一种具有容错功能的多桥臂开关功放电路

功率放大器是主动磁悬浮轴承系统中主要的执行元件,但由于开关管长期工作在高频状态下,易发生故障,因此十分有必要开展故障容错研究。首先,提出一种具有容错功能的多桥臂开关功放拓扑结构,能同时实现对五相六桥臂开关功放的开路和短路故障容错控制。其次,分析所提拓扑的工作原理,并提出以电流斜率变化作为故障判断条件的方法,采用相应的容错控制策略,实现冗余桥臂对故障桥臂的替换,以达到容错的目的。最后,通过仿真和实验验证了该拓扑在故障后经过容错能使负载电流恢复正常,证明了拓扑的合理性和可行性。

“三教”改革视域下计算机网络技术专业课程改革

“三教”改革背景下,高职院校教师面临如何建设融合“岗课赛证思”课程体系的困境。研究以计算机网络技术专业核心课程路由交换技术为例,“岗课赛证思”五位一体重构教学内容,建设“岗课赛证思”融合的教学资源,优化教学组织形式,改革教学方法和手段,构建全过程多元化的教学评价体系,更好地提高教学质量和效果。

刀闸五防闭锁节点接入位置可能造成的事故隐患分析和对策

为确保电网设备的正常运行,日常运维和检修工作中都会频繁进行隔离刀闸或接地刀闸的分合闸操作,因此变电站需要采取各种防误操作的安全技术措施减少设备误动和人身、设备、电网事故的发生。无论是气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)还是户外敞开式配电装置(Air Insulated Switchgear,AIS)又或是混合气体绝缘开关设备(Hybrid GasInsulated Switchgear,HGIS)新型混合式设备,都会在刀闸机构箱的二次控制回路中串联一个由测控装置提供的五防闭锁节点,分析五防闭锁节点在二次控制回路中不同的接入位置,对于可能出现的安全事故隐患提出相应对策,从而更好地保障设备正常运行。

牵引变流器五分频多目标优化同步调制策略

受限于散热条件,为了防止功率器件产生过大的开关损耗,进而减少服役寿命,轨道交通牵引逆变器开关频率通常低于1 kHz。逆变器运行至中、高频区域时,载波比下降导致其输出谐波增加,造成输出性能下降的同时导致电流峰值增大,使得绝缘栅双极晶体管(Insulated-gate Bipolar Transistor,IGBT)产生较大功率损耗,影响行车安全。针对现有低载波比的调制策略较多考虑输出性能的优化,而对IGBT功率损耗抑制考量较少的问题,文章提出一种针对牵引逆变器在五分频下的多目标优化调制策略,保证逆变器输出加权总谐波畸变较小的同时,降低总功率损耗。首先,根据逆变器负载模型建立输出电压与电流的数值与相位关系,根据器件厂商所提供的数据手册,从功率损耗产生机理出发,建立精确的IGBT功率损耗离散计算模型;其次,以逆变器输出电流谐波和功率损耗为优化目标,保证逆变器输出电压基波幅值与参考一致的前提下对开关角进行求解,实现逆变器多目标优化调制的目的。仿真结果表明,在工作区间内,与传统策略相比,所提优化调制策略显著降低了IGBT的功率损耗并保证了较优的输出性能。

一种应用于磁悬浮轴承的具有容错功能的多桥臂开关功放电路

功率放大器是磁悬浮轴承系统的重要组成部分,但其中的电力电子器件易发生故障,是整个系统中稳定性较为薄弱的环节。由于器件过压击穿、雪崩击穿、热击穿、器件破裂、焊接线破裂、焊接线浮起等问题,将会使功率放大器工作在非正常状态,轻则影响系统性能,增加其他器件的电压和电流应力;重则会使系统陷入崩溃。该文针对五相六桥臂开关功放的开路故障,提出一种具有容错功能的多桥臂开关功放拓扑,并给出相应的容错控制策略。首先分析容错功放拓扑的工作原理,然后基于电流差值变化的特点给出判断开路故障的方法,并通过相应的容错控制策略,实现冗余桥臂对故障桥臂的替换,以达到故障不停机的目的。最后,仿真与实验结果显示,该容错拓扑能够实现每相电流在发生开路故障后快速恢复控制,证明该容错拓扑的安全性和可行性。

三/五电平双模式软开关共地型非隔离并网逆变器

非隔离光伏并网逆变系统中,光伏板与地间寄生电容所产生漏电流问题严重威胁系统安全。该文提出一种新共地型逆变电路,电网中性点直接连接至直流母线负极,可将寄生电容电压钳位至0,以完全消除漏电流。输出五电平电压可减小滤波器体积及并网电流谐波,且有2倍输出电压增益。与现有共地型五电平逆变电路相比,中间储能电容均工作在开关频率,可很大程度减小电容容值。另外,部分开关管利用死区时间,无需额外增加谐振元件即可实现软开关。此外,该逆变电路还具有向电网传输无功功率的能力。文中首先根据该逆变电路工作原理设计工作模式,列出主要器件参数设计参考,最后搭建1kW实验样机验证上述电路性能。

