基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无传感器控制

永磁同步电机具有效率高、功率密度大、结构简单等优点,在工业和民用领域中得到广泛应用。传统的电机控制方法需要在电机的转子位置或转速传感器上安装传感器,增加了系统的成本。为了解决传统的电压传感器对永磁同步电机运行的影响,提出一种基于电压矢量脉冲注入法的永磁同步电机无传感器控制方法。该方法以电机模型为基础,利用电压矢量脉冲注入法检测到的转子位置信息来辨识出转子速度。与传统的测速方法相比,该方法具有响应速度快、估计精度高、硬件结构简单等优点,可以应用于永磁同步电机的无传感器控制系统中。实验结果表明,该方法在永磁同步电机的无传感器控制系统中具有较好的动静态性能。

基于高频脉冲注入的无轴承开关磁阻电机转子位置与径向位移检测方法

为提高无轴承开关磁阻电机(BSRM)的集成度和运行可靠性,探索无轴承电机的转子转角和径向位移的自检测方法,通过在BSRM非导通相的主绕组中注入高频脉冲信号,实现了同时检测转子的转角位置和径向位移的目的。一方面,利用绕组电流的斜率差值与绕组电感的关系,得到BSRM电感的实时分布信息,从而解算得到转子的实时转角位置。另一方面,通过检测悬浮绕组的感应电动势来获取主、悬浮绕组间的互感信息,利用互感与转子径向位置的关系,解算得到转子的实时径向位移。从而最终仅通过对主绕组注入一组高频脉冲来同时估测BSRM的转子转角和径向位移。实验结果证实了所提方法的有效性。

脉冲注入法和单端故障行波法相结合的直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在单极运行方式下,接地极线路故障暂态行波和外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程。以此为基础,提出一种将脉冲注入法和单端故障行波法相结合的接地极线路故障测距方案。首先通过在换流站直流中性母线处监测接地极线路故障暂态行波识别线路是否发生故障,在线路故障暂态过程结束后从中性母线向线路注入脉冲信号。根据脉冲注入法得到初步测距结果,并以此确定故障区段。然后,根据确定的故障区段,进一步用单端故障行波法再次获得测距结果。最后,对两次测距结果取平均值,作为最终测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在单极运行方式下的接地极线路故障测距仿真模型。并借助Matlab对仿真波形数据进行分析,表明所提出的接地极线路故障测距方案是可行的。

基于脉冲信号注入法的小电流接地选线技术

针对小电流接地系统的单相接地故障,提出基于脉冲信号注入技术的选线新方法。该方法属于可控周期性脉冲响应法,是一种主动探测算法,不需进行故障相的判别即可实现自动选线。文章还讨论了脉冲信号参数的选定和响应信号的提取过程,用Matlab/Simulink作为仿真工具建立了模型,通过对不同条件下各种接地故障情况的仿真研究,验证了该方法的可行性和正确性。

脉冲注入法用于直流输电系统接地极线路故障测距

分析了直流输电系统在双极运行方式下,外部注入脉冲信号在接地极线路上的传播过程,提出一种利用注入脉冲信号的直流输电系统接地极线路故障测距方法。该方法通过周期性地从接地极线路始端注入脉冲信号探测线路是否发生故障,在判断线路发生故障后,通过改变注入脉冲信号的宽度和脉冲极性探测故障点位置,最后以取平均值的方式得到故障测距结果。以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了直流输电系统在双极运行方式下的接地线路故障测距仿真模型,并借助MATLAB对仿真波形数据进行分析,仿真结果表明该方法是可行的。

脉冲电流注入法求多芯电缆的传输函数

在缆线的高空电磁脉冲(HighaltitudeElectroMagneticPulse,HEMP)耦合试验研究中,为得到电流注入法与辐射法之间不同波形皮电流的耦合等效关系,将电流注入法时域测量与理论分析相结合,以九芯电缆为例通过芯电压与皮电流的关系求取多芯电缆传输函数。Matlab计算结果表明,通过脉冲电流注入法求解电缆传输函数是可行的,其正确性也得到了验证。

基于多脉冲注入法的高压直流输电接地极线路故障测距

分析了脉冲信号在高压直流输电接地极线路上的传播过程以及脉冲信号的选择,避免单一脉冲的测距盲区影响故障测距,根据脉冲注入法的单端测距原理提出了一种利用多宽度脉冲注入法的直流输电接地极线路故障测距方法。该方法通过宽度为8μs的脉冲周期性地检测接地极线路的运行状态,在判断线路发生故障后,通过4μs和2μs的脉冲分别探测故障的位置,最后取平均值得到测距结果。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法在直流系统双极运行或单极运行状态下,能够满足工程上对故障测距误差精度的要求,且避免了故障电阻的影响、减小了因选取宽脉冲而造成的大范围测距盲区,在保证反射脉冲高识别度的情况下提高了线路测距精度。

