制算法切换到相应故障相的三相四开关电压空间矢量算法。推导各种开路故障时容错型三相四开关空间矢量的特点,为控制器切换控制算法提供依据。实验结果表明,该硬件开路故障诊断与容错控制方案具有一定的工程参考价值。基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源
摘要：在LCD背光源、隧道照明等大功率LED照明领域,为获得足够的亮度及基于可靠性等方面的考虑,需要采用多个LED串来实现,且要求各LED串的驱动电流相等。为此,提出一种基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源,包括高频谐振DC/AC逆变模块及无源高频谐振AC/DC整流模块,逆变模块采用恒频移相控制,输出为高频正弦交流电压,整流模块内部没有任何有源器件,可方便地实现单位输入功率因数及恒流输出。推导出4种最简的无源谐振恒流网络,并对基于LCL-T谐振网络的整流模块进行性能分析,讨论其设计方法,最后搭建实验样机,进行相关实验验证。实验结果验证了理论分析的正确性。集成绕组结构短行程直流平面电机的电磁设计
摘要：高精密平面电机具有系统结构简单、平面直驱、高分辨率、高频响等特点,近年来受到学术界和相关领域的广泛关注。然而,到目前为止,针对高精密平面电机系统性设计方法的相关研究很少。该文对集成绕组结构短行程直流平面电机（integrated winding structure short-stroke DC planarmotor,IWSDCPM）进行研究,介绍了IWSDCPM的结构形式、运行原理和特点。推导出IWSDCPM的主要尺寸的关系式,明确了电机的主要尺寸,对永磁体和线圈的设计分别进行了研究,并以推力最大为设计目标进行参数优化。针对其特殊的结构形式和应用场合,提出该类平面电机的通用设计方法。根据所提出的设计方法,加工制作了一台样机,并进行了相关实验测试。实验结果与设计指标基本吻合,验证了设计方法的有效性。计及转子变换器控制策略的双馈风力发电机转子绕组故障诊断
摘要：双馈风力发电机转子绕组的状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。通过仿真分析发现转子变换器不同控制策略对故障特征信号提取的影响,建立实验平台,并通过分析实验数据验证其正确性。首先,利用PSCAD软件建立双馈风力发电机转子绕组故障模型,其中转子变换器分别采用SVPWM矢量控制和滞环电流矢量控制,通过仿真分析,得出特征信号转子电压和转子电流进行诊断的适用范围;然后在动模实验室建立转子绕组故障诊断实验平台,考虑发电机变速及交变载荷的实际工况。最后,通过对特征信号进行频谱分析验证转子变换器控制策略对其的影响。一种考虑硅钢片旋转损耗的三相变压器铁心损耗简化计算方法
摘要：为了提高电工钢片旋转损耗的计算效率,该文提出一种简化有限元计算过程的变压器铁心旋转损耗计算方法。该方法以单片电工钢片旋转损耗的测量结果为输入数据,在有限元计算过程中,用两条正交的B-H磁化曲线模拟晶粒电工钢片的各向异性,利用牛顿–拉夫逊法求解非线性有限元方程;再依据各离散单元磁通密度的计算结果查找相应的旋转损耗测量曲线,得到铁心损耗分布。通过对比变压器铁心模型的仿真结果和实验测试结果,验证了该方法的有效性。闭环斩波起动交流接触器控制模块设计
摘要：将斩波控制技术引入到交流接触器智能控制中,设计一种闭环斩波起动的交流接触器智能控制模块,使交流接触器具有闭环直流起动、闭环直流保持、抗电压跌落等功能,进一步增强其工作可靠性,满足了企业对大容量抗电压跌落交流接触器的需求;起动闭环采用线圈电流反馈,可以快速调节接触器线圈电流,便于优化控制;保持闭环可以根据接触器线圈电阻自动进行保持电压闭环与保持电流闭环的快速切换,拓展模块的适用范围;对模块工作原理进行瞬态及交流仿真,分析线圈尖峰电流的抑制方法,设计控制回路补偿网络,并结合相关实验验证设计的有效性。基于离散状态空间的单相动态电压恢复器控制
