一种耦合电感高增益双管升压变换器
摘要：与隔离型拓扑相比，非隔离型拓扑结构简单且实现成本较低；相对于传统Boost变换器，双管结构升压变换器开关管电压／电流应力较低，开关管的导通损耗小，电压增益更高。提出一种耦合电感高增益双管升压变换器，该变换器具有电压增益大及开关管电压／电流应力低的特点。给出变换器的主要工作波形，详细地推导变换器的稳态工作原理，给出理想情况下变换器的电压增益并分析漏感对电压增益的影响，与常见的高增益DC／DC变换器进行性能对比，最后根据所提出的电路拓扑以及参数设计指标，设计并制作一台200W原理样机。实验结果证实了理论分析的正确性。三相双Buck逆变器过零畸变问题与解决方法
摘要：双Buck拓扑克服了传统桥式拓扑上下桥臂的直通问题，将其应用于三相并网逆变器，能够避免驱动信号死区引入的低次谐波，从而降低进网电流谐波含量，且外接快恢复二极管续流，减小了反向恢复损耗。然而，为消除电感的偏置电流以及提高逆变器效率，双Buck逆变器需采用半周期控制策略，导致了进网电流的过零畸变。针对带LCL滤波器的三相双Buck逆变器，分析半周期控制所导致过零畸变的原因，提出带纹波电流负反馈的半周期空间矢量脉宽调制（spacevectorpulsewidthmodulation，SVPWM）控制方法，通过在过零点处改变空间电压矢量的基准，有效地消除了进网电流过零畸变，并讨论新型控制算法对系统稳定性的影响，通过仿真和实验验证理论分析。一种基于参考频率电网同步信号实时检测方法
摘要：在新能源等采用变换器并网场合，电网同步信号检测是并网控制的关键。目前研究的锁相环电网同步方法还存在一定的缺陷，基于此，提出一种基于参考频率的电网同步信号实时检测方法，仅检测单相电网电压与参考频率正弦、余弦信号运算，在三相电网畸变、不平衡条件下能准确检测电网同步信号。针对电网出现频率偏移导致检测的同步信号存在较大的相位偏移，对检测过程中低通滤波环节引入负反馈和比例控制进行改进，可将相位偏移校正到满意的指标下。理论与实验研究结果均表明该方法的正确性和有效性。三极磁轴承及其关键技术发展综述
摘要：三极磁轴承除了具有一般磁轴承的优点外，还具有体积小、功耗低、成本低等特点，因此在真空、超净、高速等场合具有广阔的应用前景。首先介绍了三极磁轴承的原理与结构；然后描述了国内外学者针对三极主动磁轴承和三极混合磁轴承展开的研究工作，并对三极磁轴承关键技术的研究现状进行归纳总结；最后根据三极磁轴承高速、高精、低成本的发展方向，分析了三极磁轴承研究的发展趋势。变频控制下永磁同步电机温度场分析
摘要：在变频控制下的永磁同步电机谐波含量大、发热严重，且散热结构复杂。为研究其温升分布规律，该文以一台50kW永磁同步电机为例，基于计算流体力学以及传热传质学基本理论，根据共轭传热原理，建立包含形状复杂的散热翅及接线盒等结构部件的三维流动与传热的物理模型。应用有限体积元法，对变频供电情况下的永磁同步驱动电机内各部件温升及流体流动进行了数值求解，并着重分析了电机内主要结构部件的温升空间分布特性。通过与实验数据的对比分析，验证了其计算结果的准确性以及求解方法的合理性，为中小型永磁同步驱动电机的设计提供一定的参考和实际工程价值。电枢绕组开路式混合励磁电机发电系统
摘要：针对绕组开路式永磁电机发电系统蓄电池电流控制困难的问题，研究了一种适用于混合动力电动汽车的绕组开路式混合励磁电机发电系统，并提出相应的蓄电池电流控制策略。通过采用绕组开路式电机结构，减少了发电系统有功功率回路中全控器件的数量。根据推导所得蓄电池电流与励磁电流的线性关系，将蓄电池电流环输出量作为励磁电流给定值，调节励磁电流，控制发电机输出功率，从而实现控制蓄电池电流的目的，克服了绕组开路永磁电机发电系统中蓄电池电流控制困难的缺点。该文分析了系统发电调压原理，给出了通过调节励磁电流控制蓄电池电流的控制策略。仿真和实验结果表明，该系统具有控制蓄电池电流的功能，为实现混合动力电动汽车电驱动系统中蓄电池与发电机之间功率协调控制创造条件。感应电机的带通滤波器补偿电压模型及其应用研究
