一种适用于动车组高频辅变的电容自均压直流变换器

高频辅助变流器具有高功率密度、高变换效率的优势,是节省车底空间、优化乘车环境、降低能量消耗的重要手段。提出一种适用于动车组高频辅变的电容自均压直流变换器,其拓扑能够实现输入侧直流电压的降压和均分,降低开关管电压应力并减少后级隔离DC/DC变换器的数量;同时,电容自均压拓扑中的开关器件均能实现零电流开关,降低了变流器的开关损耗;此外,电容自均压变换器具有输入电压自平衡特性,无需采用额外的电压平衡控制策略以维持输入侧串联电容的电压均衡。相比于现有的高频辅助变流器方案,本文提出的拓扑能够有效减少开关器件和变压器数量,降低器件损耗和控制复杂性,为车载辅助变流器体积、质量和效率的进一步优化提供了空间。分析该拓扑的工作原理、控制方法以及自均压特性,并提出相应的电路参数优化设计方法。最后,搭建功率等级6 kW的实验样机,通过开展均压特性、动态切换性能以及软开关特性实验,验证了所提出拓扑的可行性。

新能源并网逆变器自同步电压源控制方法

针对并网模式下的主动支撑和电流控制等问题,提出一种新能源并网逆变器的自同步电压源控制方法。首先,基于系统有功和无功功率,采用具有自同步特性的频率和电压主动支撑控制方法。其次,采用基于PIR调节器的平衡电流控制,一方面调节新能源并网逆变器自同步电压源的内电势与电网电压之间的阻抗特性,另一方面提升电网不平衡和扰动条件下的电流控制能力。此外,提出了直流侧电压防崩溃控制策略,能够有效应用于光伏自同步电压源系统中,提高了光伏电池输出电压的稳定性。仿真与实验结果表明,所提方法兼顾了电网自同步特性和电流的控制能力,优化了三相不平衡和扰动下的电流质量,提高了新能源并网逆变器的整体性能。

电流自均衡的低纹波高增益双向直流变换器

双向直流变换器作为综合能源系统中储能模块的关键接口设备,需要具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的特性。常规双向直流变换器在低压储能侧使用交错技术实现对电池友好的低电流纹波特性,然而受限于实际的生产工艺,这类交错型双向直流变换器存在多相电流不均衡问题。本研究基于耦合电感提出了一种无需复杂控制算法的电流自均衡双向直流变换器。在综合能源储能场景中,该变换器不但具有电流自均衡特性,还具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的综合优势。首先,该变换器利用钳位电容的安秒平衡特性,在一个开关周期内强制保持了交错电流的均衡,从而在电路拓扑层面即可实现电流自动均衡的低电流纹波特性。其次,作为储能电感的耦合电感兼顾了变压器功能,通过电路多级增益结构配合,实现了高电压增益特性。最后,本变换器使用了电压匹配控制和移相控制策略,对电压增益和功率大小方向进行解耦控制,保证了不同工作状态下的软开关特性。本研究分析了该变换器的工作原理与电路特性,并以此为基础设计了一款低压侧工作电压30 V至40 V、高压侧工作电压400 V、双向功率1 kW的实验样机。该样机模拟了低压侧锂电池在不同工作电压、功率大小和方向下的运行特性,从而有效验证了该拓扑的可行性。

具备直流故障清除和自均压能力的MMC移位全桥子模块拓扑

模块化多电平换流器(MMC)可通过改进子模块拓扑实现对直流故障电流的清除,但大多数子模块不具备电容电压自均衡能力。在全桥子模块的基础上,推导了一种兼具故障电流自清除能力和模块电容电压自均衡能力的新型子模块:移位全桥子模块(OCFBSM)。该子模块由2个全桥子模块通过移位组合构成,正常工作时根据2个电容的连接关系运行在旁路、串联和并联3种状态,可不依赖于外加均压控制自动实现模块内电容电压均衡。发生直流短路故障时,OCFBSM通过将2个电容反向接入故障回路可自动清除直流故障电流。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了OCFBSM在直流故障电流清除和自均压方面的有效性,且故障闭锁后各子模块电容电压均衡,有利于MMC重启。

直流大电流比例标准自校系统的研制

本文介绍了比例偏差值达到(0.2～1)×10-6、测量不确定度达到(1～5)×10-7的直流大电流比例标准自校系统。介绍了用自平衡比较仪通过自校、加法、比较和乘法等校准线路实现直流大电流量值的绝对溯源。

直流电阻率测深二维自适应正则化反演

直流电阻率测深二维反演中,正则化参数的选取影响反演结果分辨率及反演过程稳定性。利用主动约束平衡正则化因子,进行直流电阻率光滑约束最小二乘二维自适应反演,改善直流电阻率测深二维反演的分辨率与稳定性。在反演迭代过程中,正则化因子根据模型参数的空间展布函数进行自适应计算、正则化参数的自适应计算。模拟数据反演结果验证了该方法的有效性与可行性,反演结果能准确地反映地下模型的真实电性结构。

