单相SPWM逆变桥输出电压的谐波分析

考虑逆变系统中死区及续流对输出电压的影响,利用双重傅里叶变换对单相全桥倍频三电平正弦脉宽调制(SPWM)逆变桥的输出电压进行了分析,定量地描述了其谐波分量,推导出无死区、有死区(补偿前后)的输出电压频谱公式,利用数据可视化技术描述了0～60kHz的谐波分布图。为了验证理论分析的准确性,利用Matlab7.01/Simulink建立模型进行仿真研究,并在逆变器样机上进行了实验,仿真与实验均验证了数学分析的正确性。研究结果表明,只有经充分补偿后,逆变桥输出电压的低次谐波才能得到有效抑制。

一种用于PWM逆变器的非对称T型滤波器的设计方法

针对以体积最小为目的的PWM逆变器用非对称T型滤波器的参数设计中会出现高次多元方程,难以获得有用的解析解的实际问题,提出了一种采用三维数据可视化技术的设计方法:在保证低通滤波器衰减特性的前提下,分别绘出纯电阻负载和阻感负载时系统功率因数的曲面,再依次考量电力电子器件中的电流负担、电压应力等因素,从空间曲面到空间曲线,再到平面曲线,逐步地缩小取值范围。最后对电感器的结构进行了优化设计。实验验证了该方法的正确性和实用价值。

基于数据可视化技术的逆变器用T型滤波器优化设计方法(英文)

以提高滤波器对非线性负载的适应性和整机功率密度为目的,提出一种用四维可视化技术优化非对称T型滤波器的设计方法。优化目标为降低输出阻抗和提高系统功率因数,取值范围由四维表现图的交域构成;截止角频率等约束条件的选择充分考虑到器件的电流负担和电压应力;整个设计过程在四维表现图、两参数变化的根轨迹和Bode图的可视化条件下进行,便于把握多目标函数的变化趋势,进而综合考虑各方面的因素来确定最优解。实验结果和相关数据表明所设计的低通滤波器达到了带约束条件的多目标优化目的,且该方法也可用于类似的工程优化设计。

Four-dimensional Visual Analysis and Design Optimization of LC Filters at DC Side of Single-phase Diode Rectifiers

整流滤波电路用途广泛但其优化设计不易得到全局最优解。对单相桥式不控整流电路的LC滤波器进行深分析，得到输出平均电压、浪涌电流、振荡电压、谐波衰减比和体积等的表达式f（L，C,R），并在Matlab环境下用四维数据场展现其全局的值域分布，按需用不同交集来表征所须兼顾的多个设计目标，逐步导入约束条件来进行优化。实验结果表明，在滤波器外特性基本相同的前提下，基于数据场可视化算法的优化设计达到了体积缩小1／4的效果。

一种间接测算推挽变压器漏感的新方法

电子变压器集中等效参数的具体数值与试验条件直接相关,该文结合功率器件的开关状态对推挽变压器的交链磁通进行了详细分析,提出在对漏感进行测算时应根据能量流向的不同而采用相应的方法:初次级绕组之间的漏感宜通过额定电压满负载条件下的阶跃响应来计算;两初级线圈间的漏感宜通过切换最大电流时的尖峰电压来计算。实验验证了测算结果的正确性。

单相全桥SPWM逆变器的仿真研究

建立了单相全桥电压型SPWM(Sinusoidal Pulse-width modulation,正弦脉宽调制)逆变器的数学模型,分析了设置死区时系统中IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)的通断状态,用MATLAB/Simulink中的基础模块模拟逆变器的工作状态、死区效应、死区补偿和控制系统,用数学分析和实验波形对仿真结果进行了验证。该方法可用于揭示逆变器的死区效应、补偿效果和控制系统的静、动态响应。

推挽变压器的一种外特性模型

以推挽式电压型SPWM(Sine Pulse Width Modulation)逆变器为例,由动态有效漏感的假设并结合开关器件通断状况提出了推挽变压器的一种数学模型,讨论了漏感的时空属性,阐明了漏感作用时间、涉及空间与线圈间能量流向的关系,提供了仿真和实验结果。

三维状态变量可视化及其在逆变器设计中的应用

为改进基于非对称T型低通滤波器的电压源逆变器的设计,提出一种三维状态变量的时域可视化方法。首先用状态矩阵推出状态转移方程,然后将脉宽调制(pulse width modulation,PWM)波的频谱表达式代入,借助Matlab画出三维空间的状态轨迹及其平面投影。介绍通过正负反馈来抑制系统极点变化的控制策略,以空载时控制对象来设计基于内部模型原理的电压调节器的方法。提供三维状态空间轨迹、程序框图和实验结果。该方法可供有3个状态变量的控制系统设计时参考。

