逆变器共模电压干扰及抑制措施研究

在紧凑型逆变器设计中,随着功率密度的提升,功率器件快速开关过程所引起的电磁兼容EMC(electromagnetic compatibility)问题越来越突出,而要使逆变器在各种环境条件下稳定运行,EMC设计显得尤为关键。针对逆变器的共模干扰问题,从共模干扰传导的3条路径展开分析,基于ANSYS电磁仿真平台建立了逆变器共模干扰等效模型,分析干扰信号的传播通道及作用原理,得出共模干扰电压与寄生电容的关系,通过实验进行验证,提出了2种通过减小寄生电容进行共模抑制的有效方法。从原理分析到仿真得出结论,然后用案例加以验证,对于逆变器EMC设计及逆变器共模干扰问题的解决具有实际指导意义。

高校教师党支部党建工作创新探究

高校教师党支部作为高等教育实施的堡垒,是高校落实立德树人根本任务的重要保障。本文分析了目前高校教师党支部存在着党建工作与业务工作“两张皮”,教师党支部和学生党支部、企业党支部缺少联动等问题,提出了高校教师党支部党建工作的创新模式。通过成立党员先锋队和建立党支部联动机制,推动高校教师党支部党建工作与业务工作深度融合发展,促进党建和育人工作提质增效。

嵌入式数字有源EMI控制的弧焊逆变电源

数字化高频弧焊逆变电源以其效率高、体积小、易于控制等优点在焊接方面得到广泛应用,但随着弧焊逆变电源高频化的发展,产生的传导EMI也越来越严重,尤其是共模传导EMI。本文基于数字有源EMI滤波(DAEF)控制,提出了一种降低弧焊逆变电源共模传导EMI的方法,该方法通过采样检测EMI信号、数字化补偿控制、DAC输出并注入,形成闭环EMI控制,其EMI控制可嵌入弧焊电源原有控制器资源中节约控制成本,因不在主电路中串接器件,从根本上解决了EMI滤波器体积和功耗大的问题。本文对带有DAEF的逆变弧焊电源系统进行设计、建模及补偿控制,仿真分析了基于DAEF控制的弧焊逆变电源系统在稳定性和动态性能方面的优势。最后,实验结果证明了所提出方法在减小弧焊电源传导EMI发射、提高其动态性能方面的优势。

基于PSO的无源电力滤波器支路拓扑的优化设计

无源电力滤波器(Passive Power Filter,PPF)以其高性价比在电力系统中得到了广泛的应用。用不同阻抗频率特性的PPF拓扑支路组成无源滤波网络是目前无源滤波的通用方法,实际中PPF支路拓扑设计通常依靠设计者的工程经验,缺少系统的设计方法,更谈不上对支路拓扑的优化设计。本研究提出了一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的PPF支路拓扑的优化设计方法,解决了工程设计中单纯依靠工程经验设计PPF支路拓扑的盲目性问题。本方法首先基于PSO优化了各种滤波支路中补偿容量的分配,然后以总投资成本、单调谐滤波支路平均品质因数及电流谐波平均含有率为目标函数优化出最佳PPF滤波支路网络。并以一个实际的工况为例,验证了优化设计效果。

36kV电子束轰击炉高压直流开关电源设计

针对高压直流开关电源变压器绝缘易被击穿和输入并联输出串联电源拓扑输出电压纹波大、精度低的问题,提出了改变变压器绕组布局结构的分段式绕制方法和一种数字化错相控制策略。首先,详细给出了分段式变压器的绕制结构和设计方法;其次,基于所建立的占空比与输出电压的数学模型,给出了错相控制策略中最小纹波因数下的占空比设计原则,并对纹波因数进行了定量分析;最后,绕制了分段式高频高压变压器样品,研制了36kV/10A电子束轰击炉电源的样机。实验结果表明:变压器分段式绕制方法降低了副边绕组的层间电场强度,进而可降低变压器绝缘等级,防止变压器绝缘击穿;所提出的错相控制策略可把输出电压纹波由23.2%降低到3.5%。总体来说,所提出的方法和策略提高了36kV电子束轰击炉高压直流开关电源的功率密度和稳定性。

数字有源EMI滤波器的精确建模及分析

数字有源EMI滤波技术(DAEF)是数字化开关功率变换器传导EMI抑制技术发展的新方向。针对DAEF传统模型不能准确描述系统行为问题,提出了一种精确系统模型,该模型考虑到检测电路、注入电路和解耦电路中的高频寄生参数及数字控制系统各环节的延迟特性,可以准确模拟系统行为,精确反映系统滤波性能。基于所建立模型进行仿真分析和实验验证,结果表明此模型能够精确描述系统行为和预测系统滤波能力。

