基于混合铁心的新型电流互感器研究

传统电流互感器铁心饱和会导致其二次电流波形发生畸变,进而可能影响电能计量的精度或引起继电保护设备错误动作,威胁电网的安全稳定运行。针对此类问题,提出了基于混合铁心的新型电流互感器(CCCT)。CCCT主要由混合铁心、二次绕组、二次电阻、磁场传感器与信号处理电路组成,其中混合铁心包含完整的内铁心与带气隙的外铁心,磁场传感器放置在外铁心的气隙中,其输出信号用于补偿发生畸变的二次电流。为验证该结构的有效性,进行了有限元仿真,制作了CCCT样机并进行了正弦交流电流、正弦半波电流、短路电流和直流电流的测量实验。有限元仿真与实验结果表明,CCCT在额定电流下的复合误差小于0.2%,稳态对称短路电流下的复合误差为2.04%,暂态短路电流下的峰值瞬时误差为4.25%,直流条件下输出与输入的拟合优度为0.999 9,既基本保留了传统电流互感器的测量精度,也具有良好的暂态响应特性与抗直流特性,可同时满足相关标准对测量、保护用电流互感器的精度要求,具备在实际工程中应用的潜力。

民企子承父业真是“小概率事件”吗?——为中国民营企业“接班危机”求解(上)

近年来,我国民营经济占GDP的比重逐年增加。据统计,截至2023年9月底,全国登记在册民营企业数量超过5200万户,民营企业在企业总量中占比达到92.3%。在民营企业中,85%以上是家族式企业,这些企业当前已面临严峻的交接班问题。在民营企业的数量和财富呈几何级增长的同时,企业的创业者们也面临着巨大的挑战:“创一代”逐渐老去,他们该如何选择企业接班人?“创一代”的子女们愿不愿意接班?家族企业该如何进行传承?“接班危机”的产生有何深层次原因……本刊就此邀请多方人士展开讨论。

基于频率切换实现电池恒流和恒压充电的LCC-S补偿WPT系统研究

无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统具有安全、方便、美观等性能优势,已逐步渗入到人们的日常生活中。在电池充电应用中,通常期望WPT系统能够在零相角ZPA(zero phase angle)条件下实现负载无关的恒流和恒压充电功能。提出了一种基于频率切换的LCC-S补偿WPT系统及其参数设计方法,可使系统在2个不同的ZPA频率点分别实现负载无关的恒流和恒压充电输出,无需改变电路拓扑结构。设计的LCC-S补偿WPT系统接收侧仅有一个补偿电容,确保了WPT系统接收侧紧凑性。最后,搭建了一台充电电流和电压分别为3 A和50 V的实验样机,验证了本研究中WPT系统的合理性与实用性。

模块化多电平逆变器电容电压及环流控制

模块化多电平变换器作为逆变器时,一个重要特点是能够控制模块电容电压及环流。本文推导出了该变换器的一种单相状态方程,定性分析了环流及电容电压的谐波成分,证实了环流二次谐波呈负序分布,给出了三相状态方程在负序两倍基波频率dq0坐标系的方程,dq坐标系中的方程表达了环流谐波的特性,而零序方程则表达了电容平均电压及环流直流成分的特性。基于此,本文提出了环流谐波及直流成分的解耦控制策略,在dq坐标系中,对传统的控制策略进行改进,以有效抑制环流谐波,在零序坐标系中,实现对电容平均电压及环流直流成分的控制,不同坐标系中的控制,彼此互不影响。最后通过仿真及实验研究证明了文中的结论。

模块化多电平变换器的系统状态方程及等效模型

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)由于其模块及变量数量众多,造成其仿真及分析的困难。在忽略系统高频分量及假定模块电容电压均等的前提下,引入正负桥臂电容电压之和及差作为新的变量,并和环流及输出电流一起建立了系统的状态方程。以该方程为基础,提出了系统的一种等效模型。该模型以简单的电容和逆变器模型为基础,从而使得系统分析变得十分直观和简单。为提高模型的精确性,该文分析了死区及IGBT饱和压降对系统的影响,给出了修改后的等效模型及其s域模型,该模型可以替换实际的MMC系统用于仿真研究,而不必考虑仿真速度的问题。最后,通过仿真和实验证实了所提模型的正确性。

