三相电压不平衡下DDSRF-PLL与DSOGI-PLL的锁相误差检测与补偿方法

由于高渗透的分布式电源、多样化的负荷类型以及电网故障等因素,并网点三相电压不仅存在幅值不平衡,而且会出现相位不平衡现象。这种情况下,广泛应用的解耦双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)和双二阶广义积分器锁相环(DSOGI-PLL)无法获得精确的同步信息。为此,该文在论证这两种锁相环具有理论等价性的基础上,阐释三相电压不平衡与锁相误差的内在关系,进而提出一种锁相误差的补偿方法,实现幅值和相位不平衡下的准确锁相。所提方法仅需对电压采样值进行简单计算即可获得不平衡相位和锁相误差,实现开环相位补偿,无需修改原有锁相结构,具有良好的拓展性。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。

双馈风力发电机低电压过渡的相角补偿控制策略

基于撬棒保护(crowbar)的控制方法是双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)实现低电压过渡(low voltage ride through,LVRT)的主要方式之一。在撬棒保护退出后,故障恢复过渡过程中,转子过电流仍有可能损坏变流器。针对上述问题,通过双馈电机的动态等效模型构建故障过程系统分析模型,深入分析故障发生和电网电压恢复过程中的机端电压相角跳变机制及其对矢量定向精度的影响。在此基础上,提出相角补偿控制原理,改进现有LVRT控制策略,将控制流程分为正常运行、撬棒保护投入、撬棒保护退出和电网电压恢复4个阶段。在正常运行及撬棒保护退出阶段,采用定子磁链定向控制;在撬棒保护投入阶段,封闭转子侧变流器绝缘栅双极型功率管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的脉冲,网侧变流器保持正常工作;在电网电压恢复阶段采用相角补偿控制。仿真结果表明,所提控制策略能够有效抑制电网电压恢复过程中的过电流。

基于可控电抗器的无接触电能传输系统动态补偿

静态补偿方式不能同时兼顾无接触电能传输系统的零相角运行条件与功率传输性能,为了解决该问题,本文提出了一种基于可控电抗器的动态补偿方法。在系统的一次侧采用可控电抗器与固定电容构成的并联支路进行动态补偿,在系统的二次侧采用静态电容补偿。通过反向并联的功率开关管来控制非饱和电抗器的导通电流大小,使一次侧等效电路动态谐振来获取电源侧的零相角运行条件。针对不同的二次侧补偿拓扑,导出了动态补偿支路中电感及电容的取值公式,并对补偿支路参数进行了优化设计。分别对系统采用动态补偿与静态补偿两种方式进行了PSpice电路仿真分析。理论分析与仿真结果表明,相对于静态补偿方法,动态补偿能在额定频率下获得系统电源侧电流与电压间的零相角运行条件,有效降低了对系统电源容量的需求,保证了系统功率传输性能。

改进I_p-I_q法在D-STATCOM电流检测的应用

在电网电压基波频率波动且电压波形畸变的情况下,快速、准确地检测非线性负荷的基波正序有功电流分量是D-STATCOM电流检测的目的。提出了一种改进ip-iq法,该方法通过"锁频"和"锁相"两个环节快速、准确地检测出电网电压基波正序有功分量的初始相角,并将此信息通入指令电流检测环节,得到准确的基波正序有功电流信息,从根源上解决了传统ip-iq法在电网电压畸变的情况下无法准确检测基波有功和无功电流的问题。仿真结果证明该方法的可行性;动态响应实验证明该方法具有良好的稳定性和跟踪性能。

死区对电压型逆变器输出误差的影响及其补偿

针对电压型逆变器的死区效应,分析了死区对逆变器输出电压谐波和电流的影响,提出一种基于功率导通时间实时检测的死区补偿和电机相电压检测方法。为避免电流过零点的直接检测或间接预估,设计硬件电路直接检测功率管的导通时间,得到逆变器的实际死区时间,并在软件中进行补偿,同时得到电机实际的相电压。采用该方法得到的死区时间反映了开关器件导通和关断时间受结温和导通电流影响的特性,最后对上述方法进行了实验验证。

基于两相电流差检测的逆变器输出电压补偿新方法

为了提高交流电动机变频调速系统的运行性能,提出了一种新的三相电流极性检测方法,用于对死区和开关器件非理想特性引起的逆变器输出电压误差进行补偿。该方法通过检测A、B两相电流差的过零点,对三相电流过零点进行预测;再根据A、B两相电流差过零时A相电流的极性,得到任意时刻的三相电流极性。这种方法的优点是避开了零电流钳位现象,且不受奇次谐波的影响。根据得到的电流极性对死区和IGBT非理想特性引起的电压误差进行补偿,此方法在异步电动机间接转矩控制系统上进行了实验验证。系统中通过计算误差电压等效时间对三相参考电压占空比进行前馈补偿,文中给出了补偿前后的实验结果对比,实验结果表明,补偿后的性能有了明显提高。

用于感应式非接触励磁系统的CLC补偿拓扑研究

在感应式非接触电能传输(ICPT)系统中,为了解决负载变化影响电路输出电流以及输入阻抗角的问题,提出一种新型的T型结构的CLC补偿拓扑,并将其与串联补偿组合形成CLC-串联型补偿结构。依据基尔霍夫定律分析了CLC补偿同时实现全负载变化范围内的输出恒流特性和零输入相位角(ZPA)特性的约束条件;推导出了针对上述约束条件的谐振网络参数设计方法;分析了系统的频率稳定性,并求出了使系统频率稳定的负载边界条件;定量地讨论了使逆变桥开关管实现零电压开关(ZVS)的谐振参数调整方法。仿真和实验结果验证了CLC补偿电路具有恒流特性和ZPA特性;当负载电阻值小于使系统稳定的负载边界值时,系统可以保持频率稳定;单独调节补偿电容容值C 1可以实现逆变器开关管的ZVS。