基于环境自学习的气动调节阀控制算法研究

气动阀门定位器广泛应用于化工、能源、油气、水处理、造纸等工业领域,不过气动阀门在环境变化中往往出现漏气等现象,其性能大大下降,在对传统五步开关控制算法分析的基础上,提出了一种基于环境自学习的控制算法。改进后的控制算法中所有的控制参数均通过参数自整定获得,提高了算法的通用性。参数自整定方法能够检测漏气,当漏气量超过一定阈值,系统进行报警,当漏气量在一定范围内则自动辨识出行程类型、端点位置、最大超调量、最佳PWM占空比和补偿PWM等参数,为改进后控制算法的控制参数选择提供依据。闭环控制算法同样增加了环境自学习功能,根据环境的变化实时改变补偿PWM,并更新到闭环控制算法中。通过对气动调节阀进行漏气模拟试验,并借助智能阀门定位器监控平台对控制算法进行了实现和验证,实验结果表明改进后的控制算法缩短了阀位调整时间,在全行程范围内基本避免了振荡现象的产生。

K波段可调功率分配比的MEMS五端口环形结研究

提出了一种基于MEMS悬臂梁开关的五端口环形结的结构,以实现可调谐的功率分配比。在结构上,采用MEMS悬臂梁开关控制环形结信号线是否接地短路,进而控制整体电路的拓扑结构,达到输出端口的功率分配比可调的效果。建立了五端口环形结等效电路的S参数微波系统模型,并通过理论模型与仿真结果相比较,验证了模型的正确性。利用该模型可知,对于四分之一波长时,在UP态,端口1的微波信号功率被等分至端口2和端口4,端口3和端口5近乎无输出;在DOWN态,端口1的微波信号功率被分至端口2、端口3、端口4和端口5输出,其中端口2和端口4的输出功率相等,而端口3和端口5的输出功率为端口2或端口4的一半。经过有限元软件验证,在K波段中心频率22 GHz附近,UP态时S_(11),S_(31),S_(51)均小于-20 dB,S_(21),S_(41)均大于-3.3 dB;DOWN态时S_(11)小于-17 dB,S_(21)-S_(31)和S_(41)-S_(51)均接近3 dB,验证了设计的有效性。

冷轧机五辊张紧装置被动辊测速功能开发

本文研究了铝板带冷轧机五辊张紧装置被动辊没有设计安装编码器情况,在旋转不畅时可能引起带材擦划伤,甚至造成断带起火,提出实时监测被动辊运行状态的重要性。通过研究突破高速计数器模块技术壁垒,采用接近开关和一阶低通滤波器数字模型和差分求导方法,可实现被动辊的准确测速,从而实现产品表面质量及设备安全运行稳定。

级联五开关H桥多电平逆变器功率均衡控制方法

为了提高逆变器的电压和功率等级,提出了一种级联五开关H桥多电平逆变器拓扑结构的功率均衡控制方法。该方法采用了同相交错层叠锯齿载波移相调制,综合了同相层叠锯齿载波调制良好的消谐特性以及载波移相调制各个单元功率分配均衡的优点,使级联五开关H桥多电平逆变器拓扑结构中各个功率单元不仅可以输出五电平,保持良好的消谐特性,而且可以在一个输出周期内实现功率均衡。以3个功率单元为例,进行了仿真实验。实验结果验证了该拓扑结构及其控制方法的可行性与优越性。

具有反向PWM的阀门定位器控制方法及实现

压电式阀门定位器在行程范围内动态特性是非线性的,传统5步开关法在控制阀门过程中存在超调和PWM控制脉冲个数偏多的缺点。研究提出带反向PWM降速功能的五步开关法,在闭环控制过程中根据执行器运行速度的大小进行正向PWM控制和反向PWM控制的切换;在参数自整定过程中,针对不同位置寻找相应的最佳正向PWM占空比,并实现任意位置最佳正向PWM占空比的实时计算。研制了基于MSP430F5418A低功耗单片机的硬件和软件系统,实时实现参数自整定和控制算法。针对不同的气动调节阀进行了实验,取得较好的控制效果。

智能阀门定位器阀位自适应控制算法研究

智能阀门定位器是智能电气调节阀的控制核心,其中的阀位控制算法是实现调节阀阀杆位置精确定位和阀门开度精确调节的关键。传统的五接点开关算法具有算法简单、响应速度快的特点,但是存在参数调整困难,无法适应不同阀芯、不同行程调节阀精确定位的控制要求。为此将传统五节点开关控制与PID控制算法相结合,研究实现了一种阀位自适应控制算法。通过系统初始化程序实现了控制参数的初始整定并在阀位控制过程中实现了PID控制参数的自适应微调。阀门定位控制试验结果表明:该阀位自适应控制算法实现了阀位的准确控制,阀位定位精度满足±1%FS的设计要求。

