一种抑制高速电机低次电流谐波的调制方法

针对高速永磁同步电机低载波比、数字控制延时所引起的电流谐波较大的问题,提出一种抑制低次电流谐波的改进型特定次谐波消除调制方法。首先,对该调制方法的调制波形原理和数字实现特点进行分析,建立新的电压谐波方程和开关角求解方程;其次,以电流总谐波失真为目标优化函数,研究了调制比和载波比对开关角分布、电流谐波含量的影响;最后,以三相高速永磁同步电机为研究对象,搭建系统仿真模型对所提调制方法进行验证。验证结果表明,通过与特定次谐波消除调制方式相比,所提调制方法计算量更少,可以提高输出脉宽调制波形的对称性,具有更优的低次电流谐波抑制能力。

一种基于优化占空比的五相永磁同步电机直接转矩控制算法

基于占空比的五相永磁同步电机直接转矩控制(direct torque control with duty ratio,DTC-DR)算法具有实现简单、动态响应快等优点,但其存在定子电流低次谐波含量较高的问题。虽然基于虚拟电压矢量集占空比优化的直接转矩控制(virtual voltage vectors based DTC-DR,V3-DTC-DR)算法可以有效地抑制低次谐波电流,但其降低直流母线电压利用率,电机调速范围受限。为解决上述低次谐波抑制与直流母线电压利用率不可兼顾的问题,该文提出一种基于优化占空比的直接转矩控制算法,不仅具有优越的稳态性能和良好的谐波抑制能力,同时与V3-DTC-DR算法相比,可提高约17%的直流母线电压利用率,即扩宽电机调速范围。最后,将所提算法与DTC-DR和V3-DTC-DR算法进行实验对比研究,实验结果验证所提算法的可行性和有效性。

一种适用于HVDC带双无源谐波注入的串联型36脉波整流器

为了提升海上风电并网HVDC系统中的串联型二极管多脉波整流器的谐波抑制能力,提出一种基于直流回路双无源注入电路的串联型36脉波整流器。该整流器采用两个辅助无源注入电路,通过电流调制后产生电压注入谐波,最终可将交流侧输入相电压由12阶梯波倍增至36阶梯波。分析了双无源注入电路工作原理及特性。在此基础上,推导了整流器交流侧输入电压表达式。并以电压谐波畸变率最小为目标,设计了注入变压器的匝比参数。最后结合工程应用,讨论了辅助无源电路中二极管开路故障时系统的容错能力。理论分析及仿真结果表明,所提出的整流器具有谐波抑制能力强、结构简单、可靠性高和鲁棒性强等优点,更适用于高电压大功率场合。

基于GaN器件的平衡式逆F类功率放大器的研究与设计

针对功率放大器效率低和输入输出端反射损耗较大的缺陷,采用平衡式结构研究了工作于2.6 GHz的逆F类功率放大器,并基于GaN器件CGH40010F设计该放大器验证电路。根据功放管输出寄生参数的等效网络,将负载阻抗转换到封装参考面上,在输出匹配电路中对二、三次谐波进行抑制处理。并且考虑栅源寄生电容对输入信号的影响,在输入拓扑结构中加入二次谐波抑制电路,进一步提高了放大器的效率。同时,在栅漏极偏置电路中,采用扇形微带线代替短路电容,使电路结构更为紧凑。经仿真优化,采用Rogers4350b板材制作该功放电路板。实测表明,饱和输出功率为42.32 d Bm,最大漏极效率为77.91%,最大功率附加效率(power added efficiency,PAE)达到72.16%,输入输出驻波系数(voltage standing wave ratio,VSWR)均小于2。实测结果与仿真数据基本吻合,验证了设计方法的可行性。

并联电容器装置的参数优化

提出了以抑制谐波为目标的并联电容器装置参数优化选择方法,构建了以满足并联电容器装置的连续运行条件和抑制各次谐波放大为约束,以各次谐波放大倍数平方和最小为目标函数的并联电容器装置参数优化模型。模型综合考虑电网谐波响应特性和各种影响因素,包括频率偏差、电抗偏差和电容偏差对并联电容器装置谐波特性的影响。运用粒子群优化算法求解优化模型,给出了具体实现方法。针对工程实例进行了比较和分析。