摘要：由于滤波电容并联在负载侧的单相动态电压恢复器（dynamic voltage restorer,DVR）有更好的滤波效果,因此针对该拓扑提出一种基于离散状态空间的负载电压控制策略。该控制策略包含两个方面,一方面采用离散状态反馈跟踪指令,另一方面采用前馈解耦抑制扰动。将实际控制系统中存在的滞后一拍当做新的状态变量参与反馈,增强了系统可控性。由于控制自由度足够,因此可根据阻尼比和带宽直接配置零极点,以获得更好的指令跟踪能力。由于负载电压是控制目标,电源电压和负载电流扰动会影响控制性能,因而采用前馈解耦的控制方法抑制扰动的影响。在1.5 kW的单相DVR实验装置上的实验结果验证了该控制策略的有效性。螺旋线圈电磁超声换能器解析建模与分析
摘要：目前电磁超声换能器（electromagnetic acoustictransducer,EMAT）建模方法中存在有限元法计算时间较长,解析法建模不完整的问题。通过将圆柱永磁体等效为电流环并采用截断区域特征函数展开（truncated region eigen-function expansion,TREE）方法,建立螺旋线圈EMAT完整解析模型,得到涡流、磁场、力场和线圈阻抗的表达式。随后以铝板探伤为背景,应用该模型分析静磁场及其产生的洛伦兹力分布规律,得到永磁体直径是线圈的1.5～2倍,厚度与其直径相等的设计原则;对比分析静磁场洛伦兹力和交变磁场洛伦兹力的频率、大小和分布规律。最后,结合有限元法和实验验证了模型和分析结果的有效性。基于磁场解析计算的直线旋转永磁作动器参数分析
摘要：为了深入研究直线旋转永磁作动器（linear and rotarypermanent magnet actuator,LRPMA）的参数对其力学和电磁性能的影响,基于磁标量位的磁场解析计算方法,对LRPMA进行了分析。采用曲率系数法和圆弧直线等效模型,对LRPMA的磁场分布进行了解析计算,采用三维有限元方法进行了验证。基于解析结果,得到不同的极弧系数和槽宽槽距比条件下LRPMA的直线定位力、旋转定位力矩、定子绕组磁链的基波分量和谐波分布云图。实验制作了LRPMA样机,样机的试验结果与解析计算优化结果基本一致,有效验证了所提解析方法的正确性和有效性。基于电磁干扰源特征的GTEM辐射干扰测量方法
摘要：针对吉赫兹横电磁波（gigahertz transverse electromagnetic,GTEM）小室辐射电磁干扰（electromagnetic interference,EMI）测试精度较低及辐射源特征无法识别的问题,提出了基于Wilson算法、Lee算法和近场波阻抗理论的辐射源特征分析方法,并根据不同的辐射源特征分别提出了基于极差均值算法的共模辐射噪声测试方法以及基于方差算法的差模辐射噪声测试方法。实验结果表明,利用文中方法能够有效判断辐射源特征,提高辐射EMI测试精度,为辐射EMI测试与分析提供理论依据。实心磁路磁轴承的分数阶系统辨识
摘要：由于受涡流效应的影响,实心磁路磁轴承（solid-coreactive magnetic bearing,AMB）系统表现出分数阶特性,用传统磁路模型进行描述存在较大误差。以往磁轴承的辨识多集中在对整数阶模型中参数的辨识,对未知模型结构的分数阶模型辨识很少涉及。为了辨识出实心磁轴承的精确分数阶模型,在等比例分数阶模型基础上推导了一般形式分数阶模型辨识的加权最小二乘算法;提出了模型结构的确定原则、步骤及获取最优模型的误差准则,并对一台实心同极磁轴承进行了闭环频域辨识。结果表明,辨识的分数阶模型与实际系统误差很小,可为设计高性能控制器提供有价值的参考。“太阳能并网发电与电力系统交互影响”专题征稿启事
摘要：随着世界范围内对可再生能源需求的增大和太阳能发电成本的降低,太阳能发电以各种方式接入电力系统,所占的比重也越来越大。由于太阳能电力固有的不确定性和波动性,对电力系统的规划、运行、调度和控制带来了新的挑战。如何应对这些挑战,如何突破太阳能发电中的理论问题和关键技术,对促进太阳能的低成本、规模化应用,有效解决新能源电力系统的安全、经济、稳定运行具有重要意义。
