Review of Three-phase Soft Switching Inverters and Challenges for Motor Drives

For electric vehicles (EVs),it is necessary to improve endurance mileage by improving the efficiency.There exists a trend towards increasing the system voltage and switching frequency,contributing to improve charging speed and power density.However,this trend poses significant challenges for high-voltage and high-frequency motor controllers,which are plagued by increased switching losses and pronounced switching oscillations as consequences of hard switching.The deployment of soft switching technology presents a viable solution to mitigate these issues.This paper reviews the applications of soft switching technologies for three-phase inverters and classifies them based on distinct characteristics.For each type of inverter,the advantages and disadvantages are evaluated.Then,the paper introduces the research progress and control methods of soft switching inverters (SSIs).Moreover,it presents a comparative analysis among the conventional hard switching inverters (HSIs),an active clamping resonant DC link inverter (ACRDCLI) and an auxiliary resonant commuted pole inverter (ARCPI).Finally,the problems and prospects of soft switching technology applied to motor controllers for EVs are put forward.

高渗透率下基于并网逆变器阻抗重塑的锁相环设计方法

针对锁相环、电网阻抗与并网逆变器相互耦合所引发的系统稳定性下降问题。首先,建立考虑电网阻抗的锁相环控制结构模型,通过分析锁相环闭环传递函数可知,电网阻抗会使锁相环系统产生右半平面闭环极点,严重影响锁相环与逆变器系统的稳定性。其次,通过分析逆变器系统输出阻抗,说明锁相环所引入的负阻抗是逆变器系统稳定裕度下降的主要原因。鉴于此,该文提出一种新型锁相环设计方法,理论分析表明,所提方法既能够保证高渗透率下锁相环具有高鲁棒性,又能够对逆变器系统输出阻抗进行重塑,有效拓宽系统对电网阻抗的适应范围。最后,通过仿真与实验验证所提新型锁相环设计方法的有效性。

体育锻炼与中国老年人生活满意度的倒U型关系:抑郁的中介作用

目的:探究体育锻炼与中国老年人生活满意度的关系以及抑郁的中介作用。方法:采用STATA 15.1软件对2018年中国健康与养老追踪调查数据中的60岁以上老年人生活满意度等基本情况进行描述性统计分析,运用基准回归模型与PSM(倾向得分匹配法)分析体育锻炼与老年人生活满意度的关系,通过建立中介模型考察抑郁在体育锻炼与生活满意度间的中介作用。结果:体育锻炼与老年人生活满意度呈倒U型关系(P<0.001),与抑郁呈U型关系(P<0.001),抑郁负向预测生活满意度(P<0.001),农村与城市老年人倒U型曲线出现拐点的阈值分别为3.133、3.455,在男女老年群体中倒U型曲线出现拐点的阈值分别为3.231、2.938,抑郁在体育锻炼与生活满意度间起中介作用。结论:体育锻炼在提升老年人生活满意度的过程中存在一定的剂量效应,体育锻炼对老年人生活满意度的影响具有异质性,老年人体育锻炼既可直接影响生活满意度,也可通过抑郁间接影响生活满意度。

高铁泥岩隧道围岩蠕变对仰拱底鼓的影响

研究目的:针对泥岩地区高铁隧道修建过程中出现的仰拱底鼓病害,本文采用参数反演与数值模拟相结合的方法,全面分析围岩蠕变对仰拱底鼓的影响,并采用锚杆支护与仰拱加强的工程措施对仰拱底鼓进行治理。研究结论:(1)Burgers模型能较好地符合泥岩表现出的明显的衰减蠕变和稳定蠕变特征;(2)随着时间的增加,围岩不断向洞内发生变形,且隧道拱顶沉降、水平收敛和拱底隆起一直在增大,并经历了三个阶段:瞬时变形阶段、衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段;(3)仰拱结构内力随着蠕变时间增加同样在增大,并在蠕变一定年限后,仰拱填充中心的拉应力将超过混凝土的抗拉强度,导致仰拱填充沿中心位置开裂;(4)锚杆支护的最优长度为5 m,最佳间距为0.9~1.2 m,在此基础上通过加强仰拱来进一步抑制仰拱底鼓变形,并且建议仰拱支护强度选用C30~C40;(5)本研究结果可为类似工程的建设与施工提供建议与参考。

