三相并网逆变器内模控制的改进型GDPWM算法
摘要：针对单位功率因数并网的三相逆变器，推导三相并网逆变器内模控制方程，建立逆变器输出侧功率因数角随逆变器输出电流幅值变化的函数关系，深入分析传统常规化不连续脉宽调SJJ（general discontinuous pulse idth odulation，GDPWM）的特点，提出一种改进型最小开关损耗不连续调StJ（modified eneral iscontinuous pulse width modulation，M．GDPWM）算法，该算法通过比较三相正弦参考电压之间的瞬时大小关系，或者逆变器输出三相电流的瞬时大小关系，来计算需要注入到三相正弦参考电压中的零序分量，从而无需像传统最小开关损耗不连续调制那样需要实时计算功率因数角，即可实现最小开关损耗控制。仿真与实验结果验证了所提M-GDPWM算法的正确性和有效性。考虑负序补偿的角型链式SVG指令电流提取方法
摘要：角型链式静止无功发生器（static var generator，SVG）理论上能够进行负序、无功和谐波电流的综合补偿。针对角型补偿器指令电流提取的难题，通过对补偿电路相量图进行几何分析，根据瞬时无功功率理论，推导出dq／△变换矩阵。三相电流瞬时值经abc／aq变换、滤波，得到两相旋转坐标系下的负序有功电流分量和负序无功电流分量；再经dq／△变换矩阵，可得到角型链式SVG负序补偿所需的相电流指令信号。该变换矩阵可应用于负序补偿系统，也可应用于负序、无功和谐波电流综合补偿系统。所提指令电流提取方法物理意义清晰，算法简单：采用电流瞬时值进行运算，负荷变化时，可实时更新指令电流，动态调节速度快。最后，通过PSIM仿真验证了所提方法的正确性。链式星形STATCOM补偿不平衡负载的控制策略
摘要：星形结构的链式静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）受限于三相输出电流之和等于零的约束条件，因此，在补偿不平衡负载时，必须注入零序电压，以强迫输出电流的相位与STATCOM相电压的相位相差90°。首先推导在补偿不平衡负载工况下所要添加的零序电压的数学公式，证明该工况下零序电压添加的必要性与唯一性；然后改进适用于补偿不平衡负载工况的目标电流提取方法，该方法能有效减少参考电流的二倍频分量。而且，提出的零序电压计算方法，无需对参考电流锁相，参考电流提取完毕后，即可计算出零序电压。给出基于经典控制理论在αβ静止坐标系下的参考电流跟踪控制策略。最后，仿真与实验结果验证了所提出方法的正确性。基于ANF-PLL的电网电压基波正负序分离方法
摘要：为了满足并网变流器在电网电压不对称情况下的控制需求，需要快速准确地提取出基波正负序分量的幅值和相位。在电网电压不对称时，负序分量会在同步参考坐标系锁相环（phase locked loop based on synchronization reference frame，SRF．PLL）的砌轴分量中产生2倍工频波动，影响基波分量和相位的提取结果。该文通过将自适应陷波器（adaptive notch filter，ANFl加入到同步参考坐标系锁相环的结构中，提出了一种能够实现正负序分量分离的自适应陷波器锁相环（phase locked loop with ANF，ANF．PLL）方法。该方法利用ANF陷波器的2个相互正交的输出量分别抵消电网电压砌轴分量中由于负序分量造成的2倍工频波动，以此消除了电网电压不对称对同步信号检测的影响，并且可以同时提取出基波负序分量的幅值和相位。与其它方法相比，该方法无需进行正负序解耦或瞬时对称分量分离，在单同步参考坐标系下实现了基波正负序分量的分离提取，结构更加简单，减少了计算量。实验结果表明，文中提出的方法能够在电网电压不对称与频率变化的情况下准确提取出基波正负序分量的幅值与相位，并且具有良好的动态性能。一种MMC．HVDC的直流电压波动抑制新方法
