继电保护测试仪用大电流功率放大电路的研究

为了满足继电保护测试仪用大电流功率放大电路在高精度、高稳定、大功率输出等方面的要求,给出一种以MSP430单片机为控制核心的高性价比设计方案。介绍了电流功率放大电路的硬件结构及其工作原理,具体分析了其功能实现的关键技术,包括直接数字频率合成(DDS)、数字PID增量算法等,对电路进行了相关试验。结果表明,输出电流幅值精度达到0.1%、稳定度达到0.1%、频率误差小于0.001Hz,且电路带载能力强,可以满足继电保护测试仪对电流功率放大电路的技术要求。

励磁电流功率放大器数学模型及其稳定性研究

对励磁电流精确控制是发电机励磁系统的重要要求,本文对具有H半桥结构的励磁电流功率放大电器工作原理进行分析和仿真。建立了以H半桥励磁电流功率放大器和感性负载为对象的电流闭环控制数学模型,并在对模型进行合理简化基础上,根据根轨迹和劳斯判据理论推导PI调节器参数的稳定域,通过试验验证了PI调节器参数对系统稳定性能的影响。根据分析和试验对控制器参数进行调整,确定合理的PI调节器参数,实现励磁电流以较小的超调量和较快的响应速度稳定输出。试验结果表明了理论推导的正确性,该方法简单有效,具有一定的工程应用价值。

HTDK-DY型调整不平衡电流功率因数补偿装置

电网中三相间的不平衡电流是普遍存在的，在城市民用电网及农网中由于大量单相负荷的存在，电流不平衡现象更为严重。电流不平衡不但会增加系统的铜损，使变压器的容量得不到充分利用。零序电流的存在还会增加变压器的铁损。

基于时变幅频“相量”序列的交流电力系统电感元件端口电流及功率分析

在实际交流系统中,伴随励磁及转子转速的变化,各台发电机内电势节点的幅值/频率为时变量。相量法作为分析正弦稳态电路的经典方法,已在电力系统分析中得到广泛的应用。该文针对交流输电线中的电感元件,根据其各相电压/电流瞬时值之间的时域积分关系,首先得到输电线端口的有功/无功功率与内电势幅值/频率状态之间的无穷项级数原始数学关系,进而基于该原始关系,提出时变幅频“相量”序列的新概念,对端口电流及功率的形成机制与影响因素进行分析和探讨。所提出的新概念可以把传统正弦稳态电路分析的相量法拓展至交流电力系统的动态过程,同时,利用“相量图”的几何化描述手段。该方法也为工程上简化与利用交流输电线端口功率与内电势的原始数学关系提供了一定参考。最后时域仿真验证了方法及结论的有效性。

基于非线性拟合单位电流最优输出功率的永磁同步电机位置估计误差补偿策略

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)参数变化影响转子位置估计精度问题,提出了一种基于单位电流最优功率输出的位置估计误差非线性补偿策略。首先,分析了电机参数误差特别是电感误差对位置估计精度的影响,建立了位置估计误差与单位电流输出功率的关联模型,推导出电感误差与最优输出功率的关系模型。然后,结合功率模型构建了基于多项式的电感误差非线性模型,利用少量测试点拟合该多项式模型,即可辨识电感误差用于准确补偿位置估计误差。所提方法实现简单,不依赖电机参数,能有效克服噪声干扰。最后,仿真与实验结果验证了提出补偿策略的有效性。

计及分布式光伏电流和功率限制的机电暂态模型研究

随着我国整县分布式光伏的推进,分布式光伏接入电网的规模逐渐增加,其对电力系统安全稳定造成的影响也与日俱增,在电力系统仿真计算中将分布式光伏视为负荷,会忽略其暂态特性,从而影响电力系统仿真计算精度。基于此,结合主流厂家分布式光伏在电压跌落期间的暂态特性,基于电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP)软件的用户自定义(User Definition,UD)模块,建立计及分布式光伏电流和功率限制的机电暂态模型。所建立模型可实现分布式光伏在并网点电压跌落时,针对其功率出力情况,增加其有功电流,从而尽可能维持其功率,同时该模型可对分布式光伏最大电流和功率进行限制。此外,该模型在并网点的电压数值跌落至指定程度,且该状况持续相应时间后可自动切机。通过仿真计算,本文模型对分布式光伏的暂态特性有较好的拟合效果,可以一定程度上提高电网仿真计算及特性分析的准确性。

低功率电流互感器宽频特性试验与分析

低功率电流互感器经过数字化后广泛应用在智能变电站、直流输电工程换流站等,其宽频传变性能的好坏对计量、控制保护起着关键作用.本文提出一种低功率电流互感器宽频特性同步测试技术,通过在一次侧施加宽频电流信号,对低功率电流互感器在谐波干扰、高频信号以及暂态故障信号下的宽频域传变特性进行测试分析,分段研究了低功率电流互感器本体传感头、合并单元传输链路对暂态信号传变特性的影响,为低功率电流互感器宽频特性试验及工程应用提供了技术依据.