基于并网变流器的脉冲注入型电网阻抗测量方法的参数设计

电网阻抗在并网变流器的稳定运行中占据着重要作用。因此,精确快速的电网阻抗测量方法也变得尤为重要。基于并网变流器的脉冲注入型电网阻抗测量方法,通常用于对线性或弱非线性的电网阻抗进行快速或实时测量,其在测量成本、测量速度及设计灵活性上都有着较为突出的优势。但是,此方法中的脉冲参数设计却往往依赖于经验法则,缺乏理论指导,使得脉冲注入时线路的电压电流很容易超过系统的额定范围。为了解决这一问题,选取不对称度ρ=1/2的不对称双极型锯齿波进行电网阻抗的宽频测量,并根据所选脉冲,考虑其最佳注入位置与注入角度,提出了相应的参数设计方法,以减轻测量时的系统负担,并消除因脉冲注入所发生的过调制现象。实验证明了理论分析的有效性。

脉冲注入法的传感器信号发生装置

脉冲注入法可较为灵敏地反映出各类变压器绕组故障,原理为在线注入脉冲方波,通过测量响应信号判断绕组工况。便携式带电检测仪可较好地实现上述功能,电容传感器信号装置是其重要组成部件,该部件直接安装在电力变压器绝缘套管上,为保证注入信号对在线运行变压器无影响,要求该部件不影响套管电场分布,同时不影响绝缘套管的绝缘特性。针对不同电压等级的电力变压器,设计了相应的电容式耦合传感信号发生装置,通过仿真验证了相应装置的电场分布,证明了其对电力变压器运行无影响,同时对该装置进行雷电冲击试验,检验了该装置的绝缘性能。装置为脉冲在线注入法的成功应用奠定了基础。

脉冲注入法在变压器绕组故障诊断中的应用

基于脉冲在线注入的绕组故障在线检测方法,可以较好地反应各种类型故障,该方法具有全频段的响应特性,对绕组各种类型的故障均有较为灵敏的反应,脉冲在线注入的前提是对在线运行的变压器注入脉冲,为使检测效果达到最佳,选择一个合适的脉冲注入信号是利用脉冲在线注入法实现变压器绕组故障诊断的一个重要前提,因此需要对脉冲注入信号进行研究,通过各种信号比较,最终确定方波信号作为一个最优的脉冲注入信号,为本方法在电力变压器绕组在线故障诊断奠定基础。

GIS局部放电与等效脉冲注入过程中特高频信号一致性研究

笔者对GIS局部放电与等效脉冲注入过程中的特高频信号一致性进行了试验研究。通过测量等效脉冲注入和局部放电信号的电磁波波形,发现传感器耦合到的特高频信号波形相似;在相同试验条件下,局部放电信号与等效脉冲注入产生的特高频信号衰减规律和传播范围相同。试验结果表明,局部放电与等效脉冲注入过程中产生的特高频信号一致性很好。在此基础上,通过建立等效脉冲幅值与局部放电量之间的对应关系,可用于GIS局部放电特高频在线监测装置现场校验。

基于高频电流注入的永磁同步电机转子位置初始化方法

基于矢量控制的永磁同步电机的数学模型,分析现有转子位置检测手段的优缺点,详细介绍了高频电流注入法实现转子初始位置检测。电机处于静止状态时给电机定子绕组中注入高频电流,利用电机的凸极效应和磁路饱和特性,通过对高频电流峰值发生的时刻进行检测,准确地估算出电机的转子位置。实验结果显示了该方法检测精度高,且不依赖任何电机参数。

基于脉冲点云图的局放仪线性度测评方法研究

局部放电检测仪是确保电网安全运行的关键设备,需要定期对其进行测评,其中线性度测试是必须进行的实验项目之一。从局部放电信号的随机性出发,提出了基于统计法和φ-Q-n图的点云图概念,用于测评局放仪线性度。为更准确测试局放仪本体的线性度,采用直接脉冲电流注入局放仪本体的测量方式。根据本文的测试方法,针对MPD600局放仪本体的线性度测评,给出了详细的实验过程和线性度分析,并验证了此法的可行性。

一种基于低频脉冲信号响应的绝缘电阻检测方法

电动汽车是未来汽车技术发展的重要方向,电动汽车中,高压系统与低压系统间的绝缘电阻关系到电动汽车的使用安全,本文提供了一种基于低频脉冲注入法的绝缘电阻检测方案,相比于已有的绝缘电阻检测方案,低频脉冲注入法具有较高检测精度,同时可避免绝缘电阻检测电路本身降低了电动汽车绝缘电阻的问题。

