低噪声DC-DC变换器设计

提出了一种基于Sigma-Delta调制原理的低噪声DC-DC变换器。首先对比了传统PWM调制器型DC-DC变换器及传统Sigma-Delta调制器型DC-DC变换器;从它们各自的优缺点出发,基于改进的一阶Sigma-Delta调制器,构建了新型的DC-DC变换器架构。传统的PWM调制器被去除,由钟控量化器实现了调制功能。环路补偿被简化,将片外电容及电感组成积分功能模块,直接用于环路的构成。整体电路基于40nm Mixed-Signal CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,该结构相比传统固定频率PWM调制DC-DC变换器,输出电压频谱中的谐波尖峰能够得到有效抑制。在2MHz开关频率处,频谱尖峰减小了40d B,同时具有良好的瞬态响应特性,快速响应时间及较小的上下过冲。

稀疏采样下DC/DC输出波形时域参数计算方法

分析了纹波频谱及稀疏采样下频域计算方法的误差,设计了一种基于时域指数函数的计算方法,并提出了采样点在分段中的辨识方法,实现了稀疏采样下电流电压较高精度的计算,为直流系统电能计量及保护测控装置中的电流电压计算提供了一种参考方案。最后,以BuckDC/DC输出电能计量为例,比较分析了本方法与基于频域的电度计量方法的精确度;结果表明,在相同的采样率下,本算法相对误差和绝对误差都较小。

基于M3C的低频输电系统不对称故障穿越控制策略

低频输电技术兼具高压交流及高压直流输电技术的优势,具有良好的发展前景。但当系统发生不对称故障时,子换流器间电容电压均衡被破坏,影响低频输电系统的安全运行。鉴于此,提出了一种(modular multilevel matrix converter,M3C)不对称故障穿越控制策略。该方案既能在一定程度上限制短路电流,又能平衡子换流器间电容电压,有效提高M3C不对称故障穿越能力。首先介绍M3C的拓扑和工作原理,分析M3C不对称故障期间的运行特性。进而在dq坐标系下推导故障侧电压电流,计算M3C故障侧有功功率表达式并对其中的直流分量部分进行提取。通过将直流分量不均衡抑制为零的方式确定负序电流参考值,用以实现故障侧的负序控制。最后,搭建基于M3C的低频输电系统模型,通过仿真验证了所提方案的有效性和可行性。

基于低频脉冲在线绝缘监视仪的设计

在变频驱动系统中,针对移动平台系统,比如刮板机、采煤机等,电缆线等绝缘部件存在老化、破皮等现象。同时IGBT的水冷基板因为承受过大水压而变形,使得IGBT内部绝缘陶瓷受损、绝缘下降等,所以必须针对这类变频电网研究一种在线绝缘监视仪。提出向变频器壳体注入低频电压,在变频器中线测量该电压,从而计算出变频电网的绝缘电阻,同时构建测量算法,介绍如何降低直流分量和分布式电容带来的干扰。最后设计出在线绝缘监视仪,在变频系统中进行测试试验,试验结果符合预期。

低频成分的频谱校正

目前已经提出了多种频谱校正方法,但是将它们应用于低频成分时,其精度显著下降,这是由于模型忽略了实信号所包含的负频率的贡献。给出了一种考虑负频率贡献的显式校正新方法,它利用局部谱峰附近的3条谱线。采用351×180个仿真样本对提出的方法进行了考核。不同仿真样本所含低频成分的周期数(CiR)从1变化到8,步长为0.02;相位从0°变化到179°,步长为1°。考察了每个CiR的180个不同相位算例的最大误差。结果表明:1)就所考查的参数范围,校正频率的误差小于0.000 6Δω(Δω为快速傅立叶频率分辨率);2)幅值和相位误差上限不超过0.3%和0.3°;3)误差的大体趋势随CiR增加而下降,精度最高的条件仍然是整周期采样。

融合零序电流衰减直流分量的矿山电网接地选线

矿山高压电网单相接地故障中零序电流的衰减直流分量对选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究单相接地低频暂态过程的基础上,结合最小二乘矩阵束算法提出了融合衰减直流分量与有功分量的零序电流低频暂态综合幅值判据。该判据不仅可在一定程度上降低衰减直流分量对选线保护动作速度的影响,而且能显著扩大故障与非故障线路判据特征量之间的差别,有效提升选线的准确度。大量基于PSCAD/EMTDC的典型故障实例仿真验证了该判据的正确性。

