基于模糊PI控制的三相高功率因数整流器

为了改善三相电压源型整流器(VSR)的动静态性能,实现其交流侧高功率因素输入,在利用三相半桥VSR的d-q模型及其传统电压电流双闭环控制策略基础上,应用模糊控制思想设计了一种电压外环采用模糊PI控制,电流内环仍采用传统PI控制的模糊PI控制器。这种方法结合了模糊控制和PI调节的优点,可以实时地智能化地调整PI参数,从而使系统具有更快的响应速度和更小的超调。仿真结果表明,模糊PI控制比传统的闭环控制具有更好的快速性和鲁棒性。

基于线性光耦的强隔离直流电压检测方法

介绍了高精度线性光耦HCNR201的工作原理。提出了基于线性光耦的直流电压检测方法及其硬件电路,该检测电路具有较强的电气隔离特性。给出了基于该电路的试验结果,运用最佳平方逼近原理对实验数据进行分析,证明了该直流电压检测方法的线性度好、精确度高。

基于高频谐振集肤电流法的线路除冰研究

针对现有线路除冰技术的缺陷,提出了基于线路集肤效应现象和串联谐振原理的谐振集肤电流融冰法。该方法通过提高线路融冰电流的频率来加深线路的集肤效应,使线路单位长度的电阻显著提高,即在相同的发热功率要求下可减少线路的传输电流;同时控制传送电流频率在线路等效电感和串入谐振电容器的谐振点处,使线路变为纯电阻性负载,完全消除线路的无功电流传送。简要论述了级联型除冰装置的具体构成及其主要的控制方法——载波相移空间矢量PWM调制法、自适应频率控制、分相控制,并给出了装置具体的线路连接运行图。实例计算表明,提出的谐振集肤电流融冰法可以有效地减少线路的过电流危害,同时也提高了线路的功率传送效率。

级联型STATCOM直流电压他励控制

针对级联型静止同步补偿器(STATCOM)直流电压半自励控制时较难实现平衡的问题,提出了3种他励控制的方案,即移相变压器三相不控整流、普通变压器单相脉宽调制(PWM)整流、普通变压器三相功率因数校正(PFC)整流。通过对这3种方案主电路拓扑及其控制方法的分析表明:三相不控整流的主电路最简单,单相PWM整流次之,三相PFC整流最复杂;三相不控整流控制最简单,单相PWM整流的控制相对三相PFC整流也简单,且控制器的采集数据也少;从经济性和控制难度上舍弃了三相PFC整流。最后通过仿真表明:三相不控整流与单相PWM整流都能满足运行要求,除非在四象限运行要求时选用单相PWM整流,其他场合三相不控整流就可以满足要求。

用于海上风电场并网的多模块变压器耦合型VSC-HVDC技术

给出了海上风电场并网系统结构,提出了一种新型的多模块变压器耦合型VSC-HVDC系统,各模块交流输入端通过多绕组变压器进行相互隔离,直流输出端由多个功率模块串联构成,通过灵活地增减模块数目,以获得不同的直流电压,各功率模块可以独立控制;建立了VSC-HVDC在两相同步旋转坐标系下的数学模型;研究了VSC-HVDC的基本控制策略,即并网侧换流站的定直流电压和定交流电压控制,风场侧换流站的定有功功率和定交流电压控制;建立了基于定桨距恒速风力发电机系统的海上风电场直流并网仿真模型,并对风电场几种典型运行情况的并网性能进行了仿真分析。仿真结果表明,在海上风电场并网中采用VSC-HVDC技术能够很好地抑制交流电压波动和跟踪海上风电场输出的有功功率,提高了海上风电场的并网性能。

基于两电平线性输出的级联型逆变器过调制算法

应用于级联型逆变器的传统多电平空间矢量调制技术往往只考虑线性调制区的实现方法,在功率单元直流电压下降的情况下不能调整为过调制算法,然而在基波电压幅值不变的要求下,仍采用线性调制方法会出现零矢量作用时间为负数的不利情况,对现场运行不利。采用的错时相差两电平空间矢量脉宽过调制技术(space vector pulse width modulation,SVPWM),利用错时相差技术将多电平SVPWM变为在每个采样点仅需控制某层功率单元左右桥臂矢量的两电平SVPWM,简化了矢量区域的判断时间;同时把相关的多电平过调制问题简化为两电平过调制算法。仿真和实验表明,该过调制算法在保证谐波含量比较小的前提下,可以使系统从线性工作状态平稳过渡到六阶梯波状态,且能保证基波电压的幅值随调制比线性输出,直至六阶梯波时的最大输出值,很适合于级联型逆变器的过调制运行。

