IEC闪变仪归一化时变特性对线性精度的影响

IEC 61000-4-15标准认为矩形调制幅度(ΔV/V)与短闪Pst满足线性关系KPst=f(KΔV/V),要求闪变仪厂家标定出满足线性误差范围时K的最大值和最小值,IEC 61000-4-30标准进而要求A级闪变仪K的最大值必须为10。研究发现在实际线性测试中,严格依据IEC 61000-4-15标准设计的闪变仪K值的最大值仅为6,不满足IEC 61000-4-30标准A级闪变仪10的要求,指出该值不达标本质原因在于IEC闪变仪归一化环节的时变输出特性改变了矩形调制幅度。MATLAB仿真和实验测试证明了所提观点,该观点对于IEC 61000-4-30标准A级闪变仪的设计和测试规程的制定具有指导意义。

关于IEC闪变仪无法检测由高频间谐波引起闪变的情况分析

简要介绍了间谐波的基本概念。通过IEC闪变仪模型的建立及仿真,揭示了IEC闪变仪无法检测由高频间谐波引起的闪变的缺陷。并对产生该问题的主要原因进行了分析,为IEC闪变仪的改进提供了依据。

基于光通量特征参数比对的IEC闪变仪适用性分析方法

传统IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的准确性上存在不足。针对IEC闪变仪的适用范围及间谐波引起的闪变算法进行了研究。通过搭建IEC闪变仪检测模型及光通量数学模型,测得调幅波和间谐波下的闪变测量值、光通量波动频率及波动值,对调幅波引起的闪变值和光通量数据进行多变量数据拟合,得到光通量与闪变之间的关系,并将其作为光通量与闪变之间的标准关系式。依据标准关系式探讨了IEC闪变仪在检测间谐波引起的闪变时的适用性,采用基于升-降采样及峰值检测相结合的方法,弥补了IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的不足。

基于离散采样的IEC闪变仪改进方法

首先分析IEC闪变仪工作原理,说明在某些特定的间谐波频率范围内,无法准确地获取调制差频,导致闪变评估结果不准确。本文提出一种离散抽样的间谐波闪变评估方法,对于任何频率的间谐波都能进行准确的闪变评估,克服了IEC闪变仪无法准确评估低频及高频间谐波闪变的缺陷,拓宽了闪变评估的范围。最后通过FFT频谱分析及Simulink仿真实验进行比较,验证了本文方法的有效性和准确性。

基于TMS320C6713 DSP的IEC电压闪变仪

为实现电压闪变的精确测量,按照国际电工委员会(IEC)推荐的电压闪变仪功能和设计规范,在TMS320C6713数字信号处理器(DSP)平台上设计了采样率为400 Hz的IEC电压闪变仪,并按照IEC给出的电压闪变仪的校验标准,采用多个矩形波动信号进行了闪变值的校验,分析了电网谐波和白噪声对IEC电压闪变仪计算结果的影响,最后,针对白噪声干扰问题,提出了小波阈值去噪的方法,对输入信号进行去噪,校验结果表明基于TMS320C6713 DSP的IEC电压闪变仪测量结果较为准确。研究结果表明电网白噪声对闪变仪的精度干扰较大,电网谐波几乎无影响;经小波阈值去噪后,电压闪变仪的测量精度得到了显著提高。

基于峰值波动的间谐波–闪变曲线制定

间谐波源也是引起电压闪变效应的闪变源,由此产生的电压闪变效应已逐步占据主导地位,需要制定合理的间谐波限制标准来抑制闪变的发生。国际上广泛认可的IEC闪变仪是基于电压调幅波模型,其并不适用于计算和评估由间谐波造成的电压波动和闪变问题。分析了IEC闪变仪在计算间谐波闪变时引起误差的原因,并提出采用同步解调取代平方解调,从而扩展带通滤波器的频带范围。在具体应用中,还讨论了载波信号的获取以及Butterworth低通滤波器阶数的选取问题,并在Matlab/Simulink中建立了新的基于同步解调的闪变仪模型。仿真结果表明,该闪变仪能够准确计算间谐波引起的电压波动和闪变,从而能够根据计算结果制定正确的基于峰值波动的间谐波–闪变曲线。