一种用于推挽式电压型逆变器的低损耗无源吸收电路

提出并实现了一种推挽式PWM电压型逆变器用无源吸收电路;设有独立的放电回路让缓冲电容器上的能量部分地回馈到直流电源中,高频放电能量不会叠加在输出电压上;缓冲电容器的电压被钳位,使得推挽电路特有的倍压不会在吸收电路上造成额外的损耗。给出吸收电路参数的设计准则和计算实例,在200VDC和30kW级的中压中功率逆变装置中发挥了推挽拓扑的优点。理论分析和实验验证了所提方法的有效性。

非对称T型滤波器设计的一种五维可视化算法

针对电机工程科学计算时常遇到多元非线性函数既无解析解又难以觅得有用数值解的问题,提出并实现一种五维数据场可视化的方法,即将第4个自变量ω映射到时间t上,使因变量的空间色场为时间的函数f(x,y,z,t),进而从可再现的色场中得到更为完整的视觉信息f(x,y,z,ω)。该方法在变频器用非对称T型无源滤波器多目标多约束条件的优化设计实践表明,在求此类4元非线性方程全局最优解及判别该数值解的鲁棒性时,将自变量和因变量之间的函数关系以这种五维可视化的形式显示出来,可快速地为设计者提供直观全面的决策信息。

电感器位于交流侧的单相不控整流滤波器的可视化设计分析

整流滤波电路用途广,消除电感器直流偏磁的影响已成为研究的热点。将电感器由直流侧挪至交流侧,可消除电感器的直流分量,但其动静态特性的分析和优化设计也更加复杂。该文对不控整流电路进行分析,利用5维可视化展现两种情况下瞬态电压和电流的变化过程,仿真和实验均表明,采用交流电感器时振荡电压低浪涌电流持续时间短,电感器位于交流侧时铁心利用率高,在稳态滤波效果大致相同的条件下,体积比位于直流侧的电感器小,两者之比约为1/2。

单相不控整流器直流侧LC滤波器的四维可视化设计

整流滤波电路用途广泛但其优化设计不易得到全局最优解。对单相桥式不控整流电路的LC滤波器进行深分析,得到输出平均电压、浪涌电流、振荡电压、谐波衰减比和体积等的表达式f(L,C,R),并在Matlab环境下用四维数据场展现其全局的值域分布,按需用不同交集来表征所须兼顾的多个设计目标,逐步导入约束条件来进行优化。实验结果表明,在滤波器外特性基本相同的前提下,基于数据场可视化算法的优化设计达到了体积缩小1/4的效果。

四维可视化多目标寻优方法及其在T型滤波器设计中的应用(英文)

针对多目标优化设计中存在寻优空间小、计算难度大等问题,提出4维可视化寻优方法,将颜色作为第4变量引入3维坐标系中,分别用三维坐标表示待求自变量,用三维空间诸点的颜色表示目标函数的值。视图中多个切片的同色线集成为空间等值域,获得清晰的4维显性可视化效果,并据图中的交域颜色分布实现多目标寻优。以对逆变器的非对称无源T型低通滤波器进行优化设计为例对该方法进行了详细说明和论证,在扩大的寻优范围内,目标函数的分布状态清晰可见,有效地提高了优化解的稳定性。本方法表明:在寻优过程中应充分考虑目标函数对子变量的敏感性。提供了数学证明,介绍了使用本方法的设计准则,以及用于定量比对的实验数据。

新型剑杆织机运动控制研究

针对不同的纤维材料特性要求，需要有不同的织机运动曲线相对应的问题，本文介绍了采用机械凸轮控制的固有运动与计算机控制的交流伺服电机自由运动相复合的新型剑杆织机，它可以很方便地实现运动轨迹的变化；提出了采用周期校正型重复控制法的运动控制方案，仿真结果表明，该控制法可达到快速、平滑、高精度的控制目的。

电子变压器参数的一种间接测算方法(英文)

电子变压器的精确参数值对电力电子电路来说是非常重要的,研究时常将分布参数等效成集中参数。在开关状态下变压器的多值非线性、分布效应和趋肤接近效应都更加凸显,测量方法直接关系到参数值的测算结果。本文提出了通过额定电压满负载条件下阶跃响应来间接地测算常规模型中的集中参数的方法,仿真结果较好地吻合了实验波形,明显优于常规的测算方法。文中还从仿真元素度量的准确度评判、阶跃激励下的物理过程和变压器实验时的电磁环境等角度对测算方法作了较详细的分析比较。