多级同步感应线圈发射器的自适应设计研究

触发控制策略对于多级同步感应线圈发射器至关重要。然而,随着线圈级数的增多以及电枢速度的提高,触发时序控制和功率调节变得更加复杂,而传统的位置触发策略或时间触发策略的控制效果不尽人意。为此,该文结合多级同步感应线圈发射器的系统微分方程和控制方程,提出了一种自适应设计策略。其核心思想是近似认为相邻级线圈的等效单匝电感相等,进而可根据上一级线圈尺寸计算下一级线圈的匝数,并对该级线圈尺寸进行修正,而线圈的触发时序则取决于线圈中心与电枢尾部的相对位置。基于该策略,以25级同步感应线圈发射器为例,对其结构参数和触发时序进行了自适应设计,并通过与有限元法仿真结果的对比证明了该自适应设计策略的有效性和准确性。此外,该文定量分析了上升距离和转差速度对发射性能的影响,从而为两者的选择和优化提供了参考依据。

电流环暂态模型在异步感应线圈发射器中的应用

搭建了异步感应线圈发射器的电流环暂态模型,加入采用开关函数描述的逆变器模型及相关的调制策略,使得改进后的电流环暂态模型能应用于变频调速的仿真研究。基于Maxwell/Simplorer软件分别搭建发射器本体和控制的场路耦合模型。在恒压源驱动和恒压频比驱动两种方式下,电流环暂态模型和有限元模型的仿真结果都非常一致,从而验证了改进电流环暂态模型的准确性。基于电流环模型计算了发射过程中电枢的温升,并分析温升对发射性能的影响。搭建了一套9级线圈发射器实物装置并设计了相关的变频驱动电路,实验结果和仿真结果基本一致。相比有限元模型,电流环模型减小了计算量和仿真时间,有利于发射器的参数整定和优化设计,是分析线圈发射器暂态特性的重要工具。

基于Concerto多模块APF控制系统设计

采用多个有源电力滤波器(APF)并联的方案,通过分布式控制实现大容量的谐波与无功电流输出;针对此结构如何在稳定的环路控制和通信功能间寻求平衡,采用最新的Concerto F28M35x系列控制器构成控制系统。通过对基于电压、电流双闭环控制的均流策略和基于数字锁相环(DPLL)的相位同步方案进行研究,设计了二台APF样机进行运行调试。实验表明基于Concerto的分布式控制方案可行,补偿后谐波畸变率低。

基于CAN总线多模块有源电力滤波器并联控制

采用CAN总线通信来实现分布式控制在多模块并联有源电力滤波器中的应用;设计了基于CAN总线的新型相位同步与均流控制方法。采用TI最新的Concerto F28M35x系列控制器构成控制与通信系统,从而集实时控制与高级通信能力于一身;通过二台有源电力滤波器样机的并联运行调试,实验结果证明基于CAN总线的同步与均流策略使得每台有源电力滤波器模块输出电流的相位和幅值相等,经过补偿后的谐波畸变率低,响应速度快。