数字有源EMI滤波系统延迟的建模与分析

随着数字处理技术的进步,数据采集速度与精度的大幅提高,使得数字有源电磁干扰滤波技术DAEF(Di西tal Active EMI Filter)成为EMI(Electro-Magnetic Interference)滤波技术发展的新方向.由于EMI信号频率较高,所以EMI滤波控制中的延迟对滤波性能的影响不可忽视,需要深入研究.本文详细分析了数字有源EMI滤波系统中产生延迟的原因,建立了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型,仿真分析了延迟时间对EMI滤波系统滤波性能的影响.搭建了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的数字有源EMI控制系统平台,验证了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型的正确性,揭示了数字有源EMI滤波系统延迟环节对滤波性能的影响规律,这有助于对数字有源EMI滤波器的进一步研究和推广应用.

基于可控谐振电感技术的移相全桥变换器

提出一种应用于移相全桥变换器的可控谐振电感技术(CRI),仅在主电路拓扑结构上增加了一个磁芯,增加了零电压软开关的实现范围,大大提高了轻载状况下的电源效率。在满载或重载工况下,CRI使得寄生谐振电感值和占空比丢失变小,减小了软开关对负载电流的依赖性。同时大大减小了变换器传导电磁干扰(EMI)的发射。建立了一台20 k Hz,30 k W的带有CRI的高频逆变弧焊电源的仿真模型,并搭建了实物样机,仿真和样机实验结果验证了设计方法的可行性。

数字有源EMI滤波器解耦电路的设计方法

针对数字有源EMI滤波器(DAEF)信号检测点与注入点的耦合会降低EMI抑制性能问题,通过建立含有解耦电路的DAEF模型,仿真分析解耦电路对滤波特性的影响,提出一种DAEF系统解耦电路的设计方法。该方法基于实测阻抗匹配原则,在不改变原电路结构,不增加DAEF体积的前提下,大幅度提高了DAEF系统EMI抑制能力。基于FPGA控制器搭建了含有解耦电路的DAEF控制系统平台,实验验证了所提出的解耦电路设计方法,有效地提高了DAEF的滤波能力。

一种软开关直流脉冲电源的研究

脉冲电源的形式和用途有多种,文章研究了一种软开关直流脉冲电源,主开关管可以实现零电流开通、零电压关断;输出脉冲电压波形工整,其占空比和频率的调节可以通过外围设定。仿真试验的结果验证了该直流脉冲电源的可行性。

基于改进型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对经典滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制过程中的抖振问题,研究了一种改进型滑模观测器。分析了经典滑模观测器产生抖振的原因,采用饱和函数代替符号函数实现抖振的抑制,结合磁场定向控制技术实现永磁同步电机的转速估计,在1台2.7 kW,10 000 r/min的永磁同步电机硬件平台上进行实验验证。仿真分析和实验结果表明,改进后的滑模观测器能够准确估计转速并减弱转子位置估计过程中的抖振。

基于虚拟仿真技术的《电力系统综合实践》教学改革研究

作者针对《电力系统综合实践》课程中高电压、高危险、故障不可逆的新能源发电并网系统实体实验难以开展的问题,在采集分散式风电场现场数据和场景的基础上,构建了现场数据与场景驱动的分散式风电并网运行控制虚拟仿真实验。将此实验引入电力系统综合实践的实验教学中,不但能弥补实体实验的不足,有助于学生感性直观地理解和掌握新能源电力系统的控制原理,同时加强学生的综合设计分析能力和自主创新能力,提高了教学效果,具有良好的推广性。

虚拟仿真技术在电气类专业实验教学中的应用与思考

虚拟仿真实验教学是教育信息化背景下高等学校实验教学改革的重要内容。文章分析了当前虚拟仿真技术在电气类专业实验教学应用中存在的问题,针对应用中的问题,结合国家级虚拟仿真实验教学一流课程《现场数据与场景驱动的分散式风电并网运行控制虚拟仿真实验》的建设和使用情况,总结提出了虚拟仿真实验课程的建设思路和持续改进措施,具有良好的推广性和示范性,对高校虚拟仿真实验课程建设具有借鉴意义。