基于模糊PI控制的海上风电柔性直流输电整流器研究

为提高海上风电柔性直流输电电压等级,抑制直流侧电压跌落和闪变,将三相电压源变流器用于送端整流器。采用多个功率单元级联的拓扑结构,电流内环采用PI解耦控制、电压外环模糊PI调节双闭环控制方式。分析了变流器数学模型,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,实现了电压级联输出,在线PI参数整定。仿真结果验证了该系统在海上风电柔性直流输电应用中的有效性。

基于级联型变流器的风力发电系统模拟研究

设计了一套基于级联型变流器的风力发电系统模拟装置。该装置的模型以风力机能量转换原理为基础,通过风力发电变流器控制异步电机模拟实际的风力机。该装置满足了双馈发电机在各种状态下研发的需要,可以方便的用于实验室条件下的风电技术的研究。

传导性电磁兼容干扰信号自动处理研究

文中在传导性电磁干扰的产生机理和耦合方式的基础上,分析了线性阻抗稳定网络这一干扰测量电路的工作原理,提出了线性阻抗稳定网络输出为共模和差模混合噪声这一问题后,给出了Paul、See和Guo 3种噪声分离网络来实现从总噪声中分离出差模噪声和共模噪声。根据干扰三要素着重介绍了屏蔽、接地和滤波3种重要的干扰抑制措施,最后利用改进的软件算法来对噪声信号进行诊断和处理,结果表明所采用的算法能够更好的去除共模噪声和差模噪声。

电涡流速度传感器小型化研究

非接触测量在高速测量领域占有很大比重,当测量环境比较恶劣时,电涡流式传感器几乎是唯一选择。受测量原理的限制,电涡流式传感器的量程与其体积成正比,在一些安装空间比较受限的地方,传感器小型化研究十分必要。针对电涡流式速度传感器,对其敏感线圈进行建模仿真,设计了单探头双线圈结构,从探头尺寸角度减小传感器体积,同时差分检测手段减弱线圈固有温漂特性,传感器输出稳定性得到增强。

一种新型荧光光纤测温探头及其一致性研究

介绍了一种基于胶片成型工艺的新型荧光光纤测温探头的结构,并重点对该种结构制备工艺过程中的各项影响因素进行了探究。采用单因素法分析了荧光胶片厚度、荧光粉浓度及正反两面等因素对探头测温一致性的影响。结果表明,荧光体胶片在同一侧的测温一致性较好。荧光体厚度对探头一致性影响较小,提高固化温度能够有效避免固化过程中荧光粉的沉降,从而减小荧光体中荧光物质的浓度差异,进而解决胶片两侧的测温性能差异,并提高测温精度。新型荧光光纤测温探头的研究对优化荧光光纤温度传感器的测温性能具有一定的参考价值。

MEMS铂薄膜温度传感器的电阻温度系数研究

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了铂电阻薄膜温度传感器,在500℃、600℃、700℃和800℃四个温度点下对铂电阻样品进行了热处理,对样品在退火前后的电阻值进行了测试和对比分析。对800℃的退火样品的阻温特性进行了多次测量,其在零摄氏度的电阻温度系数可达3150×10^-6/K。另外还对退火后的铂电阻样品阻温特性进行了多次升温降温测试,其升温曲线和降温曲线基本重合,表明退火处理可以明显的改善铂薄膜温度传感器的稳定性和重复性。

基于VxWorks的地铁车辆电度表在线监测系统设计与应用

为实现远程管理、控制和监测地铁车辆电度表,基于VxWorks操作系统,结合GoAhead Web Server服务器并设计了Web前端页面,完成了在线监测系统设计和应用。该方案首先介绍了操作系统VxWorks和GoAhead Web Server服务器各自的特点,后讨论在开发过程中应用软件的设计,包括GoAhead服务器的移植、web前端设计及测试过程。实验结果表明,该系统可实现动态网页数据交互、数据查询和信息图形化等实时监控功能,且结构简单、经济实用,具有良好的应用价值和市场前景。

