基于DSP的四象限变流器瞬态直接电流控制研究

介绍了四象限变流器瞬态直接电流控制的Matlab建模和仿真方法,建立了四象限变流器的数学模型,并对四象限变流器的牵引工况和再生工况进行了分析。仿真和基于TMS320F2812的实验样机验证了该控制算法不但能有效抑制注入电网的谐波电流,获得稳定的直流输出电压,而且实现了功率因数校正和能量双向流动。

滑模变结构控制H6结构逆变器的非线性行为和稳定域

为了分析滑模变结构控制H6结构逆变器(SMCI-H6)系统工作过程中的非线性行为,并确定其稳定工作的控制参数范围,采用频闪映射法建立了SMCI-H6系统的离散模型。采用折叠图、时域图、频谱图和快变稳定性定理对SMCI-H6的非线性行为和稳定域进行了研究;并针对系统滑模控制系数ke的稳定域较窄的问题,提出了一种改进的控制方法。结果表明:系统存在一种状态量从周期1态突变为周期2态的状态突变非线性行为,且ke的稳定域为[0,0.021]。仿真与实验表明,改进控制将ke的稳定域提高了2.29倍。研究结果为分析SMCI-H6系统的非线性行为及其稳定域提供了可靠依据。

H6结构不隔离光伏并网逆变器边界碰撞分岔与稳定域

为分析电流比例控制H6结构不隔离光伏并网逆变器(current proportion controlled non-isolated photovoltaicgrid-connected inverter with H6-type,CPNPGI-H6)系统的分岔现象,确定其参数的稳定工作范围,基于准静态思想建立CPNPGI-H6系统的离散迭代映射模型,并推导电感电流i的2个工作边界;通过对比例系数k_p变化的分岔行为研究表明,CPNPGI-H6系统存在一种由多周期态经边界碰撞分岔进入混沌的新路由;采用分岔图分析系统输入电压E、并网电压幅值U_m、负载电感L、负载电阻R等外参数变化时系统的工作特性,得出相应的稳定域,为系统外参数的选择提供可靠依据。

基于预测电流控制的四象限变流器研究

研究了预测电流控制四象限变流器的MATLAB建模与仿真方法,分析了变流器在牵引工况和再生制动工况时的特性。仿真和基于TMS320F2812试验样机的研究结果验证了该控制算法不仅能有效抑制注入电网的谐波电流,获得稳定的直流输出电压,实现了单位功率因数和能量双向流动,还具有良好的瞬态和稳态特性。

非隔离型级联双降压并网逆变器及其漏电流抑制

为了抑制传统双降压式并网逆变器的漏电流,提出了一种非隔离型级联双降压式并网逆变器(non-isolated cascadeddual-buckgrid-connectedinverter,CDBGCI)及单极性双载波正弦脉宽调制(dual-carriersinusoidalpulse widthmodulation,DCSPWM)策略。采用共模等效电路法分别建立了CDBGCI的高频和低频共模等效模型,并详细分析了逆变器的高频和低频共模漏电流。研究结果表明:所提新型级联逆变器在一个工频周期内的高频共模电压保持恒定,且漏电流小于300m A,高频共模漏电流得到了有效抑制;同时,与非对称型CDBGCI相比,对称型CDBGCI具有更小的低频共模漏电流,且当n个双降压并网逆变器级联时,高频共模漏电流亦可得到有效抑制。研究可为级联型并网逆变器拓扑及其漏电流抑制研究提供参考。

LC滤波H6结构逆变器离散模型简化与动力学行为

LC滤波H6结构逆变器(LCI–H6)广泛应用于高压电力设备中,为了解决其精确离散模型运算复杂的问题,提出了一种将精确离散模型简化的新方法。首先,采用频闪映射法建立了电感电流和电容电流双闭环控制H6结构逆变器(ICDLCI–H6)系统的精确离散模型;接着,采用简化方法对精确离散模型进行了简化,并推导了电感电流i的2个工作边界;然后,对外环比例系数kp变化的动力学行为进行了分析。最后,采用Simulink仿真和实验对简化模型及动力学行为分析的正确性进行了验证。研究结果表明:ICDLCI–H6系统呈现由稳定的周期1态经倍周期分岔进入周期2态,再由周期2态经边界碰撞分岔进入混沌态的动力学演化过程;新型简化方法可有效简化离散迭代计算的运算过程、提高运算速度,降低了数值仿真占用的计算机内存空间。研究得出的稳定域可为ICDLCI–H6系统控制参数的选择提供可靠依据。

一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器研究

为了抑制非隔离型光伏并网逆变器(NPGCI)的共模漏电流,提出一种非隔离型双Buck光伏并网逆变器(NDPGI)拓扑。首先,使逆变器处于能使共模电压保持恒定的半周期运行模式。接着,对半周期运行模式下NDPGI的运行模态和共模漏电流进行分析。之后,设计了采用滞环电流控制(HCC)的双Buck光伏并网逆变器系统,通过控制逻辑设计使NDPGI实现半周期运行模式。最后,通过实验验证了NDPGI拓扑结构的合理性及其共模漏电流分析的正确性。

