多模块APF并联系统高频谐波环流分析与控制

有源电力滤波器(APF)的高频开关谐波由于通常不包含在电流闭环控制回路内而表现为电压源特性,造成多模块APF模块间的高频谐波环流,增加了系统功率损耗,降低了系统稳定性和控制精度。针对上述问题,对多模块APF并联系统高频谐波环流进行研究,通过构建系统高频谐波环流数学模型,详细分析了环流的形成机理及其影响,并分析了模块输出滤波器(OF)对环流的影响。最后,提出一种多模块APF协调控制方法,以抑制系统高频谐波环流。理论分析和实验结果表明:各模块SPWM载波不同步是高频谐波环流的主要成因;高频环流不流入电网系统;OF能抑制各模块高频谐波电流的非环流分量,而对于环流分量并无明显的抑制效果,相反会降低系统的稳定性;所提模块化APF并联协调控制方案可有效抑制系统的高频谐波环流。

高频谐波导致谐振过电压的分析与抑制

变频调速牵引系统向电网注入大量高频谐波,容易诱发谐振过电压,使电力设备损坏。使用阻抗扫描法和频谱分析法分析了某条电力机车牵引试验线路过电压事故,并提出一种有效且经济的解决措施。首先使用电能质量测试仪和高速示波器测量接触网上的谐波和过压波形;然后建立牵引供电系统谐振模型,绘出系统阻抗扫描图,计算系统自振荡频率为3.9 kHz与变流器高频特征谐波构成谐振回路,与测试数据相吻合;最后通过改变牵引变压器绕组接线方式,减少电源阻抗,增加系统稳定性同时破坏谐振条件。现场测试表明,谐波减轻、谐振过电压消失,接触网电压有效值从原来的28.26 kV降至25.5 kV,证明了该方法有效。

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。

牵引机车中的高频谐波对电缆终端热点的影响

为研究牵引机车中的高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速劣化的问题,研究了牵引机车过分相时电网电压波形畸变率和谐波的变化,以及此高频谐波对电缆终端的影响。搭建了高频高压电缆老化实验平台,利用高频高压发生装置对电缆终端施加了不同频率的电压,使用红外热成像仪分析了高频谐波对不同类型电缆终端热点的影响。研究结果表明:牵引机车过分相时电网电压、电网电流波动比较明显,而且由此带来的谐波比较严重,随着谐波频率的不断增大,电缆终端局部形成电场高点并转换成阻性发热,阻性发热功率密度也增加,应力控制型电缆终端在局部的热点温升比几何型电缆终端表现得更加明显。谐波频率的增加会导致材料介电性能的降低,进而会引起电缆终端电场强度的增加,牵引机车适当加装高频滤波装置有助于延长其电气设备的使用寿命。

高频谐波振动冲击破岩机制及试验分析

基于振动学理论,建立高频谐波振动冲击破岩的物理模型和数学模型,应用MATLAB软件对数学模型求解,分析各参数对简谐振动激励下岩石振动的影响,并通过室内试验进一步验证高频谐波振动冲击钻井技术的破岩效果。结果表明:在简谐振动激励下,机械钻速比常规钻井提高了13.2%;岩石刚度、阻尼、临界力与机械钻速呈反比,动态激振力与机械钻速呈正比,激励频率与岩石固有频率越接近,机械钻速越大;机械钻速随着钻压、转速的增加而增加。

牵引机车过分相时高频谐波分析及对电缆终端发热问题研究

针对牵引机车在过分相时产生高频谐波以及由此导致应力控制型电缆终端绝缘迅速裂化的问题。文中研究牵引机车在过分相时网压、网流及电压波形畸变率的变化,及由此高频谐波对电缆终端的影响。实验通过搭建高频高压老化实验装置,利用高频高压发生装置对电缆终端施加不同的频率和电压,使用红外热成像分析高频谐波对电缆终端热点的影响。此外,通过电场仿真发现,在高频电压作用下,电缆终端外半导电层截断处的场强要明显大于工频电压下的场强。结果表明:机车在过分相时网压、网流波动比较明显,并由此带来的谐波比较严重,高频谐波含量比较丰富,在高频电压的作用下,应力控制型电缆终端的热点温升要明显高于工频电压下的温度变化。

高频谐波电场下电缆终端过热点的形成机理

为解决高频谐波电场下应力控制型电缆终端绝缘迅速损坏的问题,探讨了高频谐波电场下应力控制型电缆终端过热点的形成与谐波电压频率之间的关系.对中压电力系统高频谐波电场进行了模拟试验,对其电缆终端进行了红外热成像分析以及瞬态非线性电场分析.研究结果表明:在高频谐波电场下,电缆终端表面局部区域形成明显的过热点,过热点的温度随叠加谐波频率的增加而升高;叠加的高频电压成分对过热点的形成具有较大影响,导致在局部区域形成明显的高场效应;随着谐波电压频率从100 Hz增大到20 kHz,该电缆终端局部区域的电场和发热量都呈现明显增大的趋势.

