高频开关电源中间抽头变压器线圈损耗的建模及其应用

中间抽头变压器由于两个副边线圈是分时工作,其线圈损耗模型不同于无抽头原副边线圈同时工作的变压器。本文采用线圈电流谐波分解和线圈窗口磁势分析的方法对中间抽头变压器线圈损耗进行建模和分析,结果表明变压器奇次电流的磁势在原副边线圈间平衡,偶次电流的磁势在副边两个线圈间平衡。该模型的建立有助于中间抽头变压器线圈的优化设计,中间抽头引出线设计以及线圈损耗的测量。在一个3kW变压器设计上的应用验证了模型的有效指导意义。

中心抽头变压器中并联绕组的均流设计

针对带中心抽头变压器在低压大电流场合应用时,并联绕组的布置方法对均流效果以及损耗的影响进行了研究。由于中心抽头变压器副边两个绕组是分时工作的,其并联绕组设计不同于单副边绕组变压器,不仅在并联绕组中存在电流不均分问题,而且邻近效应会在不工作绕组内产生涡流损耗。基于一维绕组模型和单副边绕组变压器并联绕组的均流方法,推导得到中心抽头变压器并联绕组的布置方法。该方法中参与工作的绕组的相对位置和单副边绕组一致,从而可使电流在并联绕组中均分,同时可减小不工作绕组由于邻近效应产生的涡流损耗。通过有限元分析和实验验证了该方法的正确性和有效性。

基于中心抽头变压器的倍频感应加热电源

针对高频大功率应用场合,提出了一种基于中心抽头变压器的倍频式感应加热电源。采用结构对称的两个半桥、共用谐振电容、抽头变压器耦合的方式,使得负载工作频率为功率开关管工作频率的两倍,达到倍频的目的。功率开关管具有软开关特性,且导通时间为其开关周期的25%,相对于传统的桥式逆变器来说,明显降低了开关管的功耗。详细分析了8个不同的工作模式及相应的系统参数关系,给出了电路参数的设计方法。最后以IGBT为功率开关管,设计了一台小型样机,通过实验验证了所提出的电源拓扑、理论分析及参数选取方法的正确性。

变压器抽头和无功补偿对系统无功电压的影响

通过对两卷变压器的数学模型进行分析 ,讨论了两卷变压器抽头调整后 ,变电站各侧电压及无功功率的变化 ;无功补偿对变电站各侧电压及无功功率的影响 ;实际电网生产运行中 ,无功补偿与变压器抽头的配合调整。并以湖北电网为例给出了算例进行验证 ,以供电网调度与变电站运行人员参考。

双有源桥四绕组变压器双向DC-DC变换器

基于传统的双有源桥(DAB)电路在变压器一次、二次绕组均将中心抽头引出,分别连接到两侧分压电容中点处,提出一种具有四绕组变压器结构的双有源桥双向DC-DC变换器拓扑,其采用三重移相控制(TPS),在同时具有升降压增益特性的应用场合下,保留了传统DAB优点的同时,两侧引出的中心抽头在低功率等级下又能够为一次、二次侧最差软开关条件的功率开关管提供零电压开通的反向电流,进一步拓宽了软开关范围。本文首先介绍了改进型双向变换器的拓扑演化过程及基本电路构成,通过对电路进行等效化简,推导出其三角形等效电路模型;其次对电路在TPS调制方式下的工作模式进行分类,并以正向模式(Ⅰ-1)A为例对电路的稳态工作过程进行分析;然后分析变换器软开关特性,在电压增益分别处于升降压特性时,分别以桥内移相角φ1与φ2作为主变量进行控制,能够保证全功率范围下的所有功率管的软开关实现;最后建立了1kW实验样机,验证了上述分析的正确性。

葛上直流工程换流变压器抽头设计范围合理性的讨论

在交流系统电压变动情况下,控制换流变压器阀侧电压为换流器理想空载电压为一常量,以保证直流系统的稳定运行,即输送功率、直流电压和电流保持相对的稳定,这是葛上直流工程的控制原则。用控制换流变压器交流侧分接头位置的方法,就可以达到这一目的。