基于新型SVPWM的NPC/H桥五电平逆变器共模电压抑制策略研究

为解决逆变器中共模电压随其电平数增加而幅值增大的问题,以中点箝位H桥五电平逆变器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于参考电压矢量分解的新型五电平空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)算法。该算法直接将五电平分解为两电平,避免了先将五电平转化为三电平,再将三电平转化为两电平的繁琐过程且可适用于更高电平。基于该算法设计了一种通过合理选择空间矢量来抑制共模电压的五段式调制方法。理论分析、仿真与实验结果表明,该方法可以将共模电压最大值抑制到单相直流电压源电压值的1/3,比传统SVPWM算法下降了60%;同时,逆变器的开关损耗也得到了减小。

5相开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

针对5相开关磁阻电机进行了直接转矩控制策略的分析与研究,提出了5相开关磁阻电机10个有效电压空间矢量的构造原则,通过5/2变换得到合成定子磁链,分析了在定子磁链空间的10个区域内,如何选择合适的电压矢量来快速达到磁链和转矩按给定变化的要求,以保证磁链和转矩基本不变,并给出了5相开关磁阻电机直接转矩控制的开关表。对5相开关磁阻电机直接转矩控制进行了仿真,仿真结果表明,这种控制策略能够有效地抑制转矩波动,系统动静态特性良好。

二极管钳位型五电平逆变器电容电压平衡域研究

分析了二极管钳位型多电平逆变器在全负载范围内的电容电压平衡问题。首先在五电平逆变器数学模型的基础上对电容电压平衡规律进行分析;然后详细研究了逆变器开关切换规则与PWM控制策略,进一步提出采用目标函数最优的方法对可行开关序列寻优,实现电容电压平衡控制。仿真分析得出了全负载范围内的电容电压平衡域曲线。结果表明,在高功率因数和大调制比下电容电压很难达到动态平衡,五电平逆变器很难直接应用于全速度范围的中压交流调速领域。

基于高速开关阀的气动执行器位置伺服控制

本文使用一种五点开关PWM控制算法对高速开关阀控气动执行器进行位置伺服控制。分析了开关阀的启闭滞后现象,并提出了一种修正方法,该方法可有效地消除系统的静态误差。实验结果表明,用高速开关阀可以实现快速、精确的气动执行器位置伺服控制。

一种新型的磁悬浮轴承五相六桥臂开关功率放大器控制策略

针对磁悬浮轴承系统电流型五相六桥臂开关功率放大器控制算法复杂以及各路输出电流存在耦合的问题,提出一种新型的五相六桥臂开关功率放大器的解耦控制策略。该方法固定公共桥臂占空比为0.5,以单周期控制的方式,同时控制每路负载线圈电流的周期变量平均值等于给定电流周期变量平均值,实现电流的独立输出与解耦控制。推导了该控制方法的数学模型,并制作了试验样机,仿真和实验结果均表明,基于该控制方法下的五相六桥臂开关功率放大器实现了各相的独立控制,并具有控制简单、运算量小、响应速度快、控制精度高和通用性强的优点。

世界转换中的碎片世界——《五号屠场》的认知叙事模式探微

后现代主义小说非线性的零散叙事模式给读者的阅读活动带来了极大的困难,也对读者的审美体验提出一定挑战。探讨后现代主义叙事的认知过程不仅可以阐释读者如何在认知上保持混乱叙事结构的连贯来完成阅读,还能发现文本的新形式和新意义。本文基于文本世界理论,尝试从认知诗学及认知叙事学视角重新评价《五号屠场》,认为世界转换是小说认知叙事模式突出的认知特征,小说文本世界如同＂破镜中的碎片世界＂一样被拼接到一起。频繁转换的文本世界形成了错综复杂的网状叙事模式——环叙,映射了小说荒诞的主题。

基于VR的倒闸操作票模拟与培训仿真技术初探

电力系统倒闸的误操作每年造成不少设备故障和人身伤害,倒闸操作模拟系统是保证操作票正确性、防止电气误操作的"五防"重要措施。利用先进计算机技术的智能倒闸操作系统研究和应用成效卓著,VR技术用于倒闸操作培训仿真效果尤其突出。将新兴的VR(虚拟现实)技术用于倒闸操作模拟系统,近乎真实的虚拟环境使操作人员身临其境,模拟操作生动形象,更易找出操作票的错误。为此开发了一个倒闸操作票模拟系统,初步采用了VR技术,展现了VR在倒闸操作模拟与培训方面的应用前景。

适用于磁悬浮轴承的新型五相六桥臂开关功放控制策略

具有五自由度全悬浮的磁轴承系统需要5个全桥结构开关功放。为提高开关功率放大器的集成度和母线电压利用率,提出五相六桥臂开关功放拓扑结构。该拓扑结构采用一种新型的混合电流控制方法,对公共桥臂和负载桥臂分别进行控制。其中公共桥臂采用改进型最大电流误差控制,该方法通过增加误差极性判断模块,最大程度提高了五相电流控制的独立性,实现其解耦控制;负载桥臂采用改进型采样保持控制,满足了在不同负载情况下的控制要求。仿真和实验结果均表明,基于新型混合电流控制方法的五相六桥臂开关功率放大器具有电流纹波小,动态响应快,受负载参数影响小,集成度高,硬件接口简单等优点。