波纹结构液氮脉动热管传热传质特性研究

低温热管换热器是天然气液化系统中的关键装置,液氮脉动热管作为其核心器件具有体积小、换热效率高等特性,可有效克服系统冻堵及设备紧凑等问题,然而开展相应实验难度较大,因此通过数值模拟方法研究其内部传热传质规律具有重要意义。首先,文章通过UDF(User-Defined Functions)编写自适应相变模型,研究了典型液氮脉动热管的传热传质特性。随后,在冷凝段优化设计了波纹结构,结合相态分布与轴线温度方差值,对比分析了充液率为50%情况三种液氮脉动热管传热传质特性,结2果表明5 mm波纹结构热管两侧方差值为51.49 K与99.22 K2,工质循环速率较快且轴线温度分布均匀。最后,研究了充液率分别为30%、50%与70%情况下5 mm波纹结构的脉动热管的传热性能。结合相态、温度及轴线温度分布分析得出充液率过高或过低均会导致热管内部产生液塞,充液率较高时,轴线温度均匀分布,热管充液率为70%时,综合性能最佳。

一种双臂机械手的高效率茶叶采摘设备设计

【目的】提高茶叶采摘效率,设计一种双臂机械手茶叶采摘设备。【方法】通过分析现有茶叶采摘技术的不足,设计一种具有双臂机械手的高效率茶叶采摘设备。茶叶采摘设备包括固定板、履带组件、定位板和固定框等相关构件,经过对机械手主体、漏孔、吸力泵等构件进行合理设计,双臂机械手采摘茶叶后通过定位板、固定框、收集舱、定位框和筛框的配合使用,同时利用吸力泵、气管和吸嘴的配合,将不慎收集至筛框内腔的枯叶进行吸除。【结果】该茶叶采摘设备采摘效率高、实用性强、稳定性好,可以对田埂左右两侧茶树上的茶叶进行单独采摘、对采摘的不同长度颗茎的茶叶进行分离,解决了传统装置在对茶叶进行采摘时容易将茶叶顶部的枯叶和叶片一同收集的问题。【结论】该设备可以有效降低茶农劳动强度,提高了茶叶采摘质量和茶叶的经济效益。

旋转机械故障诊断理论与实现

故障诊断对旋转机械的安全运行有十分重要的意义。针对小波分析在机械故障诊断应用中对信号高频部分的频率分辨率较弱的问题,提出利用小波包分析提取振动信号频带的能量特征,建立起振动信号各频带能量到旋转机械各故障状态间的映射关系。对待检信号进行小波包重构,利用待检状态的特征向量与典型故障特征表,提出采用贴近度来进行模糊模式识别的方法进行旋转机械故障诊断。实际诊断结果表明:该方法能够有效诊断出旋转机械与对应频率相关的早期微弱故障征兆。该诊断方法可用于高速旋转机械故障诊断场合。

感应电机模糊自适应全阶磁链观测器研究

针对基于全阶磁链观测器的感应电机矢量控制系统存在低速不稳定问题,在观测转子磁链定向坐标系下,将转速辨识系统的稳定性问题转换为系统零极点的稳定性问题。利用劳斯-赫尔维茨判据得出了系统低速发电制动运行时的不稳定区域,给出了一种使不稳定区域最小化的反馈增益矩阵的设计方法。通过分析转速辨识对定、转子电阻的敏感性,提出一种引入自修正因子的模糊转速自适应律设计方法以减小参数变化的影响,提高转速辨识的精度。仿真结果表明所提方法不仅改善了感应电机矢量控制系统的低速运行性能,而且减小了参数摄动的影响,提高了系统的自适应性和鲁棒性。

基于滑模变功率跟踪的PV-VSG控制技术

针对含储能装置的传统光伏虚拟同步发电机(PV-VSG)不仅投资成本高且未考虑光伏阵列输出特性的问题,提出一种基于滑模变功率点跟踪(SM-VPT)的PV-VSG控制策略。该方法在滑模控制的基础上引入直流母线电压偏差控制,调整光伏阵列的功率跟踪轨迹,实现光伏出力自适应匹配负载需求,即当光伏容量充足时,只提供与负载相匹配的功率;光伏功率不足时,可实现传统的MPPT控制以减少电力短缺,同时防止直流电压骤降,保证系统稳定运行。该方法使PV-VSG能够按需向负载供电,无需增加额外的储能设备,可实现光伏发电系统直接以VSG形式接入并网,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

基于单片机的旋转机械振动监测系统

为实现旋转机械振动监测的低成本、低功耗、无线监测,由MSP430F2619单片机作为主控制器完成数据采集,以nRF905为核心器件的无线模块互传数据,采用Labview开发平台,研制了一套全新的转子振动监测分析系统;在以输出功率为240 W的直流电机作为动力源,6kg质量转子为负载,电机转速1080r/min的实验台上进行测试;结果表明,该系统实现了对振动信号的接收与显示、时域指标提取、平滑滤波、FFT分析所得振动信号频率18Hz,并具有数据的存储和历史数据查询管理功能;系统性能良好,完全能实现对振动信号的监测和分析。

