M-APSK鉴相算法与并行载波同步方法

为实现M进制幅相调制(M-APSK)体制下高阶调制信号的相位精细校正,将DVB-S2标准推荐的16APSK和32APSK的Q次方无数据辅助鉴相算法进行了扩展,以应用于64APSK、128APSK和256APSK等高阶调制。针对高阶调制的有效鉴相星座点占比较低时环路工作不稳定的问题提出了改进算法,通过对功率归一化后接收符号的幅值进行阈值判决,仅在高于阈值时进行鉴相,低于阈值时则不改变滤波器状态和相位补偿值,以提高星座点的鉴相有效性和可靠性,从而降低入锁门限。针对高速数传的符号速率非常高,而处理器的工作时钟频率相对较低的问题,提出了一种适用于M-APSK的并行载波同步方法,可以满足接收机工作时钟处理需要。相对于传统固定编码调制(CCM)的载波同步环路,该并行方法还可应用于可变编码调制(VCM)体制的频率跟踪。

基于联合功率量/载波调制的DC-DC变换器功率/数据复合传输方法

DC-DC变换器可以同时进行功率变换和数据传输。针对较低通信速率限制功率/数据复合传输(power/data multiplexing transmission,PDMT)应用的难题,提出一种联合功率量/载波调制(joint power/carrier modulation,JPCM)的新方案。与传统二进制PDMT方案不同,JPCM同时对功率量/载波进行2FSK调制,实现两种数据并行传输,可以看作一种四进制FSK,有效提高通信速率。相较于传统四进制PDMT方案,JPCM方案解调环节所需带通滤波器数目可减少一半,且软件开销更低。首先,证明PDMT在理论上的可行性;然后,根据4种不同电压纹波频率配置不同码元,并设计了包含高低数据位调制的JPCM和基于滑动傅里叶变换的数据解调方案;此外,重点分析输出参考电压突变对通信的影响,动态调整阈值可有效抑制误码;最后,搭建一个由2个Buck变换器并联的实验装置,实验结果表明在稳态、负载突变和输出参考电压突变的工况下,JPCM方案均能实现20 kb/s的通信速率,验证了该方案的有效性。

一种基于低压载波通信技术的应用

本文针对低压载波通信的技术作详细介绍,通过对比其他物联网控制系统,描述了低压载波通信的通信原理,并介绍了关于该通信方法的多机并联控制应用方法,以达到解决用户使用带Wi-Fi控制的电器因信号不好而控制不良的痛点。最后根据该应用方法总结低压载波技术优势,以及该技术应用前景。

LNG船气密性检测中的氦气试验并联管路CFD仿真建模

针对液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船气密性检测中的氦气试验,进行并联管路计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真建模。基于流体力学理论,建立并联管路模型,分析支管数量、支管长度、管壁厚和入口流体压强对主管的流体速度与流体压强的影响,为多根支管并联管路工装开发提供参考。

STATCOM谐波环流与子模块电压失衡分析与平抑方法

配电网并联STATCOM机间谐波交互作用可能导致其系统运行失稳,文中从链内子模块载波的相对位置出发,分析非特征次谐波产生的根本原因,通过归纳电容吞吐有功功率变化规律,研究了谐波环流与子模块电容电压失衡之间的交互影响机理,构建了子模块电容电压均衡优化控制方法,最后搭建电平STATCOM双机仿真模型进行验证,仿真结果证明了理论分析和控制方法的正确性。

中点钳位型三电平逆变器并联系统的零序环流抑制策略

针对中点钳位型(NPC)三电平逆变器并联系统内普遍存在的零序环流问题,该文首先分析模块间环流的通路,建立零序环流的电路和数学模型。根据等效模型阐述零序环流各成分的产生机制,并对零序环流进行定量分析。定义零序环流的三类具体成分:通态零序环流、开关零序环流及混合零序环流。对于不同类别的零序环流,提出共享直流侧中线和改进型LCL滤波器的硬件措施及准比例积分谐振(PIR)控制器的软件措施去抑制对应环流成分的高频、低频分量;另外,针对改进型LCL滤波器中交流滤波电容中点和直流侧电容中点连接电缆上有较大高频电流的缺陷,提出载波移相控制下模块共用滤波电容的优化方案,在保证环流抑制效果的同时将奇数次开关频率的高频纹波转移到共用电容上,实现奇数纹波分量的自动抵消,使连接电缆上的电流减小近50%;最后,仿真与实验结果验证了所提环流抑制策略的可行性。