智能配用电网实验系统构建与应用

针对智能电网信息工程专业的多学科交叉性,在发-变-输电力网上设计了智能电表信息采集、通信和监控站等智能化单元,构建了工业级智能配用电网实验系统,突显智能电网的信息化和智能化。基于该实验系统设计了包含专业基础实验、综合设计实验和探索创新实验的多层次实验方案,并开展了学生竞赛和科技创新活动。实践表明,该实验系统可以培养学生解决智能电网现场问题的能力,增强学生的实践创新能力,为新兴特色专业的建设和创新人才的培养提供了较好的支撑,具有良好的推广性。

基于模型设计的高空异步电机变频器

针对传统变频器在宽调速范围内的高效率开发问题,本文采用基于模型的设计方法简化控制器代码结构。研制了一台高空用异步电机变频控制器,根据控制器的高频功能需求搭建代码自动生成模型,利用Matlab实现模型到代码的自动转化。采用基于模型的设计方法进行程序设计,进而实现对异步电机的高频控制,仿真数据及实验结果表明,基于模型的设计方法简化了软件设计结构,提高了异步电机控制器的开发效率。

基于谐波特性的双侧LCC补偿网络参数设计方法

储能装置需要感应能量传输系统实现恒流(CC)/恒压(CV)的输出特性,而采用调频和辅助开关的实现方式会降低系统性能,因此提出了一种综合考虑谐波的双侧LCC补偿网络参数设计方法。所提方法仅通过频率切换实现CC/CV两种输出模式,无需额外的开关器件,降低了系统控制复杂度,并且通过设计补偿电容参数实现了充电全过程逆变器的软开关。为了验证理论分析的正确性和可行性,搭建了 400 W实验样机,实验结果表明所提参数设计方法使双侧LCC补偿网络在仅切换一次频率的情况下实现先CC再CV的输出特性,提高了系统的安全性和稳定性。

新工科背景下虚拟仿真实验研究与实践

新工科专业对人才的实践与创新能力提出了更高的要求。首先,文章针对新工科课程实验的空白、缺乏具有交叉学科背景与主观能动性人才,以及面对突发灾害无硬件实验可做的问题,剖析了新工科背景下虚拟仿真的意义;其次,就目前虚拟仿真实验教学存在的实验内容不深入、实验项目无挑战性、工程场景严重失真等问题进行了总结,并以新工科课程《电力系统综合实践》的虚拟仿真实验为例,从虚拟目标、平台建设与评价体系三个角度进行了探索;最后,阐述了疫情期间虚拟仿真实验教学的实践。

基于ANN的模拟空气击穿电压预测方法研究

提出了一种基于人工神经网络(ANN)的模拟空气(IAir)击穿电压的预测方法。ANN采用BP网络模型,由输入层、隐藏层和输出层3层组成。依据I-Air中针对板(N-P)、球对板(S-P)电极的工频交流击穿试验数据,分别进行了针对不均匀电场和稍不均匀电场2类的人工神经网络的数据和网络测试。对于不均匀电场网络,利用同一气压下若干气隙长度的击穿电压,预测同一气压下的其他气隙长度的击穿电压;对于稍不均匀电场网络,利用若干气压下的击穿电压预测另外气压下的击穿电压,并用Matlab中的ANN工具箱实现了人工神经网络模型,通过比较实测结果和预测结果发现预测平均误差小于5%,取得了较好的预测结果。预测方法可以用来在一定范围内预测I-Air的击穿电压,大大减少了试验的时间和试验投资成本。

一种去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源

针对目前高压除尘电源对细微颗粒粉尘除尘效果不佳,难以实现去除宽范围直径粉尘的问题,提出一种可去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源。该电源采用倍压整流方式实现高压直流基压,采用脉冲整流方式实现叠加高压脉冲,可实现高压直流基压叠加高压脉冲的波形控制。该电源提高输出电压峰值的同时减小了平均电压,不仅可提高细微颗粒粉尘的除尘效果,还降低了电源的能耗。同时,搭建了高压直流脉冲电源电路仿真模型,验证了波形控制策略的正确性。最后,搭建了可去除宽范围直径粉尘的高压直流脉冲电源系统样机,并通过实验验证了除尘效果。

无损吸收倍流整流ZVS PWM全桥变换器

介绍了一种新型的倍流整流方式下的ZVS-PWM全桥变换器,通过在次级加入一个简单的无损吸收网络,可基本消除由于变压器漏感较大而引起的二次侧整流二极管上的电压尖峰及振荡,分析了该系统的工作原理。仿真结果验证了该方案的可行性。