基于HCCSMO的永磁同步直线电机无传感器控制

基于滑模观测器(SMO)的永磁同步直线电机(PMSLM)无传感器控制存在抖振和估计反电动势谐波,会造成速度和位置的估计误差。为解决上述问题,提出了一种谐波交叉消除滑模观测器(HCCSMO)。首先采用Sigmoid函数替代符号函数以削弱抖振,然后引入谐波交叉消除二阶广义积分器(SOGI)代替低通滤波器对估计反电动势进行处理,抑制由定位力产生的谐波分量,减小SMO的速度与位置估计误差。仿真与实验结果均表明所提出的方法能够有效抑制SMO的估计误差,提高速度和位置观测精度。

积极心理学视域下《信号与系统》课程教学改革探索与实践

为应对新型工业化的育人要求,以及工科专业教学针对性创新和优化的需求,探索积极心理学视域下《信号与系统》课程教学改革方式方法。首先,采用调查问卷法和半结构式访谈,对教学主体所面临的问题进行深入剖析。其次,提出“塑造积极人格特质、强化积极情绪情感体验、构建积极生涯”为一体的课程改革路径及相关举措。最后,以傅里叶变换章节为案例,进行了积极心理学视域下《信号与系统》课程教学设计与实践。积极心理学视域下的课程教学,有助于教学主体同时拥有成就感、满足感等积极主观体验,实现专业教育和思政育人同向同行、与时俱进。

基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器的仿真模型参数及过渡时间分析

建模仿真方法和过渡时间计算是磁饱和式可控电抗器研究中值得关注的2个重要问题。根据磁饱和式可控电抗器的饱和特性,通过对小斜率磁化特性的分析,找到了电抗器额定容量、额定电压、自耦比和绕组电阻之间的定量关系,明确了基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器仿真模型参数的设置方法。通过对小斜率磁化特性的分段线性化,把从空载到满载的过渡过程分为直流磁链随时间线性增加和控制电流根据线性RL电路充电规律变化这2个过程,得到了比较准确的过渡时间计算公式。实例仿真结果说明所提分析方法简捷有效。

变压器式可控电抗器谐波系数定义与其控制级数的关系

变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)的控制级数由功率递增系数确定,而谐波系数又决定着功率递增系数。定义了3种谐波系数,并定量分析了3种定义下的谐波系数与其控制级数之间的关系,给出了计算公式;进行了比较分析和算例计算。结果表明,在满足谐波电流有效值要求的前提下,分别由3种谐波系数定义计算的CRT控制级数依次减少,大谐波电流有效值依次增大;并指出,从谐波电流有效值来看,由第1种谐波系数定义计算会导致过多的控制级数,是不合理的,而由第3种谐波系数定义计算的控制级数少,是合理的。论文工作为简化CRT结构奠定了理论基础,也为类似电气设备设计和谐波分析提供了参考。

变压器式可控电抗器绕组电流分析

为提高变压器式可控电抗器的工作效率,对绕组电流进行了分析。为此,基于顺次单支路工作模式下的绕组分级原则,在考虑所有绕组自、互漏抗影响的基础上,推导出了不同工作状态下的绕组电流、额定电流利用率与等效漏抗的函数关系,并给出了能使电抗器高效工作的等效漏抗设计要求。通过算例说明等效漏抗会影响控制绕组电流的分配,导致额定电流利用率低下,并由此提出电抗器设计需满足"小漏抗"原则。结果表明,当等效漏抗小于由功率递增级数、绕组额定电流利用率设计值、第1级控制绕组容量比、绕组个数及短路电抗确定的最大值时,控制绕组额定电流利用率可以满足设计要求,即变压器式可控电抗器可工作于高效状态。

变压器式可控电抗器的工作特性分析

为了对变压器式可控电抗器(CRT)的性能进行优化与分析,笔者对其基本工作原理进行了简单的阐述,提出了多种等效电路模型,并介绍了详细的建模的过程;分析了变压器式可控电抗器的谐波特性、控制特性、伏安特性等工作特性,并分别给出了计算公式以及波形分析;计算了CRT的有功消耗,得出了多绕组变压器的有功消耗的计算公式;对CRT的响应时间进行了分析,得出了CRT从一个稳态到另一个稳态的过渡过程波形。