自适应算法在有载调压变压器差动保护中的应用

首先分析了有载调压变压器由于变压器抽头的改变而引出的问题,在此基础上提出一种自适应算法,可在线消除由于CT不匹配引起不平衡电流的影响。另外,对于励磁涌流的判别,提出一种基于电压开关量的自适应算法。仿真实例证明该文算法对CT电流校正、励磁涌流鉴别是有效的,在保证动作时间的同时增加了动作的可靠性。

一种新的双馈风力发电机的低电压穿越方案研究

结合励磁控制策略和硬件装置,提出一种新的双馈风力发电机低电压穿越运行方案。首先,通过分析双馈风力发电机系统模型的无源性,引入并改进无源性控制策略,提高转子电流的控制性能以应对电网电压小值跌落故障;然后在双馈风力发电机定子侧串入多抽头变压器,根据电网电压跌落程度检测,设计多路选择开关,保证发电机机侧电压始终维持在小值跌落范围内,从而提高双馈风力发电机的低电压穿越的能力。仿真结果表明:该方案既能改善电网电压小值跌落时对转子过电流控制性能,也能应对电网电压出现较严重的跌落情况。

宝钢冷轧热镀锌生产线锌锅设备控制方式的探讨

通过对宝钢热镀锌机组(1#、3#机组)的核心设备——锌锅感应加热器控制方式及主要设备特点的比较,阐述了锌锅感应器的电源输入方式,如何解决电源的相平衡问题,以及SCOTT变压器的应用特点。同时探讨关于锌液温度的两种控制方式。

双晶片压电材料微型驱动系统研究

在微型机器人应用中,双晶片压电材料作为执行器将电势能转化为机械变形。通常,此类执行器使用庞大而笨重的电源进行激励,因此限制了其应用范围。该文采用级联型抽头变压器(CTI)升压级与高电压驱动级进行级联,设计并研制了具有高能效、高增益双晶片压电材料微型驱动系统。该微型驱动系统能量转换效率峰值为68.5%,升压增益为162倍,且具备输出频率为4Hz,输出电压为600V的驱动能力。实验表明,该微型驱动系统可驱动双晶片压电材料,使其能在微型机器人领域中得到广泛应用。

小水电群区域电网电压优化控制的应用探讨

针对小水电群区域电网夏丰方式下的电压超标问题,分别以网损最小、电压偏移最小和两者结合为目标,采用基于Matlab的遗传算法及PSAT(Power System Analysis Toolbox)工具箱的优化方法,通过对主变抽头调节、制定水电功率因数考核指标、并联无功补偿装置等控制手段实现对电网电压及网损的优化控制,提出了相应的优化控制方法与策略。该结果成功应用于信宜小水电群区域电网,极大地改善了该区域的电压质量、降低了网损,表明该优化方法的实用性与可行性。

电力系统无功优化的内点非线性互补约束算法

建立了一种含离散变量的电力系统无功优化的非线性互补约束模型,并提出相应的现代内点非线性互补算法。该方法先将变压器抽头和电容器组数等离散变量按连续化处理,进行无功优化计算,快速寻求离散变量的两界;用所得结果作为初始解,以离散变量的两界构造其互补约束条件。该方法有效地解决了传统方法求解离散量存在的时间与精度之间的矛盾,可精确求解无功优化中可调变压器抽头和可调电容器组别。经多个测试系统的计算结果表明,算法具有收敛性好、计算迅速的特点,能有效地解决含离散变量的大规模电力系统无功优化问题,满足在线运行的需要。

基于凝聚函数的电力系统无功互补优化模型与算法

基于非线性互补函数和凝聚函数提出了一种处理电力系统无功优化问题中离散变量的光滑化模型,并结合现代内点法对模型进行求解。所提方法首先在不考虑离散变量的情况下进行无功优化预计算,快速获取离散变量的两界,并以此构造互补约束条件;然后将互补约束转化为等价的非光滑方程组,并利用凝聚函数进行光滑逼近,从而将无功优化问题转化为一般的非线性规划问题进行求解,有效地解决了求解离散量时存在的时间与精度之间的矛盾。对30至1780节点系统的计算结果表明,该算法计算效率高、收敛性好,在求解含离散变量的大规模非线性规划问题中有很好的应用前景。