一种全自动茶叶揉捻装置设计

【目的】实现茶叶加工过程简单化、智能化,提高茶叶加工水平和生产效率。【方法】课题组设计了一种全自动茶叶揉捻装置,全自动茶叶揉捻装置包括环形揉盘、揉桶、调节机构和茶叶收集机构。全自动茶叶揉捻步骤如下:首先放入茶叶,根据扇形分区将环形揉盘划分为多个区域;其次对每个区域内的茶叶进行揉捻,采集电参数;再次,调整对应区域的揉捻挡位,对茶叶揉捻至揉捻完成;最后对揉捻后的茶叶进行收集。【结果】仿真结果表明,该揉捻装置可以通过感知茶叶里的电参数获取当前茶叶揉捻情况,根据揉捻情况自动控制升降机构调节揉桶,利用揉桶继续揉捻茶叶,实现了科学准确地揉捻茶叶,实现了茶叶加工过程的简单化、智能化,实现了自动化揉捻茶叶的同时自动进行茶叶收集。

一种Z源光伏并网逆变器及其共模漏电流抑制

传统准Z源桥式并网逆变器(GCI)具有允许桥臂直通、直流电压利用率高等优点,但存在体积大、可靠性低和共模漏电流高的缺陷。针对传统准Z源桥式GCI的问题,首先提出一种具有更小体积的新型耦合电感线圈Z源光伏并网逆变器(ZPGCI)及其调制策略。然后,对ZPGCI的运行模态、共模漏电流与桥臂直通状态进行探究,理论研究表明新型ZPGCI不仅具有允许桥臂直通和可靠性高的优点,且可有效抑制传统准Z源桥式GCI的高频共模漏电流。最后,对传统准Z源桥式GCI和新型ZPGCI进行对比实验分析,验证ZPGCI电路设计及其理论推理的正确性。

基于复合锁相环的四象限脉冲整流器设计

分析了四象限脉冲整流器的工作原理及瞬时直接电流控制策略的设计。讨论了硬件锁相环和软件锁相环的优缺点,提出了一种软硬件相结合的复合锁相环设计,实现了网侧输入电压相位和频率的精确跟踪。分析了电网电压扰动对整流器直流侧输出电压的影响,在电网电压扰动10%时直流输出电压经过很小的波动后,迅速达到稳态。实验结果表明,这里设计的脉冲整流器抗干扰能力强,输入电流精确跟踪输入电压,功率因数接近1。

“工厂供电”课程工程化教学改革与实践

根据工厂供电课程的特点及当前教学实践中存在的问题,介绍了相应的教学改革与实践。针对课程综合性和工程性的特点,并基于从以“教”为中心向以“学”为中心转变的要求,从课程教学内容优化、教学方法和教学手段改革、基于大班教学小组讨论的项目案例教学模式实践进行了分析和探讨。初步的教学实践表明,改进的教学方式优势已经显现,大班教学小组讨论的项目案例教学模式极大提升了学生学习的主动性和积极性,学生培养效果提升明显。

一种激光除虫装置设计

【目的】清理激光除虫装置内的害虫等残留物,提高残留物的清理效率。【方法】设计了一种激光除虫装置,装置包括主机箱和副机箱,副机箱的内部一侧设有灭虫通道,灭虫通道的内部安装有玻璃隔板,通过独特的活动连杆部件,快速清洁玻璃隔板的残留物。通过设置的清理组件,转动螺纹杆,带动活动杆及清理刷板,配合玻璃隔板上的水,可清理玻璃隔板一侧表面附着的残留物。【结果】能快速冲刷机箱隔板内的害虫等残留物,提高了对玻璃隔板除虫残留物的清理效率。【结论】提升了激光除虫的效益,解决了残留物影响激光除虫效率的问题,装置的实用性较强。

六开关非隔离型双降压光伏并网逆变器共模漏电流抑制研究

共模漏电流的抑制是非隔离型光伏并网逆变器需要解决的关键问题。双降压逆变器克服了传统桥式逆变器上下桥臂的直通问题,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波。提出一种六开关非隔离型双降压并网逆变器拓扑,分析了其电路工作原理,并给出了其相应的半周期控制策略,使共模电压保持恒定,有效抑制了系统共模漏电流。最后通过仿真验证了所提逆变器电路结构和对共模漏电流分析的正确性。

非隔离型单相级联双降压式光伏并网逆变器及其漏电流分析

针对无隔离光伏并网逆变器中因高频共模电压产生的高频漏电流问题,提出一种非隔离型单相级联双降压式光伏并网逆变器及其调制策略。在逆变器光伏组件连接端加入2个开关管,实现了续流阶段与光伏组件的隔离;双降压式和独立续流二极管的结构可避免桥臂直通和降低导通损耗。接着对提出的调制策略分析电路工作特性,建立其在正负半周不同的共模等效模型,分析其漏电流抑制能力。最后搭建Matlab/Simulink仿真和DSP实验平台,仿真与实验结果验证了所提电路抑制漏电流的能力。