模块化多电平变换器全电平产生原理及电容均压策略

模块化多电平变换器每个桥臂有N个模块,根据调制方法的不同,输出可以产生N+1电平(基本电平)和2 N+1电平(全电平),文中研究了这两种输出的工作机理,以及对桥臂电感的影响,研究了电平产生、环流及电容电压控制之间的关系。在此基础上,针对载波重叠脉宽调制(PWM)策略,提出了一种基于PWM信号轮换的模块电容均压策略,该策略可以根据需要调整策略的执行时间,以减少因均压带来的开关状态变化。通过一个560V直流输入的实验和仿真平台验证了所提出均压策略的有效性。

基于合成矢量的电压型PWM整流器电流控制研究

在同步坐标系中,三相电压型PWM整流器电流控制系统是一双输入双输出二阶系统,对系统性能的分析一般是建立在系统彻底解耦基础上,而实际上由于输入电感值的变化,系统不可能彻底解耦。

PWM整流器瞬时功率控制策略研究

三相电压型PWM整流器一般采用电压电流双闭环控制策略,而电压方程的非线性特性使得系统分析变得困难。建立了PWM整流器控制系统的瞬时功率模型,证明了线性控制方案电压误差与输出功率之间为线性关系。比较研究了PWM整流器的线性PI控制和基于负载功率前馈控制两种线性瞬时功率控制策略,指出后者大大加快了系统响应速度。在此基础上,针对输出电压方程非线性的特点对后者进行了改进,在保持该策略优良性的同时,实现了输出电压的线性控制。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性。

一种用于车间调度的基于熵的混合遗传算法

为提高车间调度算法的寻优性能,通过对模拟退火遗传算法收敛图的研究,提出了评价算法种群有序性(差异性)的种群熵.基于种群熵,提出了改进的模拟退火遗传算法.该混合算法通过种群熵动态地改变算法的交叉和变异概率,使之适应种群的变化,提高种群个体的多样性,克服算法的过早收敛,从而达到提高算法寻优性能的目的.仿真实例表明:所提出的算法的寻优性能有了显著的提高;与传统遗传算法相比,在相同的初始条件与收敛条件下,对于FT10问题,最优结果由998优化至930,偏差由9.78%减少到了1.94%;对于LA36问题,最优结果由1359优化至1278,偏差由10.29%减少到了2.97%.

基于模块化多电平变换器的负序电流补偿系统研究

针对三相负载不平衡引起的负序电流,提出了基于模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)进行补偿的方案,讨论了其工作特性,提出了相应的控制策略。首先,通过把三相不平衡负载等效为平衡负载的方法,推导出对补偿系统控制的基本要求,明确了补偿的基本原理;然后,分析了补偿系统输入功率特性,提出了MMC用于负序补偿时的等效模型,并分析了环流及电容电压的波动特性,指出三相电容电压之和必定存在二次谐波波动;引入正负序坐标系分离控制的控制策略;最后通过仿真和实验验证了文中提出的结论和控制策略。

基于面向对象遗传算法的柔性车间调度研究

针对柔性车间作业调度问题,基于面向对象思想设计了一种遗传算法。该算法将实际操作封装成基因类,工件封装成工件类,机床封装成机床类,调度方案封装成染色体类,基于堆栈思想设计了染色体的创建方式,提出了全新的染色体解码方式及变异方式。通过仿真实例证明了该算法的有效性和实用性。

一种模块化多电平变换器环流谐波的抑制方法

环流的存在是模块化多电平变换器(MMC)的一种重要现象。分析了环流谐波产生前的电路初始状态,指出电路初始状态中的谐波电压是环流谐波生成的原始因素。在此基础上,提出通过对消引起环流谐波原始谐波电压来抑制环流谐波的思想,根据该思想,提出了抑制由输出电流产生的环流谐波的开环控制策略。为分析策略的有效性,提出了环流控制的一种通用等效模型。实验研究证实了所提策略正确性。