基于物理学科核心素养培养的“电流做功与电功率”单元复习教学实录

以“电流做功与电功率”单元复习教学为例,在真实的物理情境中,突出问题导向,引导学生分析问题、解决问题,达成巩固、拓展、提升的复习目标,促进学生物理学科核心素养的发展。

基于低功率电流互感器的电子式电流互感器

针对传统电磁式电流互感器绝缘复杂、容易磁饱和以及Rogowski线圈测量精度受骨架材料的温度特性和绕制工艺的影响等缺点,研制出一种仅采用一个低功率电流互感器(LPCT)实现大动态范围电流测量的电子式电流互感器。LPCT的输出经过A/D转换、电光转换,由光纤将高电位侧的电流信息传输到低电位侧;通过低电位侧的信号处理电路,同时提供测量和保护两种信号。试验表明,整套装置的准确度满足IEC 60044-8对0．2级计量和5P20保护电子式电流互感器的要求。通过对装置的温度试验得出:在-30℃-70℃温度范围内,系统的比差变化小于±0．1%,角差变化小于±2′,验证了装置的实用性。

基于序增量功率电流方向追溯电压暂降源的方法

电压暂降已经成为最受关注的电能质量问题之一。提出一种基于序增量功率电流方向追溯电压暂降源的方法。首先以电流、电压互感器的同名端确定一个监测点的正参考方向。监测点的正序增量功率电流为正,三相对称电压暂降源位于监测点正参考方向的相同方向,即下游,反之则在上游;监测点的负序增量功率电流为正,三相不对称电压暂降源位于监测点正参考方向的相反方向,即上游,反之则在下游。仿真及实验室模拟测试都证明:所提出的追溯电压暂降源的方法能准确地追溯辐射式配电网中由各种电网故障引起的电压暂降源。该方法计算简单、运算量小,适合于单片机完成,可嵌入在继电保护器中,由保护器完成电压暂降源的追溯。

10kV低功率电子式电流互感器LPCT的研究

为了提高电流互感器的可靠性和准确度,从而提高电力系统的安全、稳定和经济运行,笔者详细分析了取样电阻、二次电流精度和干扰电磁场等因素对电子式电流互感器准确度的影响,并提出了相应的改进互感器准确度和电磁兼容措施。在理论分析基础上,研制了一台10 kV低功率电子式电流互感器,并对样机进行了准确度测试。测试结果表明,设计的样机准确度满足IEC 60044-8规定的0.2级测量和5P20保护要求。

主动电磁轴承电流型开关功率放大器的调制技术

功率放大器作为主动电磁轴承中的重要环节,其性能的好坏对主动电磁轴承系统有着较大的影响。目前主动电磁轴承系统大多采用电流型开关功率放大器,电流型开关功率放大器的性能除了与电流控制器的参数有关外,与调制技术也有非常大的关系。对目前使用最多的三角波比较法、滞环比较法及采样保持法等3种调制技术进行比较研究。在介绍每种调制技术运行原理的基础上,对其静态性能、动态性能和谐波含量等特性进行重点的分析。利用Simulink建立仿真模型并制作试验样板,仿真与试验的结果表明:与滞环比较法、采样保持法相比,三角波比较法的开关频率恒定、谐波含量少、可靠性高,其综合性能比较好,对主动电磁轴承用功率放大器的设计制作有一定的指导意义。

暂态保护用小功率电流变换器的研究

小功率电流变换器在电力系统二次侧对电流实现隔离和变换。随着电力系统的发展,愈来愈要求电流互感器能在暂态过渡过程中真实地传变暂态故障电流。基于等值电路,对小功率电流变换器的暂态特性的影响因素进行了深入分析。为了更真实地传变非周期分量电流,应在保证小功率电流变换器不发生饱和的前提下,尽量提高二次回路时间常数。对于体积受限的小功率电流变换器,通过推导二次回路时间常数关于铁芯边宽的变化关系,提出了一种暂态小功率电流变换器的定量设计和计算方法,得到了在不同二次线径下的最优设计方案。理论分析结果与样品的测试结果吻合,得到了实践验证。