五相永磁同步电机全速度范围占空比优化模型预测电流控制

传统五相有限集模型预测电流控制(finite control set model predictive current control,FCS-MPCC)在评价函数中加入谐波电流约束,有效抑制了三次谐波电流,但会降低直流电压利用率,因此该方法无法兼顾稳态性能与电压利用率;基于虚拟电压矢量的五相FCS-MPCC稳态性能良好,但直流电压利用率较低,调速范围受限。因此,文中提出一种五相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)全速度范围占空比优化FCS-MPCC。首先,采用大矢量作为控制集以充分利用直流电压,并计算占空比减小电流误差;然后,设计占空比分配方式实现全速度范围的三次谐波抑制,并增加滞环比较器和动态电流反馈提高系统的稳态性能和动态性能;最后,通过实验验证所提方法的正确性和有效性。

基于双抽头电抗器的48脉波整流系统分析及MATLAB仿真

多脉波整流器以供电质量高、网侧电流畸变小等优点,被广泛应用于电解铝及地铁直流牵引供电系统中。在基于整流变压器原边三角形延长接法的24脉波整流系统基础上,提出实现48脉波整流系统的方法;通过数学计算得到实现理想48脉动整流时抽头电抗器的抽头变比;建立了MATLAB仿真模型,对环流、网侧电流与24脉波整流进行对比分析。仿真结果表明:通过设置合理的抽头变比,利用抽头电抗器可以实现理想的48脉波输出,并可以消除特定次网侧电流谐波,有效降低网侧电流总谐波畸变率。

基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法

可控震源高效采集地震资料中谐波噪声压制是一难点,虽然一些传统的基于稀疏优化的方法能够压制数据中的谐波噪声,但是由于使用固定字典,无法自适应地匹配有效信号的波形,存在有效信号损伤较大的问题。为此,提出了一种基于形态成分分析自适应学习字典的谐波噪声压制方法,用于分离原始相关后地震资料中谐波噪声干扰。首先对原始数据进行单道截取及分块处理组成样本集,然后利用K奇异值分解(K-SVD)学习得到超完备字典,进而应用字典原子的振幅谱比将字典分类为有效信号子字典与谐波噪声子字典,最后应用形态成分分析(MCA)理论将所得的子字典分别用于重建谐波噪声和有效信号,实现压制谐波噪声的目的。合成数据与实际数据的应用结果表明,基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法在保护地震有效信号的同时能够有效压制谐波噪声。此外,对比近炮点数据和远炮点数据的谐波噪声压制结果可以看到,该方法对有效信号的损伤小于固定字典谐波噪声压制方法,具有良好的保真性与鲁棒性。

抑制谐波影响的并联电容器装置参数优化方法

建立以抑制谐波为目标的并联电容器装置参数优化方法和数学模型,综合考虑系统谐波响应特性和主要影响因素,包括频率偏差、电抗偏差和电容偏差对系统谐波特性的影响,以及全部或部分装置投入的运行要求。优化模型以满足并联电容器装置的连续运行条件和抑制各次谐波放大为约束,以全部和部分装置投入时各次谐波放大倍数平方和最小为目标函数。运用粒子群优化算法求解优化模型,并给出了有效的实现方法。讨论了可调电抗器的应用,对工程实例进行了分析和比较。

某110 kV变电站并联电容器电抗率选择探讨

对拟建的某110 kV变电站并联电容器不采用电抗率和采用不同电抗率对谐波的抑制效果进行了计算比较。针对其流入系统的电流大小,最终提出4.5%电抗率的选择方案;针对系统影响较大的3次谐波问题,也提出了相应的对策。对于今后变电站并联电容器的选择具有一定的参考意义。