摘要：对于高性能的感应电机矢量控制系统，磁链估计是首先要解决的问题。该文阐述了感应电机带通滤波器补偿电压模型的基本原理，提出了基于该模型的新型定子磁链估计算法。深入分析了带通滤波器极点位置对算法的影响，获得了极点位置与电机运行频率的限制条件。在此基础上引入了定子磁链的自适应相位控制器，增大了滤波器极点的取值范围，提高了算法的动态性能。该文提出的定子磁链估计算法在理论上可彻底解决对反电动势积分时的积分初值与直流漂移问题，在较宽的速度范围内均可获得幅值和相位较为准确的定子磁链，可用于高性能的无速度传感器感应电机矢量控制系统，具有较好的实用性。通过仿真及实验对提出的磁链估计算法进行了验证。基于小波包能量分析的开关磁阻电机功率变换器故障诊断
摘要：功率变换器在开关磁阻电机（switchedreluctancemotor，SRM）系统中占有极其重要的地位，也是系统中最容易发生故障的薄弱环节。功率变换器故障将导致电机运行于非平衡状态，长时间运行可能会导致电机和其他模块损坏，使系统完全丧失工作能力。以SRM不对称半桥型功率变换器为研究对象，采用对相电流进行小波包分解的方法，对功率开关管短路和开路故障进行分析和研究。提出以小波包节点能量离散度作为故障特征量，通过判断故障前后相电流节点能量离散度的变化情况，判断功率变换器发生的故障类型并准确定位故障桥臂。通过仿真与实验的对比分析，验证了该方法的有效性和实用性。行波热声发电系统的谐振特性研究
摘要：热声发电机具有高效率、高可靠性且可利用低品位热能等突出优点，可望在太阳能发电和低品位热能回收等领域获得广泛应用。文中基于线性热声理论和直线发电机的简化模型对行波热声发电系统的输出性能进行了理论分析和计算，重点分析了机械谐振和电路谐振对于输出电功和效率的影响。设计并搭建了一个由行波热声发动机和单台直线发电机组成的热声发电系统。理论和实验均表明，机械谐振和电路谐振是行波热声发电系统获得良好性能的2个关键因素。以2．1MPa的氦气为工质，通过优化机械和电路阻抗使得系统达到谐振状态，该系统最终获得了191．1W的电功和7．15％的热电效率。基于磁力线划分的开路条形非线性永磁体分布参数模型
摘要：含有AlNiCo、FeCrCo等非线性永磁体的电磁机构，在参数设计过程中需要进行上千次的电磁吸力计算，若使用有限元等数值方法，将消耗大量计算时间，而传统等效磁路法的计算精度有限。为了解决这一问题，提出了一种永磁体分布参数模型（distributedparametercalculationmodel，DPM），推导其完整的数学模型及校验条件；以某牌号开路状态下条形非线性永磁单体为例，使用基于磁力线划分的建模方法，求解各分段的起始工作点及截面磁通，并对比有限元方法和实验测试数据，验证了该分布参数模型在永磁单体计算中的正确性。对比有限元法与实测结果可知，该模型具有计算速度快、计算精度较高的特点。变压器油色谱在线监测周期动态调整策略研究
摘要：变压器油色谱在线监测装置的运行成本与其监测周期密切相关，如何根据设备的运行情况调整监测周期，在保证运行效率的同时兼顾经济性，是该文研究的核心问题，在此背景下，提出一种动态调整在线监测周期的方法。首先在理论论述监测周期影响油色谱在线监测装置寿命的基础上，对平稳过程短时监测周期的时间序列数据进行相空间重构，得到最优时延和嵌入维数，并以最优时延作为相对最优监测周期。然后基于引力搜索优化方法和快速相关向量机建立气体浓度白适应预测模型，并设定预警标准，根据预测结果以及其他监测设备监测结果保持或缩短监测周期。仿真计算结果证明：所提气体浓度预测模型具有良好的预测精度；相比较依据产气率注意值，基于气体浓度预测技术的预警方法更适用于短时间间隔、含量较低的气体浓度数据；相比气体含量注意值方法，所提方法能够有效地发现可能出现的异常情况。文中研究提供了一种在不影响监测有效性的前提下，实现油色谱在线监测装置经济效益更大化的可行方法。LDPE纳米复合介质的直流电导特性及其对高压直流电缆中电场分布的影响
摘要：聚合物绝缘材料的电导率通常是电场和温度的函数。选取低密度聚乙烯（10wdensitypolyethylene，LDPE）．纳米氧化镁（MgO）／LDPE及氧化硅（si02）／LDPE三种材料作为研究对象，对三种材料的电导率一温度和电导率一场强关系进行了实验研究。构建了表征材料电导率与场强及温度关系的数学模型，并依据此模型，针对320kV、500Mw直流电缆结构，应用COMSOL有限元分析软件，计算了绝缘内电场分布。结果表明：直流场下，电场分布具有电导率依赖关系，温度变化引起的电导率变化，将导致电场分布与温度分布有关；同时，电导率还依赖于场强的变化，这种依赖关系可在一定程度下平抑由于几何结构或温度梯度形成的绝缘层内部场强不均匀性；纳米颗粒的掺入可降低电导率，性能改善机制与纳米粒子界面层电学行为相关。染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性研究