摘要：针对柔性直流输电系统常规直流电压波动抑制算法中存在的缺陷，提出一种适用于模块化多电平换流器型高压直流输电系统（modular multilevel converter based high voltage direct current，MMC．HVDC）的直流电压波动抑制方法。该方法利用MMC特有的“储能”特性，在交流系统不对称时，控制MMC交、直流侧瞬时有功功率不再平衡，从而实现MMC交流侧电流依然保持对称运行，同时直流侧电压、电流和功率保持为恒定。为了实现上述控制功能与目标，建立三相交流系统不对称时MMC直流回路的模型，设计卿坐标系下以比例谐振调节器为基础的控制策略，且探讨MMC-HVDC中的协调控制问题。最后，搭建71电平背靠背MMC．HVDC系统模型进行数字仿真，结果验证了所提控制方法的有效性。基于多谐振控制器和电容电流反馈有源阻尼的PWM变换器电流环参数解耦设计
摘要：基于电容电流反馈有源阻尼的LCL型脉宽调制（pulse width modulation，PWM）变换器并网电流控制中，通常采用多谐振比例谐振（proportional resonant，PR）控制器来实现静止αβ坐标系下正弦电流给定的无静差跟踪和抑制电网电压特定次谐波影响。针对电流环控制器复杂、参数多、设计难的问题，采用频率域理论分析电容电流反馈系数和准PR控制器各参数对电流环性能的影响。在此基础上，提出一种电流环控制器参数解耦简化解析设计方法，根据稳定性、稳态误差和相位裕度要求，分别设计电容电流反馈系数及PR控制器相对谐振增益系数和比例系数。该设计方法简化了控制器参数之间的耦合关系，且多采用解析计算，不需要反复试凑。实验结果验证了所提出的参数解耦解析设计方法是可行和有效的。Boost变换器共模噪声反相补偿法的高频特性分析与改善
摘要：反相绕组法是Boost变换器传导共模噪声抑制的一个有效技术，但绕组的寄生参数在高频段对噪声抑制能力有重要影响。通过对计及反相绕组寄生参数的Boost变换器共模等效模型的深入分析，明确寄生参数中的漏感、副边分布电容与补偿电容的串联谐振频率是影响噪声抑制能力的关键因素。优化寄生参数，提高谐振频率是扩大有效频率带宽，改善噪声抑制效果的有效措施。在此基础上，提出以反相1：1变压器代替反相绕组的新方法，该方法可以极大地减小漏感和副边分布电容，提高谐振频率。实验结果表明，反相变压器法较反相绕组法的有效频率带宽及高频段的共模噪声抑制能力得到明显提高。变导通时间控制临界连续模式反激PFC变换器
摘要：提出了一种变导通时间（variable on-time，VOT）控制临界连续模式（critical conduction mode，CRM）反激功率因数校正（power factor correction，PFC）变换器的控制策略。引入输入电压和反激变压器辅助绕组电压参与CRM反激PFC变换器开关管的导通时间控制，解决了传统恒定导通时间（constanton．time，COT）控制CRM反激PFC变换器功率因数（power factor，PF）低和总谐波畸变（total harmonic distortion，THD）高的问题。分析传统COT控制CRM反激PFC变换器和VOT控制CRM反激PFC变换器的工作原理，实验验证结果表明，VOT控制CRM反激PFC变换器比传统COT控制CRM反激PFC变换器具有更高的PF值和更低的THD。不对称控制全桥副边双谐振DC—DC变换器