基于Sigmoid函数连续化的电力系统无功优化算法

如何精确、快速地处理离散变量是求解大规模电力系统无功优化问题的关键和难点。提出了基于Sigmoid函数连续化的无功优化模型,并应用现代内点法进行求解。所提方法先将离散量当作连续量处理,进行无功优化计算,快速寻求离散变量的激活点;再以所得的结果作为初始解,引入Sigmoid函数对离散变量进行连续化处理,实现精确快速求解含离散变量的电力系统无功优化问题。大量仿真计算结果表明,所提方法具有良好的收敛性和计算效率,对求解大规模系统无功优化问题具有很好的应用前景。

一种用于5G通信的高稳定双模功率放大器

采用国产40nm CMOS工艺,设计了一种用于5G通信的28GHz双模功率放大器。功率级采用大尺寸晶体管,获得了高饱和输出功率。采用无中心抽头变压器,消除了大尺寸晶体管带来的共模振荡问题。在共源共栅结构的共栅管栅端加入大电阻,提高了共源共栅结构的高频稳定性。采用共栅短接技术,解决了大电阻引起的差模增益恶化问题。在级间匹配网络中采用变容管调节,实现了双模式工作,分别获得了高功率增益和高带宽。电路后仿真结果表明,在高增益模式下,该双模功率放大器获得了20.8dBm的饱和输出功率、24.5%的功率附加效率和28.1dB的功率增益。在高带宽模式下,获得了20.6dBm的饱和输出功率、22.6%的功率附加效率和12.2 GHz的3dB带宽。

运用交流电压—电压变换器的自动电压调节器

电压骤降和过度的欠压是现在工业主要的关注点。这些电压骤降会对生产造成很大的负面影响,因此是要注意避免的。配电系统中使用的电流抽头变压器已经被证明不足以解决这些电压调整率的难题。针对这一难题,提出一种交流电压—电压变换器。该系统结合高速绝缘栅双极晶体管开关技术并且为工业客户提供所需的速度以及效率。另外,系统是否安装抽头变压器具有很高的灵活性。仿真结果表明交流电压—电压变换器在电压骤降的修正中具有一定的作用。根据精确地运算原理,单相系统很容易发展成为三相变换器系统。

汉中地区电压质量及无功优化计算分析研究

用无功优化计算程序对汉中地区电网电压质量进行计算,得出该地压电网需要无功补偿的地点和容量,以及需改变抽头位置的变压器的抽头位置。其结果可使该地区电网电压质量基本满足要求。

延安电网现行各主要运行方式电压状况分析

根据计算延安地区在现行的运行条件下各点的电压普遍偏高,经用无功优化程序计算后,改变某些变压器分接头的位置可使系统各点电压基本满足有关部颁及局颁的规定。优化后的方式网损比原方式减少,大方式时减少0.4MW,小方式时减少0.6MW。

基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法

提出了一种基于谐波磁势平衡的12脉波整流器一体化滤波方法,对该一体化滤波器的拓扑结构、数学模型、滤波原理进行了详细阐述。该方法将一个背靠背变流装置接入12脉波整流器变压器二次侧的星形与三角形绕组抽头中,通过背靠背变流装置向各绕组抽头中注入指定次谐波电流,并利用该注入谐波电流与12脉波整流器负荷侧所产生谐波电流的磁势平衡,以达到消除12脉波整流器网侧指定次谐波电流的功能,在控制算法上引入比例-积分(PI)+比例-谐振(PR)控制器以实现对指定次谐波分量的无误差跟踪。该方法能有效提高滤波变流装置的电压、电流适应性,从而节省电压匹配变压器的成本,并能充分发挥滤波变流装置的容量潜能。最后,通过仿真和实验验证了所提滤波方法的正确性。

跟随调压型路灯节能控制策略的研究

本文基于多抽头自耦变压器、无触点开关和单片机(SCM),提出了一种新的控制策略———跟随调压型路灯节能控制策略,很好的解决了电压偏高和电压波动的问题。同时,在深夜降低路灯电压,能显著增加节能效果。实验结果验证了控制策略的合理性和有效性。