摘要：研究染污绝缘子的湿润特性对完善其污闪机制有着重要意义。基于“混流法”和“水汽平衡法”的原理设计了可以准确控制环境温、湿度的污秽试验系统和精确控制环境温、湿度与气压的小环境系统，试验结果证实了这两系统具有良好的温、湿度控制效果。以设计的污秽试验系统和小环境系统为试验平台，详细研究了环境温度、环境相对湿度、大气压、污秽物中可溶盐的成分及含量、污秽物中惰性物质的成分及含量等对玻璃、瓷绝缘子湿润特性的影响，同时研究了含有蔗糖污秽绝缘子、自然污秽绝缘子和绝缘子不同部位的湿润特性差异，并分析了其机制。研究结果表明：除了大气压外，其他因素都对染污瓷和玻璃绝缘子的湿润特性有明显影响。支柱绝缘子直流污雨闪放电机理研究
摘要：实际运行环境中表面沉积污秽的支柱绝缘子在雨天气候条件下发生的污雨闪络是影响电站外绝缘安全稳定的重要因素。针对换流站支柱绝缘子的污雨闪问题，对涂有人工模拟自然污秽的支柱绝缘子试品，在人工模拟雨水的条件下完成大量的闪络试验，对支柱绝缘子的直流污雨闪特性及机理进行研究。通过对试验现象的观察发现：由支柱绝缘子伞裙边缘的水滴电晕引发的伞间空气击穿放电在绝缘子整个污雨闪的过程中具有重要地位；污雨闪试验过程中支柱绝缘子表面的干区及受潮状态与雾中污闪试验不同，导致沿面放电特点与污闪不同。此外，基于经典绝缘子污闪放电模型，建立描述支柱绝缘子污雨闪的放电模型，其中考虑了由水滴电晕弓1发的伞问空气间隙放电的作用。最后，对支柱绝缘子的污雨闪电压和污闪电压进行了比较，试验得到前者普遍高于后者，并分析二者存在差异的原因，其中支柱绝缘子的伞形结构对结果有明显影响。所做研究可为高压直流换流站外绝缘的设计、运行与维护提供技术参考。介电常数和表面性能对沿面流注发展的定量影响
摘要：绝缘介质表面流注发展是沿面闪络中重要的物理过程，研究介质表面流注发展特性有助于揭示绝缘介质和流注放电之间的作用关系，加深对沿面闪络机制的认识。利用光电倍增管测量了绝缘介质表面的流注发展特性，其中被测绝缘介质是由两种厚度为5mm的绝缘介质层层相叠组成的。通过改变被测试品中两种绝缘介质的体积，可以定量的估计绝缘介质的介电常数（容性）和表面性能对沿面流注发展特性的影响。试验中，测量了尼龙和聚四氟乙烯、复合绝缘材料和聚四氟乙烯两种组合试品的表面流注稳定传播电场和传播速度，发现绝缘介质表面性能对流注发展的影响很大。此外，3种绝缘介质中复合绝缘材料的表面性能最不利于流注的传播。特高压单柱拉线塔受力特性及拉线初始预应力对其影响的研究
摘要：特高压拉线塔具有良好的应用前景，拉线的初始预应力对拉线塔受力至关重要。建立了特高压直流输电线路工程中的单柱拉线塔非线性有限元模型，分析拉线的受力特点，提出了影响拉线塔力学特性的拉线临界预应力的概念，研究分析了拉线初始预应力对单柱拉线塔受力特性的影响规律。结果表明：在大风荷载状态下，当拉线初始预应力小于拉线临界预应力时，随初始预应力的增大，拉线塔节点位移减小，拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力基本不变；当拉线初始预应力大于拉线临界预应力时，随初始预应力的增大，拉线塔节点位移基本不变，而拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力等均线性增大；大风荷载状态拉线临界预应力约为仅迎风侧拉线受拉时工作应力的一半，拉线的初始预应力应在比临界预应力小的范围内选择。“主动配电网和微网技术研究”专题征稿启事
摘要：随着社会对电力系统能源效率和电能质量的要求进一步提高，分布式能源（distributedenergyresources，DER）的大量接入，未来输配电网之间将产生双向功率流，负荷和电源将具有双重不确定性，客户将具有消费者和生产者的双重身份，传统配电网的规划设计方法和运行控制模式已无法适应新的发展需求。主动配电网（activedistributionnetwork，ADN）以及微电网的应用是国际上较为清晰的技术发展方向，前者多应用于公共配电网，后者多应用于其他客户电网。近年来国内外在这两个领域有许多课题研究和成果。为了共享这些研究成果，《中国电机工程学报》编辑部邀请中国电力科学研究院范明天教授作为特约主编，