基于比例谐振控制器的高凸极率永磁同步电机电流谐波抑制策略研究

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motors,PMSM)中,有一部分电机由于其转子结构的特殊设计,凸极比可以到达5到10倍甚至以上。这种高凸极率的设计在低速无位置控制、弱磁扩速等方面具有很大优势,但同时其调速系统的控制策略更为复杂,对其电机电流上谐波分量的抑制也更为困难。该文提出一种基于比例谐振(proportional resonance,PR)控制器的电机闭环调速控制方法,来抑制高凸极率PMSM的电流谐波,以改善电机性能。该文通过仿真和实验验证该控制方法的有效性。通过实验结果可知,基于PR控制器的谐波抑制策略在电流控制模式和电压控制模式下均能有效抑制高凸极率PMSM的电流谐波。

交叉耦合效应对M-Z调制器谐波抑制比的影响

针对微波光子链路低噪声高线性度的应用需求,研究了Mach-Zehnder (M-Z)型电光调制器波导交叉耦合效应对谐波抑制比的影响。首先通过OptiBPM和MATLAB联合仿真发现波导间交叉耦合效应会导致调制器射频电极与偏置电极工作点的偏移,进而降低谐波抑制比;其次利用特制的窄波导间距铌酸锂调制器实测验证了该现象,最后提出了一种能快速检测M-Z型电光调制器交叉耦合效应的方法。文章不仅探索了波导结构对谐波抑制比的影响,还为用于微波光子技术的脊波导及光子晶体薄膜铌酸锂调制器的研制提供了一定参考。

放大器非线性失真对电缆电视系统的影响

本文详细地分析了放大器非线性失真的主要参数——交扰调制比,二阶、三阶载波互调比的物理意义和计算公式,并由此推导出电缆电视系统的设计方法。另外,本文还讨论了西德DIN45004测试法。

现代交直流调速装置对电网的污染及装置容量与电网短路容量关系的分析

随着电力电子技术的迅速发展,先进的、性能优越的交直流调速装置得到了广泛的应用,但它却向电网注入高次谐波电流,引起电网电压、电流波形发生畸变,影响了其它设备的运行。本文以6脉波、12脉波晶闸管整流装置为例,分析了装置的控制角与换相角之间的关系,并给出了电压畸变率与短路容量比 S·C·R 之间的关系曲线,阐述了满足“规定”要求时,系统短路容量和调速装置容量的配合问题。

双三相永磁同步发电机双子空间模型预测电流控制

模型预测控制因其概念直观、响应迅速和便于处理非线性约束等优势,被广泛应用于多相电机控制系统。但现有的模型预测控制只考虑α-β基波子空间的机电能量转换,而未考虑因变流器控制死区和系统非线性因素引起的谐波损耗。针对双三相永磁同步发电机整流系统,提出一种同时考虑α-β基波子空间和x-y谐波子空间以抑制谐波电流的双子空间多矢量模型预测电流控制策略。在此基础上,在两个子空间引入虚拟矢量占空比优化策略,从而进一步提升稳态控制性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和有效性。

浅谈系统谐波与并联电容器装置间的相互影响

并联电容器装置由电容器组、串联电抗器及其他配套器件组成,其电路模型主结构为电容和电感的串联回路。由于电容元件和电感元件的阻抗均随频率变化而变化,所以当电力系统中接入并联电容器装置后就会对系统中谐波的潮流分布产生一定影响,同时,电容器装置本身也受到系统谐波的影响。通过电路的基本理论分析了不同参数的电容器装置与系统谐波之间的相互影响。通过分析可知系统或并联电容器装置参数的变化可能会对系统谐波起到放大、抑制或滤除等不同影响,所以,我们在设计并联电容器装置时应充分考虑系统参数以及接入点的电能质量,并在全面评估后合理选择参数。

参数估计误差对光纤水听器PGC反正切解调性能的影响

针对相位生成载波(PGC)方法用于实际光纤水听器解调系统时利用反正切算法解调时导致的失真,本文用同频相对幅度误差(RAE)以及谐波抑制比(HSR)分别表征解调系统线性和非线性失真。通过引入带有参数估计误差的反正切补偿模型,建立了上述失真与系统关键参数及其误差的定量的数学关系。仿真和实验验证了本文方法的正确性。