基于磁集成技术的变压器式可控电抗器的结构设计与分析

为了实现变压器式可控电抗器(CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计目的,基于磁集成技术,提出了阵列式磁集成CRT结构。通过分析此结构各绕组磁通关系以及建立其等效电路,推导出各绕组的短路阻抗与短路电流的计算式,并进行绕组短路阻抗与短路电流的举例计算。磁通分析与举例计算结果表明,所提出的阵列式磁集成CRT结构将控制绕组与限流电感集成在一起,将各控制绕组的短路电流维持在了额定值,在满足CRT"高阻抗"设计要求的同时减少了分立磁件数目;此外,随着后续控制绕组的投入,已经投入运行的控制绕组电流保持不变,即达到了各控制绕组间完全解耦的目的,满足CRT"弱耦合"的设计要求。

多并联支路型可控电抗器短路电抗对支路电抗和电流的影响

短路电抗对支路电抗和电流的影响是造成多并联支路型可控电抗器(Controllable Reactor of Multi-parallel Branch Type,CRMB)支路电抗和电流额定值的选取困难、以及设备利用率下降的重要原因。根据CRMB各支路晶闸管依次导通和关断的工作特点,采用递推算法求得了CRMB支路电抗和电流的计算公式。对这些计算公式的函数分析和算例分析后指出,支路电抗随着短路电抗的增大而减小;支路电流额定值随着短路阻抗的增大而增大,而其支路电流额定值利用率最小值随着短路电抗的增大而减小;为了提高CRMB设备利用率,CRMB短路电抗应小于一个由电流额定值利用率的最小值、CRMB支路容量递增系数和支路数决定的最大值,由此可以选取短路电抗、支路电抗和电流的设计额定值。研究结论可为CRMB的工程设计和变压器式可控电抗器的研究提供理论参考。

磁集成技术在变压器式可控电抗器中的应用

由于变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)控制绕组间存在磁耦合,笔者将解耦磁集成技术应用于CRT的结构设计中,通过向各控制绕组的磁通提供低磁阻磁路来实现控制绕组间的解耦,从而提出了一种磁集成CRT铁心结构,进一步计算了各绕组的漏感,建立了其电感—变压器等效电路,推导了各控制绕组间的耦合度以及空载电流与侧柱气隙大小之间的关系式,并在MATLAB平台下对其进行了仿真分析。仿真结果表明增大气隙,可以减小控制绕组间的磁耦合,提高绕组容量利用率;验证了此结构通过控制侧柱气隙的大小达到解耦的方法是有效的。

基于扰动补偿磁链观测器的永磁同步直线电机无位置传感器控制

为了提升永磁同步直线电机无位置传感器控制性能,研究了一种基于扰动补偿磁链观测器的无位置传感器控制方法。该方法将陷波滤波器看作扰动观测器并且结合反馈控制器,计算简单,容易实现。观测器中的参数调试也不复杂,对直流偏置和谐波扰动有着比较好的抑制作用,相当于克服了传统磁链观测器最主要的局限性。此外,研究的观测器不会带来磁链幅值和相位的误差。利用锁相环估计位置和速度,进一步提高观测器观测精度。实验证明扰动补偿磁链观测器能够有效减小直线电机运行过程中的动子磁链的估计误差,从而提高动子的位置和速度的估计精度。

微下拉晶体光纤生长设备研制及YAG单晶生长

介绍了一种新型单晶生长技术(微下拉:micro-pulling-down),并概述了该方法在Nd∶YAG单晶光纤生长方面的应用及发展。率先在国内开展了微下拉单晶生长炉的研制工作,填补了该领域的空白。同时,生长了直径3mm,长度100 mm、300 mm的Nd∶YAG单晶,晶体整体透明、内部无散射点,表现出了良好的单晶性,有望作为激光工作物质使用。

不同工作模式下基于谐波电流有效值分级标准的CRT参数设计

控制绕组级数的减少对于提高变压器式可控电抗器(CRT)的工作效率、降低设计制造难度具有重要意义。基于国标GB/T 14549—93对谐波电流的要求,提出了更经济的CRT谐波电流有效值分级标准,在此基础上分析了3种典型单支路工作模式下控制绕组电流、控制绕组级数、谐波电流之间的关系,并以谐波电流为约束条件对CRT不同工作模式下的控制绕组级数和各级电流等参数进行设计,同时对3种工作模式的控制绕组级数大小进行比较分析。算例计算结果表明:在基于谐波电流有效值分级标准对CRT控制绕组参数进行设计时,控制绕组级数与第1级控制绕组电流、最大k次谐波电流和工作模式相关,不同工作模式下控制绕组级数不同,但注入电网的谐波电流均能满足要求,且第1级控制绕组电流分配相差不大时,固定单支路工作模式下谐波电流最小。