一种抑制高速电机低次电流谐波的调制方法

针对高速永磁同步电机低载波比、数字控制延时所引起的电流谐波较大的问题,提出一种抑制低次电流谐波的改进型特定次谐波消除调制方法。首先,对该调制方法的调制波形原理和数字实现特点进行分析,建立新的电压谐波方程和开关角求解方程;其次,以电流总谐波失真为目标优化函数,研究了调制比和载波比对开关角分布、电流谐波含量的影响;最后,以三相高速永磁同步电机为研究对象,搭建系统仿真模型对所提调制方法进行验证。验证结果表明,通过与特定次谐波消除调制方式相比,所提调制方法计算量更少,可以提高输出脉宽调制波形的对称性,具有更优的低次电流谐波抑制能力。

正十二边形矢量集的永磁同步发电机磁链预测控制

针对磁链预测问题,基于广义比例积分观测器原理设计磁链观测器,并基于此实现具有误差校正的磁链预测,提升磁链预测精度;针对备选电压矢量较少的问题,构造一种均匀对称分布的正十二边形矢量集,不仅增加可选矢量数量,而且矢量集的正十二边形分布特征有利于特定次开关谐波的消除。基于以上核心算法,最终为风电系统中PMSG设计FCS-MPFC方案,并通过实验验证所提方案具有较强的参数鲁棒性和较高的转矩控制精度。

基于二阶广义积分器的非理想电网同步技术

在复杂电网情况下,电力电子装置能否正常并网运行,取决于电网电压的同步信号能否被准确获取。非理想条件下,电网电压时常出现的不对称、谐波畸变以及直流分量等问题会影响同步技术所获得同步信号的精度。针对此问题,在传统同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)的基础上,提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)的改进型同步方案。该方案通过对传统SOGI结构的改进,使其具备了对包括直流分量在内的各次分量分离的能力。将其应用于传统SRF-PLL,可实现同步坐标系下的直流分量提取,从而消除了电网电压非理想因素对同步信号的影响。实验结果验证了该方法的有效性。

谐波电流对同步发电机输出电压的影响分析

当柴油发电机组带非线性负载时,大量的谐波电流会流过同步电机的定子电枢绕组,这干扰了电机的正常运行。分析了谐波电流对同步发电机内部磁场的影响,描述了谐波电流形成的旋转磁场与基波磁场叠加后的形态,并对谐波电动势、谐波功率角和输出谐波电压进行了分析和推导,指出了他们之间的关系。进行了柴油发电机组带非线性负载的实验,证明了输出谐波电压和谐波电流的比值与谐波次数线性相关,并用最小二乘法确定了比例系数。

船舶电力推进同步发电机-推进变流器系统谐波特性仿真

对船舶电力推进用同步发电机-推进变流器系统的电压畸变进行了量化分析,建立了该系统的Matlab/Simulink仿真模型,对负载为线性和非线性的两种工况进行了仿真分析,从而确定同步发电机-推进变流器系统中的谐波特性,并针对系统中存在的谐波提出了抑制总谐波及单次谐波畸变的方法.最后,对比分析了仿真谐波畸变值和IEEE标准中规定的畸变值.

三相同步发电机接整流负载时交流电压谐波研究

本文对三相同步发电机 整流负载系统的等效电路进行了重新分析 ,给出了电流换相角以及漏电抗压降的解析表达式 ;计算了交流相电压谐波含量 ;对同步发电机 整流负载系统进行了计算机仿真分析 ,仿真结果表明了理论分析的正确性。

船舶电力推进同步发电机-推进变流器系统谐波特性仿真

对船舶电力推进用同步发电机-推进变流器系统的电压畸变进行了量化分析,建立了该系统的Matlab/Simulink仿真模型,对负载为线性和非线性的2种工况进行了仿真分析,从而确定同步发电机-推进变流器系统中的谐波特性,并针对系统中存在的谐波提出了抑制总谐波及单次谐波畸变的方法。最后,对比分析了仿真谐波畸变值和IEEE标准中规定的畸变值。

六相同步风力发电机双空间矢量脉宽调制电流脉动分析

双空间矢量脉宽调制(SVPWM)是六相同步风力发电机数字控制系统中最容易实现的一种调制策略,电流脉动是衡量调制策略电流波形质量与电机发热特性的重要指标。文中对双SVPWM调制电压矢量在矢量空间解耦坐标系中的映射特性进行分析,并指出电流脉动的原理。利用数值分析方法对单个基波周期内的谐波畸变因子(HDF)与电流脉动进行数学推导。利用最大脉动电流逆向推导的方法,得到电抗器选型参数,此选型方案简单快捷,无需繁琐的分步仿真分析。最后,通过仿真和实验结果与数值推导结果进行对比,验证了电流脉动数学推导与电抗器选型的有效性。

内置式U形永磁同步发电机转子结构优化

针对永磁同步发电机齿谐波含量大、电压畸变率高及存在齿槽转矩的问题,对内置式U形永磁同步发电机转子结构进行了优化.研究了齿槽转矩产生的原因,以6极72槽内置式U形永磁同步发电机为例,利用有限元方法分析磁极偏移程度及非均匀气隙程度对齿槽转矩及电压畸变率的影响.分析了圆形轴向转子通风道位置对永磁同步发电机性能的影响.结果表明:磁极偏移可以使齿槽转矩相位发生周期性变化,当磁极偏移0.5齿距时,所对应齿槽转矩最小,约为原来的25%;永磁同步发电机的齿谐波含量、电压畸变率及齿槽转矩随非均匀气隙程度的增加而降低;当转子通风道位置处于合适位置时,在去磁最严重的情况下,永磁体最小磁密面的磁密最大,说明适当的转子通风道位置可以降低永磁体的退磁风险;对于文中发电机,当转子通风道位置顺时针偏转2°机械角度时,永磁磁钢最小磁密面的磁密最大为0.331 7 T.