超声换能器的自易校准法及其在功率测量中的应用和它与辐射力法的关系(英文)

论述了电声互易原理和用于平面活塞型与球面聚焦换能器校准的自易法（Self Reciprocity Method, SRM）。介绍了一系列的定义和发送电压（电流）响应与电压灵敏度。阐述了SRM与辐射力天平（Radiation Force Balance, RFB）法之间的关系。在1～25 MHz 频率范围内，对超声换能器校准和输出功率测量的实验显示，两种方法具有相近的准确度。SRM法比RFB法测量具有更高的信噪比和更好的稳定性。

一种新的两轮自平衡电动车控制方法

为了克服目前两轮自平衡电动车控制系统存在的噪声和漂移误差大,受扰后调节时间长,超调量较大等问题,提出了一种新的控制方法。该方法基于卡尔曼信号融合滤波,构建了直接转矩电流伺服单元,对电动车进行滑模变结构控制。实验表明滤波后倾角度噪声误差由6°降到2.5°;角速度噪声误差由0.25 rad·s-1降到0.10 rad·s-1;零位漂移误差由0.25 rad·s-1降为0.08 rad·s-1;系统受扰动后,该方法调节时间更短、无超调、鲁棒性更强。实验结果均表明该方法有更好的动态性能和稳定性。

新跨接双极三电平子模块拓扑及其控制策略

基于半桥型子模块拓扑的模块化多电平换流器不具备直流短路故障电流阻断能力,影响了低成本架空线的应用。为抑制直流故障时的短路电流,研究了一种新跨接单极三电平子模块拓扑,解决了混合拓扑中电容不均衡充电问题。然后为应对子模块闭锁对换流站和电网可能产生的不利影响,设计了一种新跨接正、负极三电平子模块拓扑,并分析了其过调制运行、降直流电压运行和桥臂电流方向变化工况时所提拓扑的正、负电平输出要求,进一步减少了子模块中功率器件数量并研究了其控制策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,对所提新跨接双极三电平子模块拓扑过调制运行、自均压特性及闭锁抑制特性进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的拓扑及控制策略能够有效抑制直流故障时的短路电流。

自平衡测试技术的发展及应用现状

自平衡测试技术是从钻孔灌注桩试验发展起来的,已逐步扩展到多个领域,其试验荷载也越来越大,部分单桩承载力达万吨。荷载箱的结构形式主要有类似O-cell的开敞式、封闭圆环式和囊式。随着超长桩的应用,由于加载量或桩径的限制,荷载箱的层数由单层向多层发展。荷载箱的位置(即平衡点)是该技术的重要内容,计算其埋设位置的方法有规范经验公式法、数值模拟法及相似模拟试验法。测试数据的等效转换是该测试技术的核心,等效转换方法分为简化转换法和精确转换法。自平衡测试技术因其广泛的适应性(能满足水上和坡地等试桩要求)、测试结果的准确性和经济性,愈来愈受到重视,逐渐被纳入各国的规范。

电流互感器在高压电动机保护上的应用

介绍了差动保护的两种方式 :电流平衡式差动保护与自平衡式差动保护的原理及二者特点的比较 ,以及电流互感器安装方式。

火药水分检测的偏最小二乘法回归分析与建模

针对扁球状火药颗粒1%～3%的含水量和0.1%的检测精度要求,采用变介质电容式传感器和自平衡交流电桥测量电路,研制了电容式火药水分检测系统。在分析影响含水量的温度、湿度、重量和电压幅值等因素的基础上,建立了偏最小二乘法多参数多元线性回归模型。经实验验证,该模型下的水分检测系统测量最大误差为0.12%,且最大误差出现在含水量为0.3%～1%之间,在含水量1%～3%之间误差均小于0.087%,满足0.1%的测量精度要求。

桥式涡流检测系统的研究与设计

针对涡流检测中微弱信号容易被噪声湮灭的问题,设计了一套桥式涡流检测系统,通过硬件合成信号的方法滤除涡流检测信号中的杂波信号,提高了检测信号的精度和系统的抗干扰能力;同时给出了桥式涡流检测系统的硬件电路图,介绍了各部分的软硬件设计;对Q235钢轴进行实测,取得了较好的效果,具有良好的工程应用前景。

自适应流模式负荷分担设计与实现

随着Internet的高速发展,Internet中的通信流量迅速增长,对高端核心路由器设计提出了更高要求,不但要实现高线速转发,而且对带宽、时延等性能的要求也越来越高。本论文在逐流模式基础上,统计参与分担的各链路实际流量,设计并实现了自适应流模式负荷分担,确保了分担链路负载的动态均衡,提高了链路带宽的利用效率和分担性能。

