水风光互补系统一次调频方案研究

为解决新能源并网后产生的频率问题,提出一种考虑水风光互补的调频策略。首先,建立含风、水、光、荷的简单系统数学模型;其次,结合水轮机、风电机组、光伏及其调频策略所对应的代数微分方程和基于直流潮流的系统网络方程,推导出负荷扰动时水轮机、风电机组、光伏并网节点频率响应的频域解析式;最后根据解析式分析调频死区和调频控制参数等对系统频率的影响,提出一种水风光互补系统联合调频方案。在仿真软件PSD-BPA中搭建四机系统及实际电网的仿真模型,对调频方案的有效性和可行性进行验证,多场景下仿真结果表明该方法可提高系统一次调频能力。

多孔催化剂效率因子的多组分扩散模型(Ⅴ) 表面中毒并伴有平衡死区圆柱状催化剂效率因子的有限元求解

针对表面中毒并伴有平衡死区二维圆柱状催化剂的反应-扩散偏微分方程组的特殊性,引入有限元方法求解该类问题,建立了求解步骤。实际计算所得效率因子与实验值对照表明,本法结果准确,过程简单,容易推广应用于各种相类似的体系。

基于新型死区补偿的永磁同步轮毂电机矢量控制研究

为了改善车用永磁同步轮毂电机矢量控制系统的控制性能,针对该系统逆变器中死区时间、开关等元器件的非线性死区效应问题,对死区效应的产生机理和对电流谐波产生的影响进行了分析;在不需要电流极性检测的基础上,提出了一种新的死区补偿方法;根据前馈控制的思路,通过建立死区扰动电压观测器并与线性补偿法相结合的方式,来抵消死区效应对永磁同步轮毂电机矢量控制系统的影响;利用MATLAB/Simulink仿真软件建立了基于新型死区补偿的永磁同步轮毂电机矢量控制仿真模型。仿真结果证明:该死区补偿方法能有效地抑制逆变器死区效应带来的影响,提高了矢量控制系统的稳定性。

考虑死区效应的双有源桥直流变压器损耗优化

死区效应导致双有源桥(DAB)变换器的功率传输特性及零电压开通运行范围偏离理想模型,建立考虑死区效应的稳态模型对DAB优化控制具有重要意义。文中详细分析了死区中的电路模态以及模态间的转换过程,提出基于状态机的死区计算模型,实现了SiC MOSFET不完全零电压开通现象的定量分析。提出基于离散时间序列方法的DAB稳态计算模型,降低了建模复杂性,实现了三重移相控制下死区状态的准确计算。受益于DAB稳态模型的计算速度,基于参数遍历优化方法实现2 kV/150 kW直流变压器模块的全工况损耗最优控制。采用3.3 kV碳化硅器件搭建了150 kW直流变压器模块样机,在损耗最优控制策略下10%至100%功率范围内的效率大于98.0%,峰值效率达到99.3%。

基于改进PID控制器的EHA液压系统建模和控制研究

电动静液执行器(electro-hydrostatic actuator,EHA)系统是一种高能量密度的执行器单元,集成伺服电机、液压泵、蓄液池和油箱于一体。为使EHA在快速响应状态有更高的执行效率,需要对液压系统各单元的参数作用进行研究。本研究提出了一种新的EHA液压系统设计方法。通过结合双向液压齿轮泵的死区效应,以及各部件的实验结果和理论公式对EHA液压系统进行数学建模。在此基础上结合ISIDF技术对PID控制器进行修正。结果表明改进后的PID可以实现更加精确的控制效果,将EHA系统的位置控制性能提高两倍。

中高频模块化多电平换流器死区影响分析

中高频运行下的模块化多电平变换器(MMC)死区影响严重。为了消除死区影响,对其进行了分析,提出了一种基于脉宽角选择的控制方法。分析表明,在死区时间内,基于波形合成法的中高频MMC子模块实际输出电压与桥臂电流方向有关,且由于死区密集,导致相单元总电压出现频繁的过压,使得子模块电容电压均值跌落,输出电压基波有效值降低;谐波环流增大,不利于桥臂电抗器的运行。利用优化控制策略消除了死区影响,避免子模块电容电压均值跌落,减小谐波环流。最后,搭建Matlab/Simulink仿真与一台样机对死区影响与控制方法进行验证。结果表明,死区影响的相对大小分别与死区时间与产生死区电平的子模块个数有关。同时,优化控制策略有效地消除了死区影响。