摘要：提出一种全桥副边双谐振（full—bridge secondary-dual—resonance，FB—SDR）DC—DC变换器。变换器无需添加辅助电路即可在全负载范围内实现开关管的零电压开关和副边整流二极管的零电流关断，减小了开通损耗和反向恢复损耗；同时，采用不对称控制策略，消除了传统移相全桥变换器的环流损耗，提高了变换器的效率；有效抑制了整流二极管的电压尖峰和振荡，将整流二极管电压箝位在输出电压，减小了电压应力，进一步提高了变换器的性能。详细研究FB—SDR变换器的工作原理及稳态特性，并对电路关键参数进行设计。最后，通过搭建一台1kW、400V／48V的实验样机，验证理论分析的正确性。49电平模块化多电平换流器样机设计与实验验证
摘要：模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）具有大量子模块，难以组织和控制，尤其是控制器需要处理大量具有高吞吐能力的10通道，控制系统复杂度和成本均大为增加，并需要解决多控制器协调运行等问题。设计并实现49电平MMC实验样机。其中，子模块和控制器间采用光纤隔离测控复用电路降低光纤通道数，降低了控制器处理难度和成本；控制器间采用双总线结构进行通讯连接，既保证了控制系统的实时性和可靠性，又满足了大量数据在控制器间传输的要求。通过并网实验对其可行性进行验证，实验结果表明，系统输出波形畸变率低，功率响应迅速且跟踪准确。多相感应电机指数响应电子变极方法研究
摘要：为了拓宽多相交流传动系统的调速范围，在多相系统变换理论和多相电机矢量控制的基础上，提出了一种基于指数响应的多相感应电机电子变极调速方法。该方法通过转子磁场定向矢量控制产生不同极对数的谐波电流来驱动电机旋转，不同极对数的转矩电流按照指数曲线进行切换，从而控制电机实现了在不停电情况下的电子变极，解决了变极过程中转矩和速度波动大的问题。该文以五相感应电机为例，对提出的变极方法进行实验验证，给出了其在转子磁场定向矢量控制下的1对极和2对极之间相互电子变极的实验结果，实验结果表明所提出的方法能够在不停电的情况下实现平滑的电子变极调速，使转矩和转速波动减弱。基于双平面同步旋转变换的五相感应电机气隙磁场间接矢量控制
摘要：在五相集中整距绕组感应电机系统中，通过注入特定3次谐波电流，可以减小电机气隙磁密幅值，从而减小电机铁磁饱和度，提高电机铁磁材料利用率与转矩密度。该文建立了五相集中整距绕组感应电机在d1-q1-d3-q3坐标系下的矢量控制数学模型；为了满足准方波气隙磁场的控制要求，分析了气隙磁链基波与3次谐波分量之间的关系，建立了3次谐波电流交轴、直轴分量与基波之间的非线性函数关系表达式。在此基础上，提出了通过注入3次谐波电流来改善感应电机气隙磁场的控制方法，并应用该方法对一台5．5kW五相集中整距绕组感应电机进行了Matlab／Simulink仿真和实验。结果表明，该方法满足电机气隙磁场为准方波的控制要求，采用该方法后系统具有良好的运行性能。考虑不同磁特性模型的感应电机铁心损耗分析
摘要：电机铁心损耗与铁心磁化方式及不同磁化条件下电工钢片的磁特性密切相关。该文研究了3种描述电工钢片交变磁化、交变旋转混合磁化的磁特性模型，即改进型E＆S模型、复数E＆S模型和传统日．Ⅳ曲线，给出了相应的损耗计算公式，并以一台三相感应电机为算例，从有限元数值计算和样机实验测试两方面对比分析了上述3种磁特性模型及其损耗计算的有效性。研究结果表明，只有在有限元分析过程中耦合同时能够描述电工钢片交变磁化和旋转磁化的矢量磁特性模型，才能较为准确地计算三相感应电机铁心损耗。笼型感应电机发生断条故障时转子局部电磁力计算