基于开关电容结构的MMC子模块波动功率耦合方案及其参数约束

文中提出一种基于开关电容结构的模块化多电平换流器(switched-capacitors based modular multilevel converter,SC-MMC)拓扑方案。该拓扑通过基于半桥与变压器结构的高频链将子模块(submudule,SM)隔离后互联在一起,所有SMs电容之间呈现开关电容特性,在不依靠控制的前提下,同时实现SM波动功率的自然消除、桥臂2倍频循环电流的抑制及SM电压的自动均衡,从而大幅提升系统的功率密度,并且简化控制系统的设计。文中对传统MMC的波动特性以及关键组件参数约束进行研究,对SC-MMC实现上述功能的过程进行详细描述,并对新拓扑的参数与配置进行分析。最后,搭建一台SC-MMC的实验模型,实验结果验证了所提方案的正确性与有效性。

有源电力滤波器自适应电网电流滞环控制

简要介绍了基于有功能量平衡原理的控制方法,将自适应电网电流滞环控制方法应用于三相四线制有源电力滤波器。该方法主要根据电网电压、有源电力滤波器接入点电压和电网电流的微分改变滞环电流宽度,从而实现开关频率的稳定;通过改变补偿电流的波形实现电网电流的正弦化,且在负载变化时,电网电流能实现动态稳定。该方法的特点是不需要传统的谐波电流检测,可实现数字化控制。使用Matlab仿真,其结果证明了该方法对三相四线制有源电力滤波器进行定频控制是可行的。

涡流检测中自平衡系统的研究和设计

涡流检测中电路信号中噪声的幅值大于检测信号时,对检测信号的幅值和相位的测量造成很大的测量误差;自平衡系统采用硬件合成信号的方法滤除涡流检测信号中的噪声信号,极大地提高了检测信号的精度和系统的抗干扰能力;同时给出了自平衡系统的硬件电路图,介绍了各部分的软硬件设计;对系统进行实测,灵敏度达到±15mV,取得了较好的效果,具有良好的工程应用前景。

自平衡式直流大电流互感器自校准方法误差分析

直流大电流精确测量在多个领域有着广泛应用需求,磁场干扰和校准技术等因素一直以来制约着直流大电流互感器校准精度的提高。文中对现有的自平衡式直流大电流互感器自校准方法存在的问题进行分析,提出一种直流大电流互感器等磁通自校准方法,分析了自平衡式直流大电流互感器等磁通自校准方法的原理和误差,推导了误差传递公式,评定了标准不确定度,该方法具有初级绕组漏磁影响固定,校准误差不确定度小,扩展量程快等优点,优化后算法在综合性能上有大幅提高,同时具有了非常强的抗干扰能力,克服了等安匝法、参考绕组法、加法和乘法自校准的校准状态和使用状态不一致的缺陷,能够在实际工作状态下实现电流比例标准的高准确度、高效率扩展,更能够满足现阶段对直流电流互感器的校准需求。

模块化多电平换流器PR环流抑制器优化设计

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)适用于高压大容量柔性直流输电,已经有部分工程采用MMC作为柔性直流输电系统换流阀。MMC换流阀内部桥臂环流直接影响其工作特性,而通过比例谐振控制器(proportional resonant controller,PR controller)可以有效抑制环流,但系统稳定性有待提高。该文对PR环流抑制器进行优化设计,通过在PR环流抑制器的基础上增加桥臂电流比例负反馈环节,提高系统的稳定性与环流快速抑制能力。该控制实现简单,同时可以增强上下桥臂子模块电容电压的自平衡能力。通过建立系统闭环传递函数对系统稳定性进行分析;同时,通过建立李雅普诺夫能量函数对附加控制的促进桥臂电容电压自平衡能力进行验证。最后,在PSCAD/EMTDC搭建的仿真模型上进行了仿真验证,仿真结果证明了优化PR环流抑制器的有效性,提高了控制器的稳定性,同时有效增强了上下桥臂子模块电容电压的自平衡能力。

基于TDLAS技术的云水含量检测系统

针对传统云水含量传感器体积大,功耗大等问题,本文基于可调谐半导体激光器吸收光谱技术,研制了一种云水含量检测系统.采用1 368.6nm分布式反馈半导体激光器作为检测光源,设计了基于TLC7528芯片的正交锁相放大器,提高了测量的稳定性和抑制噪声的能力;单板实现了激光器驱动、谐波信号处理、浓度反演功能.系统在不同浓度,不同温度下进行在线检测,实验结果表明,系统响应时间为10s左右,水含量在0~16g/m3范围内误差小于5%,在-55^+60℃条件下可正常工作.该系统体积小,检测精度高,响应速度快,性能不受温度影响,很好地满足了机载云层探测需要.