电网故障下风力发电系统网侧电压同步信号检测

风力发电系统网侧变换器的并网性能依赖于高性能的同步检测系统,尤其是在电网电压故障情况下快速而准确地提取同步信号。在双同步参考坐标系下提出一种基于二阶广义积分器(SOGI)的新型锁相环,消除了dq变换中电网电压不平衡和低次谐波产生的2倍频和谐波变换交流分量带来的影响,实现了对基波电压同步信号的检测。MATLAB仿真和试验结果表明:该方法能快速有效地实现对基波电压正、负序分量以及电压频率、相位的提取。

基于双VSR的风电机组并网控制策略

针对兆瓦级永磁同步发电机组并网的控制要求,基于三相电压型脉宽调制(PWM)整流器的数学模型,重点研究了直接电流控制双闭环级联结构的三相电压型PWM整流器和基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的控制系统设计,提出基于双电压型PWM整流器(VSR)的风力发电机组的并网控制策略,并建立该控制策略的等效电路模型.通过对该并网控制策略等效电路模型的仿真分析,验证了PWM整流器的升压整流特性;同时,该等效电路输出的三相交流相电流总谐波畸变率仅为1.64%,电流波形正弦度良好.仿真结果验证了该并网控制策略的可行性.

氢燃料电池并入微电网的改进虚拟同步机控制

近年来,氢燃料电池等新能源并入微电网得到了人们广泛的关注。提出一种采用虚拟同步机技术的氢燃料电池发电系统。首先建立了氢燃料电池数学模型,分析了其电压输出特性和功率特性。在此基础上设计了两级变换器式并网控制系统。在虚拟同步机控制中,针对功率外环中一阶滤波器低频特性影响系统稳定性和动态性能的问题,在原有滤波器的基础上引入陷波滤波器进行优化补偿。最后,利用Matlab/Simulink进行仿真,对比优化前后滤波效果,并对网侧电压、电流总畸变(THD)进行仿真测试,验证了优化后的滤波器及控制系统的有效性和可行性。

晶体面形畸变对三倍频转换效率的影响

在惯性约束聚变(ICF)领域,为了满足物理实验需求,需要采用短波长的紫外激光打靶。目前,国内外高功率固体激光装置普遍采用谐波转换的方式来获得三倍频紫外激光。高效的频率转换必须满足相位匹配条件,而晶体的反射面形畸变过大对准直精度和倍频效率均匀性都会产生不利影响。通过实验验证了晶体准直光斑的质量退化主要来源于晶体因夹持和重力导致的反射面形畸变,证明了改进晶体的夹持方式可以有效改善晶体面形,提高准直精度和准直光斑质量,并显著提升三倍频转换效率。

基于改进粒子群算法的VSG参数自适应控制策略

随着新能源发电与并网技术的不断发展,虛拟同步发电机(VSG)技术被广泛应用,提高了包含新能源的电力系统的稳定性,但传统的虚拟同步发电机控制方法仍存在两方面不足:一方面,VSG系统的运行参数众多,传统的参数优化计算过程十分复杂;另一方面,传统的VSG控制系统参数恒定,暂态调节过程中存在严重的超调现象。为解决上述问题,首先,以降低系统的输出误差和总谐波失真度为优化目标,利用改进粒子群算法对VSG的参数进行寻优;然后,根据VSG系统的暂态功角特性,通过灵活调节转动惯量和阻尼系数来动态地改变阻尼比进而优化系统的动态响应。最后,与现有的控制策略进行仿真对比,结果证明,该策略不仅能够在多目标优化条件下避免复杂的参数计算过程,还可以改善VSG系统的暂态性能与输出电能质量,优于现有的控制策略。

三相同步发电机供交直流混合负载时交流电压波形的畸变

在舰船上可利用三相同步发电机同时向交流负载和直流负载供电。在这种供电系统中，整流电源换相引起的交流电压波形畸变是一个很重要的问题。本文对的三相同步发电机直接整流或经变压器整流时的交流侧电压波形进行了傅氏级数分解，对电压波形正弦性畸变率的计算公式及其影响因素进行了推导和分析。

改进解耦双同步坐标系锁相环在谐波和电压不平衡下的性能

针对解耦双同步坐标系锁相环(decoupled double synchronous reference frame phase locked loop,DDSRF-PLL)锁定频率和相位的性能不佳,检测频率和相位误差存在较大畸变和振荡等问题,结合二阶广义积分器(second order generalized integrators,SOGI)的优势,提出了一种改进的DDSRF-PLL结构(improved DDSRF-PLL,IDDSRF-PLL)以弥补传统DDSRF-PLL性能方面的不足。IDDSRF-PLL利用了SOGI的滤波能力,能够有效地衰减电网电压中的谐波,快速而准确地锁定相位和频率,有效地实现并网需求。MATLAB/Simulink仿真结果表明,电网谐波干扰和电压不平衡谐波畸变时,IDDSRF-PLL可以有效地抑制谐波,实现响应超调小、稳态精度高的检测效果。