直流高压ISOP型多电平逆变拓扑控制及对比分析

在输入直流电压较高的场合,考虑到逆变器的功率开关管耐压能力有限,采用了一种输入串联输出并联(ISOP)逆变器拓扑,由两个单相全桥逆变器模块组成,在输入均压控制下可以均分输入直流电压,使功率开关管只承受输入直流电压的1/2,并在载波移相正弦脉宽调制(SPWM)方式下输出电平数增加,从而可以降低输出电压的THD。此外,在谐波、扩展性等方面对比ISOP逆变器和有源中点钳位(ANPC)三电平逆变器,指出ISOP逆变器的优越性。最后进行了仿真验证。

基于载波移相技术的强耦合双支路电机共模电压抑制研究

在大功率永磁同步电机应用场合,由电机传导出来的高频振动噪音的舒适度逐渐变成一个重要的因素。采用载波移相技术两并联逆变器驱动的强耦合双支路电机因特殊的绕组结构能够有效地消除奇数倍载波频率附近的高频振动噪音而逐渐得到广泛应用。除了对电机高频噪音的抑制外,系统运行过程中也应考虑对传导的电磁干扰进行抑制。对于一般结构的电机,载波移相技术能够有效地抑制电机共模电压的幅值。但对于具有特殊绕组结构的强耦合双支路电机,采用载波移相技术对其共模电压是否存在抑制能力还没有被分析和验证。这篇文章的目的是通过理论分析与实验验证确定对强耦合双支路电机采用载波移相技术能够有效地抑制电机的共模电压,抑制系统传导的电磁干扰。

一种改进的多载波并行组合扩频通信系统

本文结合正交频分复用技术和并行组合扩频技术,在原有的并行组合扩频技术上加以改进,提出一种新的多载波并行组合扩频通信方式,与原有的PCSS-OFDM通信技术相比,在带宽相同的情况下,提高了频带利用率和数据传输速率。并使用MATLAB对该系统在AWGN信道、多径信道、非线性放大和多音干扰的情况下进行仿真验证。结果表明与单载波并行组合扩频技术和未改进的多载波并行组合扩频技术相比,改进的多载波并行组合扩频技术误码率更低,更适用于复杂信道以及其他恶劣的通信环境。

无零序环流三相PWM变流器线路级并联策略

三相PWM变流器模块线路级并联是在不增加单模块容量的前提下进行系统扩容的有效方式。变流器线路级载波移相并联,可以成倍提高等效的开关频率,降低开关损耗,减小滤波器尺寸,但与此同时也带来了并联模块间零序环流的问题。通过分析、仿真和实验,指出了使用载波移相技术多模块并联存在零序环流的机理,为有效抑制环流,提出并联模块使用独立直流母线的有效方法,并给出相应的仿真和实验验证。

并联双PWM变流器在低速永磁直驱风力发电系统中的应用

基于大功率低速永磁直驱风力发电系统高可靠性要求,以背靠背载波移相并联双脉宽调制(PWM)变流器作为永磁直驱风力发电功率变换单元,对变流器冗余性、并联特性、输出开关纹波特性进行了分析设计。重点针对载波移相并联单元间存在的环流问题进行了分析,提出了一种低频环流抑制方案。另外,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)作为辅助处理器的控制器方案实现载波移相并联控制。经过实验验证了所述变流器在可靠性、环流抑制性能、谐波特性,以及硬件实现等方面均能较好地满足系统要求,可适用于低速永磁直驱发电系统。

高速数字解调中的并行处理算法

在分析频域并行FIR滤波性能特点的基础上,提出了一种时域并行FIR滤波处理方案,该方案能以较低复杂度实现600 Mb/s以上数字调制信号的解调。还提出了一种基于多相滤波器组和并行处理的高精度符号同步方法,可以在不提高接收信号采样率和几乎不增加硬件复杂度的条件下,使符号同步精度提高一倍。最后给出了基于以上方法设计的原理样机的测试结果。

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

直驱风力发电变流器需要全功率变流器,其网侧变流器设计要求低谐波输出、宽电压工作范围、高可靠性及快速的动态响应能力。受现有功率器件及其开关频率、发热等条件制约,采用单模块的变流器难以满足系统要求,因此采用载波移相并联作为并网变流器,使系统冗余性增强、输出电流控制的等效开关频率和采样频率都得到了提高,输出滤波电感的压降减小,提高了系统动态响应能力。针对载波移相并联变流器的环流问题,通过对载波移相并联系统环流数学模型的分析,提出了一种可以有效抑制环流同时改善系统动态性能的总电流输出外环加环流控制环的控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性。