高精度铂电阻温度采集系统设计与实现

针对当前铂电阻温度采集系统中存在的不能有效减小测量误差、现场接线可靠性低以及不能准确进行故障诊断等问题,设计了一种具备自诊断功能的四线制高精度铂电阻温度采集系统,包括铂电阻温度传感器、自诊断及标定模块、恒流源和电压采集模块。利用MATLAB软件对采集系统进行了建模与仿真分析,同时搭建了硬件电路并进行实物测试。仿真和实物测试结果表明,该温度采集系统不仅能够极大改善线路电缆误差和器件一致性误差问题,而且能够实现在线路发生断线故障时及时准确的对故障进行自诊断定位,能够大幅提升温度智能化诊断检测水平。

地铁列车无电区微制动技术的研究与应用

详细分析了地铁车辆过无电区时电源中断及中间电压变化情况,提出了自适应微制动维持中间直流电压稳定的技术,并确定了相应的工程应用解决方案,且通过试验验证了技术方案的有效性与实用性。试验结果表明:采用该技术的国产地铁满足国内外客户的要求,该技术达到了同行业的先进水平。

一种牵引变流器用环境监测与记录装置

为实现对牵引变流器运行环境和关键部件运行状态的实时监测,记录环境参数和关键部件运行参数的异常及预警信息,文章采用ARM+DSP双核处理架构设计了一种环境监测与记录装置。该装置通过布置在牵引变流器内部的36个传感器,对牵引变流器的6类运行环境参数和关键部件运行参数进行实时采集;并通过对环境参数进行记录、分析、判断及预警,实现对牵引变流器运行环境和关键部件参数的毫秒级实时监测和512 GB大容量存储。该装置通过了标准GB/T 25119—2010 《轨道交通机车车辆电子装置》的相关试验验证,其能够对牵引变流器的运行环境状态进行实时监控并对变流器进行故障预警,可以为牵引变流器产品优化设计和故障分析提供大容量数据支撑。

基于大数据平台的能耗分析与管理系统

目前车辆牵引能耗与辅助能耗的比例缺少有效的基础数据,为此提出一种基于Hadoop平台的地铁能耗分析与管理系统。该系统可对地铁线路中各个列车的能耗记录仪记录的能耗数据进行采集并提供存储平台,同时支持对能耗数据进行的分析与监测,为车辆节能工作提供一种有效直观的考核工具。

KZ4A型机车用传动控制单元改进型故障存储装置

针对KZ4A型机车用传动控制单元故障存储方式升级需求,提出了一种机车故障数据存储解决方案。通过利用高性能浮点DSP对高速AD采集的故障数据进行计算、储能延时和大容量存储技术,实现了机车故障时机车相关数据的有效记录,给出了装置的完整设计框图并阐述了故障记录判断的软件流程。所设计的故障存储装置弥补了老一代TEC_DU2103A型DCU故障存储的短板,缩短了现场故障实时分析时间。

基于Verilog HDL的通用UART模块设计与实现

针对工业控制器等对异步串行通讯应用的广泛需求,基于Verilog HDL语言设计了一种波特率、校验类型、帧长度等参数可灵活配置的UART模块,并采用Modelsim进行了行为级的功能仿真。同时搭建了基于FPGA器件的硬件环境,采用CPLD器件的通讯插件对该UART模块进行了单板测试验证工作。测试结果表明:该UART模块完全能够基于不同结构的PLD器件完成功能设计目标。另外采用该UART模块在国产PLD器件上完成了24小时环回丢包测试,未出现数据错误情况,从而验证了该UART模块功能的有效性及设计的通用性。

卡尔曼滤波在列车防撞预警系统中的应用

列车防撞辅助预警系统是在列车自动防护系统失效情况下保障列车行车安全的重要系统之一,该系统基于二次雷达的测距原理进行列车间的测距和预警,其测距精度直接影响系统的可靠性。针对列车防撞辅助预警系统基于二次雷达的测距数据含有较大噪声的问题,本文基于离散线性系统理论,建立测距数据的离散线性系统模型,获取离散线性卡尔曼滤波参数,然后对测距数据进行滤波处理。通过使用MATLAB对静态和动态测距数据进行卡尔曼滤波仿真试验,证实卡尔曼滤波可将测距数据的噪声降低50%以上,并且不会产生数据延时,提高系统的可靠性。