基于自适应高频谐波LMD法的风电机组故障诊断

针对实际应用中局部均值分解(LMD)法存在的模态混叠问题,提出了自适应高频谐波LMD法.分析了信号中异常事件对求取包络函数和均值函数的影响,将构造的自适应高频谐波加入到原始信号中,通过改变原始信号的极值点位置来抑制模态混叠现象.对含有典型异常事件的信号进行了自适应高频谐波LMD法和ELMD法仿真实验对比,验证了该算法的有效性和优越性.将该算法应用于风电机组传动系统故障诊断中,结果表明:采用该算法后,原有的模态混叠状况得到明显改善,并成功提取出轴系不平衡故障特征,可为风电机组故障诊断提供参考.

压电谐振滤波器的高频谐波响应(英文)

提出压电谐振滤波器不能很好地滤除高频谐波的问题,结合一个具体例子理论推导了压电谐振滤波器存在许多干扰谐振频率,从而不能有效滤除一些特定频率的干扰信号.为了解决这个问题,提出一种改进型的静电激励谐振滤波器.为了说明其可行性,具体分析了改进型双端固支微梁静电激励谐振滤波器,理论推导证实基于双端固支微梁的各阶振型正交的原理,通过适当调整激振电容的间距,双端固支微梁的高阶振动模态受到很好的抑制,因此这种谐振滤波器可以有效阻止滤波器中心频率的高频谐波的通过.

同轴波导的高频谐波分析

针对同轴波导的高频谐波分析问题,结合ANSYS有限元分析软件,建立了同轴波导的有限元模型,并求解散射参数、阻抗和反射系数等数据,得出了磁场强度和电场强度分布,为高效利用计算机仿真软件求解复杂高频电磁场问题提供了参考。

多绕组变压器+变流器结构中高频谐波分析与抑制

多绕组变压器+变流器结构是高电压、大容量电力电子装置的典型结构之一。在变流器采用PWM全控型器件时,会产生与开关频率相关的高频谐波。以单相拓扑为例,对该结构下的高频谐波特性进行了分析;在考虑多绕组变压器的情况下,得出高频谐波传输等效模型;得到了通过载波移相消除高频谐波的理论依据,并给出了具体移相规律。试验结果表明,当采用正确的载波移相方式后,变压器原边电流波形改善明显。文章的结论可以推广到三相系统中。

缸内压力信号中燃烧激励引起高频谐波的特征参数

针对振动信号与缸内压力信号辨识的相位燃烧特征参数间存在滞后角、且不同工况下滞后角不一致的问题,研究了缸内压力信号中可用于表征高频谐波能量的特征参数.分析了缸内压力信号的时频分布特点,确定燃烧激励信号的频带范围;建立了单缸柴油机一维仿真模型,对峰值压力等参数进行了分析.结果表明:峰值压力、最大压升率、最大压升率与燃烧始点到最大压升率点间隔角比值及燃烧始点到峰值压力点间隔角与缸内压力信号高频谐波能量呈近似线性关系;所提出的参数,包括实测振动速度信号中的pirA′B′,pirA′B′δφ′,δθ′能用于表征高频谐波能量,为基于振动速度信号特征参数修正相位滞后角提供了参考.

添加自适应高频谐波的改进经验模态分解算法

提出了一种改进的添加自适应高频谐波进行经验模态分解(EMD)的算法,减少了EMD原始算法中频谱混叠现象。通过对原始信号的预处理,自动提取出原始信号中包含的最高频率分量,并根据提取出的频率分量进行高频谐波添加。仿真验证了添加自适应高频谐波的EMD算法,可有效减少EMD算法中频谱混叠现象,同时解决了高频谐波添加中频率难以确定的问题。