以利润和熵为性能指标的车间生产调度

为解决以往研究中车间调度指标考虑因素不全面的问题,将时间、质量、成本、能耗和环境5个因素统一为利润指标、提出了以利润作为调度指标、熵作为调度方案有效性的评估指标、基于遗传算法的柔性制造车间调度方法.该方法以利润指标作为遗传算法的染色体适应值,经多次寻优,求解出一组次优调度方案,对次优调度方案集进行利润与熵为指标的基于熵权的多目标决策,决定最终的最优调度方案.应用实例和程序进行验证,结果表明,与传统调度方法相比,所提出的方法在指标的全面性及实用性上有一定优势.

基于多Agent与遗传算法的柔性车间调度系统研究(英文)

为解决柔性车间调度自动化及优化问题,建立了基于多Agent及遗传算法的柔性车间调度系统。系统是一个由管理Agent,调度Agent及多个加工单元Agent组成,系统中通过遗传算法实现静态优化调度,而通过Agent之间的协作现实动态调度。加工任务到来时,先经管理Agent评估,接受后打包相应信息传递给调度Agent;调度Agent调用其面向对象遗传算法对任务进行优化分解并传递给各加工单元Agent;加工单元Agent根据调度Agent下达的任务进行加工,同时通过相互协调动态调整加工任务,以消除加工过程中出现的不确定性。示例运行表明所建立的系统可行,并兼有实用性,先进性和有效性。

新型单相逆变电源的研制

介绍了一种新型单相逆变电源的设计方案。该电源将集成电感变压器应用于主电路,消除了传统电源由于输出滤波电感引起的噪音。控制电路以 AT89C52和专用 SPWM 波产生芯片 SA4828为核心,实现了全数字化控制。

高效率太阳能逆变器的研制

针对太阳能逆变器高效率的要求,提出单相三阶半周调制SPWM技术,在一个正弦周期内,开关损耗比常规SPWM技术降低一半,以PIC16F876单片机为控制核心,使电路简单可靠,整机效率最大达到91％。

模块化多电平变换器环流及电容电压的稳态解析表达式

环流谐波及电容电压波动是模块化多电平变换器(MMC)的一个重要研究课题。本文通过一个MMC的等效模型推导出了由输出电流引起的环流谐波及电容电压波动的解析表达式,指出环流谐波本质上是存在于系统直流侧的谐波电压引起的激励,分析了环流谐波相生的原理。根据表达式,分析了系统参数对环流谐波的影响,得出结论,即环流谐波幅值随系统频率等参数的变化呈谐振特性。最后通过仿真研究证实了所提表达式的正确性。

并网模块化多电平变换器控制研究

模块化多电平变换器(MMC)的并网应用是其最重要的应用场合。首先推导出了MMC在dq旋转坐标系中的等效模型,不同于常规的电压源型变换器,该模型显示交流输入回路的电感和等效电容均对系统控制产生影响;然后选择电感和电阻上的电压为控制对象,将其他变量作为扰动变量,大大简化了对输入电流的控制;再在外环控制方面,引入电容能量作为变量,实现了系统的线性控制,建立了系统功率响应模型,推导出了系统传递函数;最后通过实验证实了所提的控制策略的正确性。

基于CDM的黏弹性薄板压屈失效分析

研究黏弹性薄板的压屈失效问题。基于连续介质损伤力学与Schapery对应原理,得到耦合各向异性蠕变损伤的黏弹性本构模型,构造板的分层模型以考虑损伤演化的空间特征,建立具初挠度板的非线性压屈控制方程与边界条件,并进行空间与时间域上的数值离散和迭代求解。计算结果与实验曲线的对比表明本文的分析方法是有效的,黏弹性材料的蠕变损伤将导致结构刚度不断削弱,在一定应力水平下,板发生变形快速增加的压屈失效。

一种高效率逆变器的设计与实现

针对太阳能逆变器高效率的要求,提出单相三阶半周SPWM技术,并以PIC16F876单片机为控制核心,电路简单可靠,在一个正弦周期内开关损耗比常规SPWM技术降低一半,整机效率最大达到91%.