局放仪脉冲极性响应不对称误差测评方法研究

脉冲极性响应不对称误差是表征局放仪性能的重要指标之一。为了更准确地测评局放仪,在根据脉冲电流法的局放仪原理和相关局放仪校准规范基础上,提出了在局放仪带宽内产生与局部放电频谱接近的电压脉冲信号,避开耦合装置直接注入局放仪的方法,并通过PRPD谱图分别统计正负脉冲极性响应的平均放电量,对局放仪的脉冲极性响应不对称误差进行测评。以PDCheck局放仪为例,详细介绍了测评的过程及结果分析。试验结果表明,PDCheck局放仪的脉冲极性响应不对称误差最大值为3.83%,小于标准中的±10%,满足局放仪校准规范,并验证了该方法的准确性和有效性。

基于波形差异性配电网故障定位方法

针对配电网结构复杂,分支众多而难以进行定位的难题,本文提出一种基于波形差异性的注入脉冲定位法,当脉冲在遇分支点时会发生折反射现象,在各分支点都可以检测到不同幅值的脉冲信号,而在遇故障点时,各点脉冲波形则会存在差异,据此提出利用波形的差异性去判断故障分支,其次根据正常情况下与故障情况下两者波形的差异,判断出脉冲的故障特征波从而计算到达时间及故障距离,此方法不受配电网结构复杂及分支众多的影响,具有广泛的应用价值。

基于电流分析的四相开关磁阻电机气隙偏心故障综合检测方法

气隙偏心故障是开关磁阻电机常见故障之一,易导致电机产生不平衡磁拉力,使振动及噪声恶化,影响电机输出性能。本文基于开关磁阻电机电路方程,得到气隙长度与非励磁相电流的函数关系式,利用2D-TFEM计算电机处于正常状态及不同偏心等级情况下非励磁相电流,通过对比,得到不同情况的相电流差值,并提出一种以非励磁相电流差值为特征量的气隙偏心故障检测方法。该法能够实现偏心故障发生、故障相定位及偏心类型辨别的综合检测。仿真与实验结果表明,该法与其他检测法相比,无需增加任何外加电路及传感器,节约检测成本,且具有较高准确性、可靠性及鲁棒性。

风机叶片引下线断裂故障检测与定位方法

风机叶片引下线出现断裂故障,将直接威胁风机的安全运行,然而当前关于叶片引下线断裂故障的检测与定位研究较少。为此,选取2.5 MW真机叶片引下线,并考虑其分支结构,以注入脉冲法为故障检测和定位手段,搭建了叶片引下线断裂故障仿真模型和实验平台,从仿真和实验角度开展叶片引下线断裂故障检测与定位方法研究。研究结果表明,含分支结构的叶片引下线发生断裂故障时,仅凭故障波形难以实现故障检测与定位,可通过对故障波形与无故障波形作差找到故障反射波,依据故障反射波完成叶片引下线断裂故障的检测与定位。所提方法具有较强的可行性和有效性,为当前风电场诊断叶片引下线断裂故障提供了新思路。

一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法的实现

开关磁阻电机位置传感器的使用,增加了结构的复杂性,降低了控制的可靠性,因此脱离传感器的无位置控制技术成为了国内外专家学者研究的热点之一。分析开关磁阻电机的工作原理,并结合国内外有关开关磁阻电机无位置传感器转子位置检测和调速控制的相关文献,总结得到一种简单的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。仿真和实验结果表明,该方法能够实现对无位置传感器开关磁阻电机的有效控制。

永磁同步电机初始位置辨识方法研究与进展

随着飞机电气化进程的不断推进,永磁同步电机(PMSMs)因为优异的性能被广泛地应用于机上各种电驱动系统。而在电机矢量控制的诸多技术中,精确的转子初始位置辨识对其平稳起动与最大转矩运行意义重大。在对各种初始位置辨识方法进行分析和归纳后,从有位置传感器与无位置传感器2个方向,对永磁同步电机初始位置辨识方法进行了全面综述。首先,把有位置传感器的初始位置辨识方法总结为转子静止型与转子微动型2种,比较了各种有位置传感器辨识方法的异同点;然后,根据注入信号是否连续,将无位置传感器的转子初始位置辨识方法划分为高频电压注入法和脉冲电压注入法2大类,并选择脉振高频电压注入法对转子初始位置辨识效果进行了验证;最后,对永磁同步电机初始位置辨识方法的发展趋势进行了展望。