SXCT型湿式高频谐波磁场磁选机在攀西钒钛磁铁矿中的应用

SXCT湿式高频谐波磁场磁选机采用高频交变磁场技术,通过产生高频磁扰动来打破磁团聚,大幅提高分选精度。SXCT型磁选机应用于攀西某钒钛磁铁矿铁精矿精选作业,有效解决了本作业过程中出现的强磁性矿与弱磁性矿及脉石分离不清问题,工业考察可实现TFe品位提高1. 85%、回收率96. 12%,尾矿TiO_2品位23. 12%、铁钛比1. 26,分选指标优良,运行平稳,应用前景广阔。

直流叠加高频谐波下交联聚乙烯的电树枝引发特性研究

复合电压中交流谐波分量的引入给直流电缆的安全带来了严重隐患,在实际直流系统中谐波频率可达千赫兹。为研究复合电压中高频谐波对电树枝引发特性的影响,在0.5~3 kHz交流谐波频率范围内正、负极性偏置电压下对XLPE材料进行了电树枝引发实验。结果表明:负极性直流偏置电压下电树枝比正极性直流偏置电压下更易引发,并且负极性直流偏置电压下电树枝的扩展系数更大。正极性下电树枝形态为枝状,分支较少,存在一条明显主干树枝,通道颜色较浅,电树枝长度增长较快;而负极性下电树枝形态为松枝状,有较多分支,通道颜色较深,电树枝长度增长缓慢。交流谐波电压频率或幅值的增加均会促进电树枝的产生和生长,因此直流系统中的高频谐波分量会对直流电缆绝缘系统构成潜在威胁,直流电缆在运行过程中应避免高频谐波的存在。

带有高频谐波的电抗器磁场和热场分析

针对通入正弦电流的三相铁心电抗器绕组实际使用中出现高频谐波干扰的情况,本文基于Ansys软件,对电抗器铁心的电磁场和温度场进行研究。利用Ansys有限元软件,建立了电抗器铁心、线圈和空气的实体模型,并编写命令流程序,通过仿真得到铁心磁场分布,同时进行磁热耦合分析,将磁场分析中产生的涡流损耗作为热载荷导入热场分析单元,施加绕组生热率,给出电抗器正常工作状态下铁心温度分布。仿真结果表明,电抗器铁心中,磁感应强度最大值为2.708 27T,主要分布在U相铁心柱与铁心轭连接处;最小值为0.034 115T,主要分布在W相铁心最外层拐角处,而且电抗器铁心柱中间温度高,两边温度低,基本符合设计要求。该研究为三相铁心电抗器结构和工艺设计提供了理论依据。

高频谐波磁场磁选机的研究及应用

针对铁矿石磁选过程中出现的磁团聚夹杂脉石严重的现象,研制出了一种新型高频谐波磁场磁选机,此类设备利用高频交变磁场对磁性矿物产生的高频磁扰动来打破磁团聚,进而提高分选精度。本文重点介绍此类设备的关键技术及发展历程,以及在铁矿石磨前干式预选,磨后精选及冶金粉材提纯除杂等领域的应用进展,并对相关设备未来发展方向作了展望。

变电站高频谐波对继电器保护的影响分析

针对目前变电站电力系统中高频谐波对电网的污染严重的现象,本文从高频谐波的产生源入手分析,在此基础上,重点对高次谐波对不同的继电保护类型的影响进行了详细讨论和分析,并有针对性的提出了一些对高频谐波进行抑制的措施和方法,这些工作对于变电站电力系统抑制高频谐波和改善设备的电气特性,在理论上和实践方面均具有一定的借鉴意义。

高频谐波磁场磁选机自适应液位控制系统研究

磁选机液位参数是影响此类磁选机分选指标的重要参数,在实际生产中,磁选机液位随着给矿条件的变化出现较大范围的波动,目前采用人工调整液位的方法,一方面人工工作量较大,另一方面人工调整精度与操作工业务水平相关,造成最终分选指标的波动。高频谐波磁场磁选机作为一种高精度分选设备,其液位调整的参数更多,分选指标对于分选液位的敏感度更高,单一依靠人工调整已无法满足使用要求。本文研制出一种磁选机液位控制系统,用于磁选机液位高精度自适应调控。

高频谐波对继电器保护装置的危害与抑制措施

针对目前变电站电力系统中高频谐波对电网的污染严重的现象，本文从高频谐波的产生源入手分析，在此基础上，重点对高次谐波对不同的继电保护类型的影响进行了详细讨论和分析，并有针对性的提出了一些对高频谐波进行抑制的措施和方法，这些工作对于变电站电力系统抑制高频谐波和改善设备的电气特性，在理论上和实践方面均具有一定的借鉴意义。