摘要：电磁应力是导致笼型感应电机发生断条故障的原因之一。基于二维瞬态磁场结果，结合麦克斯韦张量法和洛仑兹力原理，对电机故障前后的转子铁心、导条所受电磁力进行计算，通过将该方法算出的转矩值与局部雅各比导数法得到的结果进行核对，并与实测电机转矩值相比较，验证了该方法的准确性。根据电机在不同断条程度时转子上各类电磁力的分布规律，得出了故障时电磁力分布的非对称性特征及应力集中位置，从磁应力的角度分析了故障电机进一步断条的可能性。计算得到的电磁力结果可作为求解转子结构形变的载荷，该文所提出的局部电磁力分析思路也可以为求解其他故障类型的电磁力问题提供参考。双馈风电机组的不同控制策略对轴系振荡的阻尼作用
摘要：在研究双馈风力发电机组与电网动态作用时，通常忽略轴系的柔性作用，采用集总质量块模型描述风机及其传动链。这主要是基于通过变流器控制可以有效抑制轴系振荡的认识。事实上，并不是所有常用的机组控制策略都能通过变流器提供良好的电气阻尼，在小扰动或暂态故障下激发的轴系振荡如果得不到有效抑制，将直接导致机组转速失稳，进而影响到电力系统的稳定。该文针对双馈机组在不同控制策略下对轴系振荡的阻尼作用进行了研究，通过小信号控制模型分析得出结论：采用发电机转速反馈信号的转速控制模式和采用风轮转速反馈信号的恒功率控制模式能够提供良好电气阻尼，抑制轴系振荡。最后经PSCAD／EMTDC建模仿真对结论进行了验证。基于负载转矩观测的风力机动静态特性模拟
摘要：为提高风力机模拟系统的模拟准确性，在分析模拟系统与实际风机系统运动方程的基础上，根据2系统速度相等的原则，提出基于负载转矩反馈实现风力机动静态特性模拟的控制策略。控制策略中所需的负载转矩值由滑模观测器（sliding．modeobserver，SMO）实时观测得到。同时，分析了滑模观测器的等效滤波效果，分析表明，滑模观测结果等效于对实际负载转矩进行1阶滤波处理。最后利用RT-LAB实时控制器进行实验，结果表明，所提方法能正确观测出负载转矩，以此为基础构建的风力机模拟系统可灵活模拟不同机械参数下风力机的运行特性。同步发电机不对称运行工况阻尼绕组电流的计算
摘要：现代水轮发电机都装设阻尼绕组，阻尼绕组电流计算的准确程度会直接影响到发电机运行性能的研究。尤其在发电机不对称运行时，阻尼绕组受负序磁场所感生的电流会对发电机的运行性能产生很大的影响。因此在研究发电机不对称运行工况时，如何准确计算阻尼绕组电流就显得尤为重要。该文利用场路耦合法计算了同步发电机在极端不对称运行工况下的阻尼绕组电流。通过建立阻尼绕组端部数学模型，考虑了端部磁场非线性对阻尼绕组电流的计算结果所带来的影响。同时也利用传统对端部磁场的处理方法计算了同步发电机不对称运行时的阻尼绕组电流。利用1台可以直接测量阻尼绕组电流实时值的试验样机对2种方法的计算结果分别进行了验证。结果表明，当发电机端部磁场饱和比较严重时，例如发电机极端不对称运行工况，该文的计算方法更适用于阻尼绕组电流的计算。一种两级式起动／发电电源系统的起动方式研究
摘要：多电飞机、全电飞机的快速发展以及机载用电设备的不断增加，对电源系统提出了更高的要求。在传统的三级式同步电机的基础上提出的两级式混合励磁同步电机，在实现无刷化励磁的同时，兼顾了永磁电机的高功率密度和电励磁电机磁场可调的优点，在机载电源系统中应用前景广阔。基于一台用于两级式起动／发电电源系统的切向／径向磁路并联结构混合励磁同步电机，针对在转子静止时采用直流励磁方式主发电机无法获得励磁电流的问题，经过理论推导和实际测试总结出一种起动励磁控制策略，结合空间矢量算法，有效提高了起动过程的响应速度和带载能力，分别通过仿真和实验证明l『该方案的正确性和可行性。