无死区效应的TNPC型三电平SVG

为了降低静止无功发生器SVG的导通损耗,在SVG中引入TNPC型三电平主电路,构建了TNPC型三电平SVG的总体方案。在分析TNPC型三电平主电路工作状态和死区效应的基础上,提出了无死区效应的三载波层叠PWM控制策略。该方法采用上、下两层载波,每层载波均包含原载波、相位超前和相位滞后载波,超前与滞后的相位与死区时间有关。推导了在不同工作状态各功率开关器件的驱动信号和调制波与三载波比较所得信号的逻辑关系。建立了TNPC型三电平SVG仿真模型,搭建了相应实验平台,仿真与实验结果表明该方法在补偿后电网电流电压同相位,功率因数提高,证明了该方法的有效性和正确性。表明引入无死区效应的TNPC型三电平SVG具有更好的无功补偿能力,同时避免了死区效应带给SVG的不利影响。

基于随机脉冲位置的无死区空间电压矢量脉宽调制策略研究

有源滤波器能否按其工作原理实现预期的谐波抑制效果,在很大程度上还依赖于对电压源型逆变器所采用的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)策略。为此,以一种新型注入式混合有源滤波器为例,将基于随机脉冲位置的SVPWM策略与无死区控制策略相结合,提出一种基于随机脉冲位置的无死区SVPWM策略,综合实现抑制电磁噪声、降低开关损耗、提高直流侧电压利用率和补偿死区效应的目的。仿真结果验证了该调制策略的有效性。

考虑死区时间的直线感应电机参数静止自整定方法

针对直线感应电机初级和次级漏感不相等的特点,对直线感应电机静止状态下的参数辨识方法进行研究.首先,分别针对死区时间为0、1、2、3和4μs的情况进行场路联合有限元法仿真.利用PWM逆变器依次向直线感应电机中通入单相直流电压、单相交流高频电压和单相交流低频电压来获得等效电路中的各个参数.然后,将不同死区时间下的辨识结果与实际值进行比较,并进行误差对比,讨论不同的死区时间对辨识精度的影响.最后,分别分析死区效应对初级电阻及漏感、互感、次级电阻及漏感的辨识结果产生的影响.结果表明:在考虑到直线感应电机的初、次级漏感不相等的情况下提出的基于PWM逆变器的静止状态下参数辨识方法,辨识结果比较精确,验证了方法的正确性,死区效应的存在对直线电机各个参数的辨识结果均产生影响.

特定消谐式逆变器死区效应的补偿策略

特定消谐式逆变器在理论上能有效地消除谐波,但死区设置增加了输出电压的谐波含量。该文通过对特定消谐式逆变器换流机理的分析,研究了感性负载时死区对输出电压的影响,提出了死区的补偿策略,用修正的开关角所对应的控制信号得到理想的输出电压波形。

新型多重载波无死区SPWM

传统正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)加入死区后会产生逆变器输出电压能力下降、出现相位偏差和电流波形畸变等问题。为了改善逆变器交流侧电流输出波形,解决传统SPWM加入死区后出现的问题,提出一种新型多重载波无死区SPWM调制方法,该方法对调制波采用多重载波调制,产生多路驱动信号,并把电流矢量变换到dq轴进行滤波,根据滤波后电流的方向,采用简单的逻辑运算确定开关管的驱动信号,实现无死区效应的调制方法。该调制方法解决了传统SPWM+死区方法中死区效应导致波形畸变的问题,从根本上解决了死区问题,逆变交流侧输出波形不畸变,正弦度良好。通过理论分析和实验验证该方法的正确性。

加入死区作用范围闭环的三电平整流器谐波抑制

针对可控整流器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)加入死区后带来的波形畸变问题,分析了当前补偿补偿和无死区策略各自优点和存在的问题,提出了一种三电平SVPWM整流器死区作用范围闭环控制策略,该策略在控制系统原有的电压、电流双闭环基础上添加了一个死区作用范围闭环,形成了三闭环控制系统。死区作用范围指的是一个周期内需要加入死区时间的范围。死区作用范围闭环控制是指通过直流母线电压和有功功率检测对整流器在不同工作状态下死区作用范围进行闭环控制的一种控制策略,抑制由于死区作用带来的谐波。仿真和实验结果表明,加入死区作用范围闭环控制能够有效抑制整流器网侧电流谐波。