例谈电磁感应问题中电流功率的求解

本文以典型物理试题为例,针对安培力做功和电路中电能的变化关系加以讨论。同时,我们从电流功率的概念出发,浅析了在电磁感应问题中感应电流功率的求解,尝试从学科本质方法解决相应的物理问题。

大功率射频电流环境下的温度测量系统

目的:实现在使用基于大功率射频电流的电外科设备的手术过程中手术部位的温度测量,以达到有效控制生物组织热损伤程度。方法:利用电外科设备输出的特点,采用间断性测量方法;在测量过程中,首先用K型热电偶将温度信号转换成电信号,再利用精密热电偶放大器AD8495实现温度与电信号的线性输出,最后在电信号经过调理和隔离电路后通过DAQ采集送入PC机;在PC机内利用Labview软件实现数据采集、温度校准、温度显示以及数据储存。结果:结合Labview虚拟仪器研制出的温度测量系统能够在大功率射频电流环境下稳定、有效的进行温度测量,其测量误差为±1℃。结论:电外科设备在生物体腔道闭合、焊接等手术过程中其能量是间断性的即有一定的占空比,温度测量系统只在能量输出为空时进行测量,虽然整个过程不是持续的,但总体能够反映温度变化趋势。在利用大功率射频能量实现猪大肠吻合的实验中,该温度测量系统达到了医生所期望的测量要求,且为以后开发温度控制的智能化电外科仪器奠定了基础。

级联式无刷双馈风力发电机功率绕组电流检测系统容错控制研究

为了提高级联式无刷双馈风力发电系统的可靠性,提出一种基于模型参考自适应方法的新型电流观测器,用于功率侧绕组电流传感器的故障诊断及容错控制。在功率侧定子磁链定向双同步速坐标系下,建立级联式无刷双馈发电机的数学模型并从中提取控制绕组电流状态空间方程作为参考模型;在构建可调模型时,通过矩阵分离来避免时变系统复杂的极点配置问题;基于李雅普诺夫稳定性理论构造电流观测器的自适应律,其中非理想稳态不可忽略的功率绕组电流微分项通过公式推导证明能够用可调模型的输出进行置换。仿真分析结果表明,所构建的观测器精度高,具备在控制系统中替代功率绕组电流传感器工作的能力,能够实现系统容错控制。

一种2.65GHz高效电流模式D类功率放大器设计

传统的电压模式D类功率放大器(VMCD PA)由于寄生电容放电造成的能量损耗,无法应用在频率大于1GHz的射频电路中。电流模式D类功率放大器(CMCD PA)通过实现零电压开关避免了漏极电容放电造成的能量损耗,使高效高频率D类功率放大器的实现成为可能。CMCD PA可以看作push-pull结构的两个F-1类功率放大器,在设计时可以使用F-1类功率放大器的设计方法。本文分析了CMCD PA的基本原理和设计方法,设计了一种新型高效CMCD PA,在2.65GHz时具有73%的效率、12.3dB的功率增益和40.3dBm的输出功率。

测量LED/LD功率-电压-电流特性的装置

为了测量LED/LD的功率 电压 电流特性曲线 ,合理选择其工作点 ,设计了一种采用集成运算放大器的测量电路 ,其中包括电流源、稳压、调节等部分 .经实验 ,由所得数据做出的LED/LD的功率 电压 电流 (P U I)特性曲线与其理论曲线相符 ,从而说明本测量电路设计的可行性 .

基于STC12C5A60S2的电流型PWM功率放大器设计

以STC12C5A60S2高性能单片机作为控制核心,设计一种单自由度电流型PWM功率放大器,具有集成度高、体积小和成本优势。霍尔电流传感器完成电流信号到电压信号转换,单片机内部2路10位精度A/D分别采样控制信号和测量信号。离散PI控制器对8位精度PWM模块进行占空比调节,控制电流上升和下降速度。采用Simulink对比仿真了三电平控制策略,测试结果和仿真数据相一致,反映出功率放大器的静态电流精度高、纹波小,动态响应速度可以满足实际应用。从而得出控制策略有效,实现方法可行,系统稳定性好。

基于多电平变换器的广义大功率电流补偿器

用于输配电电网中的APF、ASVG、UPFC都必须具有大的功率等级,而二极管箝位变换器特别适合于大功率应用场合。采用了一种基于二极管箝位变换器的广义大功电流补偿器。理论和仿真表明这种电流补偿器可以分别或综合补偿多种有害电流。