间谐波闪变效应计算及闪变源识别方法

间谐波的频率是基频的非整数倍,会导致电压波形的均方根值和峰值发生波动进而引起闪变。分析了间谐波与闪变之间的量化关系,讨论了多个间谐波共同作用时对总闪变效应的影响;通过研究国际电工委员会(IEC)闪变仪测量方法的原理,指出其在测量间谐波闪变时的不足,并提出一种基于频域法的算法来评估间谐波闪变效应,该算法通过频谱分析来获取各间谐波分量的参数,然后利用这些参数计算总的闪变效应,能同时评估有效值波动和峰值波动引起的闪变;还提出了间谐波闪变功率的概念,用以分析不同间谐波各自对闪变的贡献,从而为闪变源识别、闪变责任追究和惩罚分摊提供理论依据。仿真实例表明,相对于IEC闪变仪,所提出的算法能有效测量间谐波闪变问题,同时能准确识别闪变源。

基于同步解调的间谐波闪变测量方法

在分析间谐波与闪变之间量化关系的基础上,讨论了有效值波动和峰值波动测量的不同之处,指出频率和相位都是影响间谐波闪变效应计算的重要因素。分析IEC闪变仪无法测量间谐波闪变原因的同时提出了同步解调提取波动信号的方法,该方法能有效实现对间谐波闪变测量的扩展。考虑到工程应用中很难得到同步信号,在同步解调的基础上还讨论了用自身信号进行自同步解调以分离波动分量的方法。仿真实验结果表明,2种方法能有效测量间谐波引起的有效值波动和峰值波动效应,其中自同步解调法不受频率偏移的影响,实用性更好。

全相位谱法在闪变检测中的应用

含调幅波或间谐波的电压信号会引起闪变,但IEC61000-4-15标准中的闪变仪是基于调幅波模型,其缺陷是不能检测高频间谐波引起的闪变。本文提出一种基于全相位谱的闪变检测方法。首先分析了间谐波与闪变的关系,建立了统一的闪变模型,将调幅波或间谐波引起的闪变效应统一表示为电压波动分量,从而转化为闪变贡献量;其次,运用全相位谱分析方法对闪变信号进行频谱分析,通过全相位比值法得到各间谐波分量参数;最后,算例对单频闪变信号和多频闪变信号进行全相位分析,仿真结果与IEC推荐方法和Prony法得到的结果进行对比,证明了本文方法的有效性和准确性。

闪变测量的归一化新算法:后修正法

IEC闪变仪归一化模块的时变输出特性改变了矩形调制幅度,导致严格依据IEC 61000-4-15设计的闪变仪线性测试规程越限,不满足IEC 61000-4-30 A级闪变仪的要求。为此提出一种新的闪变归一化方法:后修正法。该方法的主要依据是:闪变测量精度决定于电压有效值的精确测量。该方法首先用本次10 min测试时间内第1个10工频周期有效值作为归一化系数对信号进行初步归一,进而根据IEC标准模块2-5的要求对瞬时闪变最大值和短闪进行初步计算,最后10 min采样结束时,将所有10工频周期有效值取平均,并用该平均值对瞬时闪变最大值Pinst和短闪Pst按照特定公式进行修正。后修正法不改变矩形调制幅度,方便装置移植,实验仿真表明,采用后修正归一化法的闪变仪不仅通过了IEC 61000-4-30 A级闪变仪线性测试规程,而且通过了IEC61000-4-15 F1级闪变仪所有测试规程。

基于小波变换的电压闪变检测方法

根据IEC制定的闪变仪的设计规则,传统的IEC闪变仪主要由滤波器环节组成,但是各滤波器的传递函数都有延迟和检测的误差较大,故采用小波变换的多分辨率分析来等效IEC闪变仪的滤波器来解决这些问题。同时,利用LabVIEW和MATLAB的联合编程进行程序设计,使之能对信号进行分析,得到电压瞬时闪变视感度。最后,通过与IEC闪变仪分析比较,验证了此方法的有效性。

LED灯的间谐波闪变分析

本文针对二极管桥式整流器的整流作用,提出一种基于IEC闪变仪的LED灯闪变检测方法,将电压信号通过抽样频率为fS=Mf1(f1为基波频率)进行抽样处理,归一化处理后以2f1频率对信号极值进行抽样,低通滤波器截止频率设为50Hz,避免滤除高于35Hz的频率分量。该方法克服了IEC闪变无法准确检测高频间谐波引起的闪变,能够准确检测LED灯(对于电压峰值波动较为敏感)的间谐波引发的闪变。仿真分析结果表明了该方法的准确性和有效性。