机械设备早期故障信号提纯优化算法研究

机械设备中的主轴SVPWM逆变器存在死区效应,造成故障输出电流波形严重畸变和零电流钳位现象。通过分析由设备信号死区时间、功率器件导通关断时间引起的误差电压矢量,在传统的机械设备早期故障信号提纯优化算法基础上,提出了一种通过补偿EMD电压前馈死区信号的改进型机械设备早期故障信号提纯算法。基于希尔伯特变换法,可以从满足限制条件的固有模态函数中得到有意义的瞬间故障频率特征,并将其分解成各个固有模态函数分量。然后判断各分量所在扇区并通过EMD进行补偿,进而完成信号的有效提纯,并解决瞬间形变问题。实验结果表明,该算法可以有效地改善输出故障信号的波形,提高故障检测准确度。

航空三相静止变流器死区效应分析与补偿

为了解决航空三相静止变流器输出波形失真问题,详细分析了死区效应造成电压畸变的原因和由此带来的谐波成分。采用正弦脉宽调制(SPWM)控制技术,使变流器输出的波形更接近于正弦波,提出了设置死区与电压补偿相结合的控制方法,并通过SA-BER进行了仿真分析。同时,利用TMS320F2812数字芯片实现了相应的补偿策略。仿真和试验结果证明了该控制方法的有效性。

钝感炸药点火增长模型的欧拉数值模拟

在自主研发的二维多介质欧拉弹塑性流体力学程序中,通过引入点火增长的反应率模型以及炸药减敏模型,借助网格自适应技术,研究钝感炸药的冲击点火、直径效应以及死区形成等爆轰现象。数值模拟结果表明,该程序能够正确模拟平面爆轰波的爆速、CJ状态、von Neumann尖点等爆轰参数;并能够较好模拟炸药的直径效应。另外,通过引入考虑减敏效应的反应率模型,能较好地模拟钝感炸药的死区形成过程。

多孔催化剂效率因子的多组分扩散模型(Ⅳ)有死区圆柱状中温变换催化剂效率因子的二维模型及其求解

建立了有死区圆柱状WB-2中温变换催化剂效率因子计算的二维数学模型,用正交配置法进行计算,所得结果与实验测定值比较,相对误差绝对值的平均值为11.50%.

反应条件下多孔催化剂上有效扩散系数及曲节因子的分析计算

采用 CDS- 810微反系统 ,在实验条件为 :常压、氢苯比 3.0～ 8.0、温度 36 3.15 K～ 45 3.15 K时 ,进行了在四种不同粒度 Ni/ Al2 O3催化剂上的气相苯加氢反应。利用实验数据计算了不同反应组成、不同反应速率时苯的有效扩散系数、反应死区及催化剂的曲节因子。计算结果表明 :有效扩散系数不随反应速率改变 ,多孔催化剂的曲节因子可以看作多孔催化剂的结构参数 ,不随反应条件变化。

种植牙周围颌骨的骨重建模拟

研究的目的是通过骨重建模拟来预测种植牙植入后周围颌骨的密度分布情况。基于两种成熟且得到广泛应用的骨重建理论,提出了一种新的模拟骨重建的算法,该算法既包含了"死区效应",同时又是基于自组织控制过程。建立了包含种植体和颌骨在内的二维有限元模型,并用文中提出的算法对种植牙周围骨骼组织的密度分布情况进行了骨重建模拟,同时讨论了控制方程中的两个参数(死区大小和单位质量参考应变能密度)对颌骨密度分布的影响情况;结果表明,死区大小对骨密度分布的影响比单位质量参考应变能密度的影响要小;数值模拟与临床观察结果比较吻合,表明该算法是有效的。

PWM逆变器驱动异步电动机的稳定性分析和控制

在文献［１］研究的基础上，又对ＰＷＭ逆变器的“死区效应”进行了分析，认为误差脉冲电压和定子电阻都是影响异步电动机稳定运行的原因，为此，设计了一种控制电路，通过实验，证实了分析的正确性。

最小开关损耗电压源整流器死区补偿技术的研究

为了提升电压源整流器的效率,并抑制开关死区时间对整流器性能的影响,需要对开关损耗和死区效应问题进行分析。给出了实现最小开关损耗技术的SVPWM算法,有效降低了系统损耗。同时对整流器死区效应进行了讨论,提出了一种优化的死区设置方法,避免了死区畸变电压的产生,使整流器无需对死区进行补偿。利用MATLAB/Simulink对电压源整流器进行了仿真分析,仿真结果证明了上述方法的正确性和有效性。