一种控制Rossler混沌信号功率谱分布的方法

为了适应混沌通信系统的要求,提出一种改善混沌信号频谱特性的方法。现有混沌信号大多具有较大的低频和直流分量,针对分量对混沌通信会造成一定危害,可以通过对原有混沌动力方程输出信号的微分项中加入积分项来抑制两种分量。仿真结果表明,改进方法可以有效抑制混沌信号的低频和直流分量,帮助改善混沌信号的频谱特征。

低频成分校正的两谱线法

目前已经提出多种频谱校正方法,但是将它们应用于低频成分时其精度显著下降,这是由于相应的校正模型忽略了实信号所包含的负频率分量的影响。给出考虑负频率影响的一种显式校正方法,它仅利用局部谱峰附近的两条谱线。采用数值实验对新方法进行考核。考核算例包括无噪声、弱噪声和强噪声三种情形。研究结果表明:①新方法总体上接近无偏,但当接近整周期采样时偏差变大。②新方法的经验方差与Cramér-Rao bound(CRB)总体局势相符,前者大体为后者的1～3倍。当采样条件接近半周期采样时,方差接近CRB;当记录长度接近整周期采样时,方差反而比较大。

正常人体RR间期频谱分析及其在冷刺激时的变化

测定了９６名健康人安静状态及冷刺激时的ＥＣＧ，通过微机处理描出ＲＲ间期变化的频谱曲线。计算和比较不同性别、年龄的被试者在安静及冷刺激时的ＲＲＩ总变异性、低频成分、高频成分以及ＬＦ／ＨＦ比值。结果显示安静时男性总变异性为１３１２．３３±１７０．９７（ｍｓ）＾２，ＬＦ／ＨＦ为１．５２±０．１８；女性分别为１６５３．３３±１９７．２９（ｍｓ）＾２及１．７１±０．２１。男女之间无明显差异。

空载状态下500kV单相变压器直流偏磁噪声研究分析

为了提高变压器产品自身耐受直流偏磁性能,确保电力系统的稳定运行,对空载状态下500 k V单相变压器直流偏磁噪声进行试验研究,分析了500 k V单相变压器直流偏磁现象,给出试验环境以及噪声测点位置示意图,分析直流偏磁噪声同振动信号特征,对空载状态下时域和频域波形实施了奇异谱以及功率谱分析。试验研究得出:空载直流外加电流后所有噪声检测点在直流偏磁下的功率谱熵相比空载无电流状态下的功率谱熵值高,变压器噪声的大小随着直流偏磁电流的增加而增加,变压器噪声的大小与磁通密度成反比例关系,磁通密度越大,噪声的增加量就越小。直流偏磁电流持续增加时,变压器产生的噪声很低。

海量低频地震数据快速质量控制技术

海量低频地震数据质控主要有两个难点。其一,低频地震数据受强能量直流分量的影响,使得常规的计算机辅助质控方法无法对地震数据进行有效的质量监控;其二,常规处理系统的人工数据浏览方式不适合海量数据现场高效质量控制的生产要求。针对上述两个技术难点,本文介绍了基于并行算法的去除直流分量、多属性质控分析的解决方案,通过在野外生产项目的实际应用,证明该方法切实可行。

浅海低频声场中目标深度分类方法研究

分析了浅海甚低频声场中的垂直双水听器的互谱特性,尤其关注了声场中只存在两阶简正波时声压互谱的有功分量.数值计算表明:当两个水听器的深度布放合理时,声压互谱有功分量的正负号分布与水平距离无关,选择合适的水听器深度布放组合,可以用于水面目标、水下目标的双择判决;声速分布对该方法的使用影响不大,海底存在吸收将影响算法的作用距离,但在有效作用距离内,该算法仍有较好的稳健性.运用Pekeris波导有效深度的概念建立了声压互谱有功分量正负号分布特性的近似理论分析并可预报双水听器合理的布放深度.理论分析揭示了双水听器布放深度之和应等于波导有效深度,并且在有效深度限制的波导范围内,整个声场的声压互谱有功分量的正负号分布被分为三个水平区域.理论分析加深了对浅海低频声场特性的理解,对该算法的实际使用有指导意义.

基于磁调制式电流互感器的剩余电流检测

针对传统电磁式电流互感器在检测脉动直流和平滑直流中存在的不足,文章提出了一种基于磁调制式电流互感器的剩余电流检测模块,结合dsPIC33FJ系列单片机,通过检测电流互感器二次侧线圈电流信号的低频分量,来获取剩余电流信号的大小和类型,并配合波形识别算法,以提高检测模块对各种剩余电流类型的识别灵敏度,将其应用到低压配电网的配电线路中,能够实现对交直流剩余电流的检测与保护。经过验证,该模块能够有效检测和识别剩余电流波形,满足设计要求。