并联变流器变压器侧高频谐波抑制与移相角计算

通过多绕组变压器并联变流器的拓扑具有电气隔离以及大功率输出的优点,在中高压变频器和电力电子变压器等场合得到广泛应用。变流器采用PWM技术导致的高频谐波不仅在变流器中传播,而且会通过多绕组变压器传播至电网侧造成严重的电网高频谐波污染。该文基于多绕组变压器射线形等效电路,采用双重傅里叶级数分析研究高频谐波的传播机理,得出高频谐波在多绕组变压器原副边传播的规律,提出采用载波移相策略抑制经多绕组变压器传播至电网的高频谐波,计算得出载波移相角度需满足的约束条件。最后通过仿真和试验,验证理论分析的准确性和有效性。

单相并网逆变器多频阻抗模型及其在谐振环流分析中的应用

逆变器并联并网系统中存在带宽频率以外的谐振环流,不利于逆变器的安全运行。为分析并联系统中谐振环流特性,首先充分计及数字控制及脉宽调制非线性环节的影响,基于一维频谱分析法研究了调制波存在扰动时的逆变器输出电压谐波成分,提出了适用于单相逆变器并联并网系统的多频阻抗模型。基于该模型,采用广义奈奎斯特稳定判据明晰了控制载波相位对并联系统稳定性的影响,鉴别了逆变器间谐振环流所处的频率范围,指出逆变器输出阻抗模值的提升有助于谐振环流的抑制。实验结果表明,所提出的多频阻抗模型的正确性及其在并联并网逆变器谐振环流分析时的有效性。

三相并网变流器并联系统中载波不一致的环流抑制方法

在分析环流产生原因的基础上,研究了由载波不同步所引起的高频环流问题,建立了一个载波周期内的环流的数学模型,提出了根据一个开关周期内高频环流的变化特性实现载波同步的方法,将高频环流的幅值限定在一定范围内。最后通过搭建变流器并联运行平台进行相关对比实验,验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。

电力线通信在逆变器无互联线并联中的应用

提出了一种采用电力线通讯的逆变器无互联线并联运行控制方案,即各并联逆变器通过公共低压交流输出母线,以电力线载波通信的方式交换彼此的信息,从而实现负载的有功和无功的有效均分。两台单相逆变器并联试验结果证明了这种无互联线并联运行的有效性和实用性。

基于方波载波占空比调制的ECPT系统能量信号并行传输技术

建立电场耦合无线电能传输系统(ECPT)数学模型,并分析其信道的频域特性。在该特性基础上,针对信道频带宽度有限以及信号传递速率低等问题,提出一种基于方波载波占空比调制的能量信号并行传输方法,并给出具体信号调制与解调流程。该方法进一步扩展了信道带宽,简化了信号调制难度,提升了信号传递速率,降低了信源开关频率,并简化了信号及能量波形的分离环节。通过构建Matlab仿真模型并搭建硬件实验装置,验证了本方案的可行性与有效性。

并联背靠背PWM变流器在直驱型风力发电系统的应用

直驱型风力发电系统需要全功率变流器,在现有器件功率水平以及开关频率等诸多因素制约下,变流器直接并联的方式具备结构简单、模块化设计、易扩展的优点。文中通过有效的控制,使并联运行达到了大电流输入的要求,并将基于载波相移技术的背靠背脉宽调制(PWM)变流器应用在直驱型风力发电系统中,开关频率仅为1 kHz。实验表明,在提高等效开关频率、改善输出电流波形的同时不会带来环流问题,这在风电系统的全功率变流器中具有重要意义。

基于柔性励磁功率控制的载波同步策略

基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电力电子元件的柔性励磁功率控制系统响应速度快,满足现今发电机大电感励磁回路的场合,但因功率回路并联引发的环流问题会导致输出电流畸变,增加系统损耗甚至造成系统崩溃。为此提出一种柔性载波同步策略抑制并联型功率控制器的环流问题。在功率控制并联模型的基础上,设置一个同步信号输出单元和若干个并联的功率控制器模块。同步信号输出单元向功率控制器模块内部的模拟载波发生器发出同步脉冲信号,模拟载波发生器同步清零,产生从零开始的锯齿波信号;实际载波发生器与模拟载波发生器同步清零,产生从零开始的三角波信号;通过模拟载波发生器的同步达到实际载波发生器的同步。此外,上述方法无需增加额外的硬件,提高了系统效率。实验验证了载波同步方法能够在不同功率点下实现很好的环流抑制效果,同时输出电流波形质量得到很大改善。