电容式电压互感器的误差原因及解决方法

在高压电力系统中,为了提高电压互感器的测量准确度,必须减小误差。对于电容式电压互感器,通常采用补偿电感、降低补偿电感的阻抗,降低流过补偿电感的负载电流等方法来减小测量误差,但是互感器因存在铁芯线圈,在发生过电压或短路时,由于铁芯饱和使波形畸变,使测量精度大大降低,因此要重视电压互感器误差的影响。

感应移相器转角位置检测系统设计

本文介绍了一种感应移相器转角位置检测系统。该系统通过数字化相位检测的方法对感应移相器转角位置进行检测,同时通过基于DSP的软件方法对测得的角度值进行补偿,提高了感应移相器转角位置检测的精确度。

双馈发电机定子磁链相位角度偏差补偿原理

为克服电网电压跌落或者定子参数的变化所引起的给定(计算得到)定子磁链相位角度与实际角度的偏差,提高控制系统的抗干扰能力,利用双馈电机的数学模型推导出其偏差并进行补偿。在此基础上,提出了基于定子磁链相位偏差补偿原理的定子磁场定向矢量控制,有效地保证了定子磁链d轴分量应为零的矢量控制成立条件,从而使控制系统具有一定的低电压穿越能力及强鲁棒性能。仿真和实验验证了该理论的正确性和所提出控制方案的有效性。

基于相电感交点位置角度补偿的开关磁阻电机无位置传感器控制方法

针对开关磁阻电机因磁路饱和而导致利用其导通相与非导通相电感交点估算转子位置不准的问题,提出一种基于相电感交点位置角度补偿的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。首先构建开关磁阻电机导通相饱和电流与导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度偏移量间的函数关系,并根据该函数关系及实时检测的导通相饱和电流对相应的相电感交点进行修正,从而获得准确的相电感交点位置角度;再由修正后的两相邻电感交点位置角度计算得到电机转速,并由此获得电机转子在任意时刻的位置角度。该方法由于对相电感交点位置进行了实时修正,因而有效提高了电机转子位置的估算精度。最后通过仿真与实验验证了上述方法的可行性。

一种对称式双LCC补偿无线电能传输系统参数设计方法

LCC补偿结构由于其恒流恒压特性,被广泛应用于电磁感应式无线电能传输系统。因其有较多的无源元件,带来了参数设计步骤复杂的问题。通过对LCC拓扑进行二端口等效计算,利用互易定理分析不同模式下逆变器的电压电流零相位角,得到恒流、恒压模式下工作频率与线圈耦合系数的关系,提出一种对称式双LCC参数设计方法,无需迭代计算可以快速求得系统参数。通过仿真模型验证了理论分析的正确性;搭建谐振频率分别为348 kHz和419 kHz的无线传能实验样机,验证了其可行性。

基于SSP补偿和变频控制的滑环设计

为避免传统滑环易磨损、易静电累积等缺点,提出一种基于串联串联并联(SSP)补偿和变频控制的新型环滑设计方法.首先,对非接触式滑环系统的磁路进行建模,并针对松耦合变压器的漏感和励磁电感分别进行补偿,即原边串联、副边串并联补偿;其次,考虑到温度等因素的影响,分析部分元器件的灵敏度,获得元器件参数变化和谐振频率变化的关系;再次,提出一种基于汉宁窗快速Fourier变换的相位差检测方法,可避免硬件水平的制约和提高抗干扰能力;最后,根据计算的相位差、临界品质因数,提出一种基于零相角的变频控制方法,使系统工作于零相角,从而减少无功功率的损耗.仿真结果表明,当元器件参数发生变化时,基于SSP补偿和变频控制的方法能够快速使系统工作于零相角状态,进而提高系统的工作效率.设计了一种原型机对所提方法进行验证,实验结果和仿真结果基本一致,与不补偿方法相比,所提方法的工作效率提高了5%.研究结果表明该方法具有较高的稳健性.

利用微特电机测角的23位绝对式轴角编码器

用一只感应同步器及一只感应移相器（或旋转变压器）可以同轴组成一套绝对式精密轴角传感器，本文介绍了与此种传感器相匹配的分辨角值达到０．１５４角秒的双通道轴角编码器．对如何提高测角精度也给出了某些建议。

基于三谐振的副边变补偿感应电能传输充电系统

为了让感应电能传输充电系统高效率地实现多级恒流和功率输出,并最少化无源元件和开关器件的数量,提出一种仅使用5个无源元件和2个开关的、基于三谐振的副边变补偿恒流恒压充电拓扑电路。该系统参数设计灵活,恒压模式复用了恒流模式的补偿元件,适用于多等级恒流充电场景,输出功率的提高不受磁耦合机构参数限制,仅需要改变副边3个无源元件的参数。恒流模式下,副边补偿电感L_(2)不影响恒流输出等级,通过配置L_(2)大小,可使逆变器开关管工作于零相位角、零电压开关或零电流开关的软开关状态;恒压模式下系统可实现零相位角。搭建了4 A、28 V恒流恒压充电样机进行实验,实验结果表明,所提出的充电拓扑在电池等效电阻发生变化时,恒流和恒压输出基本没有波动,可保证在实现零相位角特性的同时较高效率地恒流恒压充电。该系统使用的无源元件较少,有利于小型化移动设备及降低系统成本,同时可降低部分无源元件和开关器件的电压和电流应力,一定程度上提高可靠性。