公路隧道箱型预制仰拱变形破坏的模型试验研究

基于自主设计的新型箱型预制仰拱结构,采用室内物理模型试验,结合数字照相量测技术,研究该箱型预制仰拱的力学特性及破坏模式,通过数值模拟研究实际工况中衬砌与仰拱共同作用的受力规律.结果表明:竖向荷载作用下产生的拉张效应是预制仰拱裂纹产生及发展的主要原因,水平压力对预制仰拱的裂纹发展作用不明显.预制块接缝处以及各个预制块中柱转角处是预制仰拱结构的最薄弱部位,接缝处和转角处影响预制仰拱结构的安全.预制仰拱位移变化关于中轴部位呈对称分布,位移由大到小依次为中间预制块、左1预制块、左2预制块、左3预制块.箱型预制仰拱破坏可以分为加载压密、弹塑性变形和塑性破坏3个阶段.当仰拱与衬砌共同作用时,仰拱的上部主要承受拉应力,仰拱的下部主要承受压应力.试验结果表明,所设计仰拱结构具有良好的受力性能.

含T接逆变型分布式电源配电网的自适应距离保护

大量逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)接入配电网,传统继电保护技术的可靠性无法满足。为了提高配电网供电可靠性,适应可再生能源大量渗透的新型电力系统,针对含T形接入IIDG的配电网,文章提出了一种自适应性的距离保护方案。分析了故障发生在不同位置对保护的影响,根据IIDG在系统发生故障时的输出特性,通过BP神经网络利用保护本地电气信息计算IIDG的输出电流,实时整定动作值。该方法由于无需与远方通信,动作速度快,并且减少了通信系统的投资。最后在MATLAB中建立了含T形接入IIDG的10 kV配电网模型,并与传统距离保护进行了对比,验证了该保护方法的优越性。

并网逆变器非线性特性建模及稳定性研究综述

并网逆变器作为连接新能源分布式发电和电网之间的关键接口,发挥着将电能高效、高质量馈入电网的重要作用。随着新能源渗透率的持续提高,并网点处电网存在诸如高电网阻抗、丰富的低频谐波、电压幅值/频率波动甚至故障等复杂状况。鉴于并网逆变器本质上是一个多输入、强耦合的非线性系统,沿用传统的线性建模与分析方法已难以解释工程中的复杂谐波振荡现象,并网逆变器的稳定性分析及其稳定运行受到巨大挑战。为此,该文首先具体阐述了线性与非线性和系统受扰大小之间的关系,指出大干扰稳定性分析更依赖于非线性建模及分析方法的应用。在此基础上,对已见诸报道的并网逆变器稳定性分析方法进行了归纳和对比。然后,详细阐述了稳定性分析方法在并网逆变器特定非线性环节中的应用。最后,总结并讨论了现有研究的不足,以期进一步促进“双高”背景下并网装置非线性建模和稳定性分析的研究。

永磁电机系统中冗余结构逆变器的可靠性分析对比研究

基于马尔可夫模型和可靠性框图模型,对永磁电机系统中并联冗余和备用冗余两种结构的逆变器在零件层面和系统层面进行可靠性分析,得到这两种结构逆变器的可靠性函数和平均无故障时间函数。首先,通过对比来确定判断何种冗余结构具有更高可靠性的边界条件函数。其次,分析边界条件函数随各参数的变化情况以及对冗余结构可靠性的影响,包括环境温度、电流、热阻抗和容错处理机制的成功率。然后,建立N相冗余逆变器的可靠性函数,并给出高可靠冗余结构中并联支路数和备用支路数量的确定方法。最后,以三相永磁电机逆变器为例,通过仿真和实验验证边界条件函数的准确性。

高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓控制技术研究

研究目的:为分析基底围岩劣化作用下泥岩隧道仰拱底鼓变形的控制效果,运用数值模拟的研究方法,建立高速铁路泥岩隧道有限元模型,考虑隧道开挖条件下模拟基底围岩吸湿膨胀和软化作用,选用底板与锁脚锚杆加固的控制技术,对比分析加固前后隧周围岩的竖向位移、填充层及仰拱的变形特性。研究结论:(1)锚杆加固基底可有效控制隧底围岩隆起,对隧底隆起的控制效果膨胀阶段优于软化阶段;(2)锚杆加固前后仰拱、填充层的底鼓位移曲线均呈“钟形”对称分布;(3)仰拱、填充层中心位置处的底鼓变形最大;(4)本研究结果可为高速铁路泥岩隧道仰拱底鼓病害防治与加固提供参考依据。

基于LQR对直线倒立摆的稳摆控制研究及实现

针对倒立摆的稳摆控制问题,研究设计了一个LQR控制器。首先,考虑摆杆摆动的阻力矩,采用牛顿力学分析方法推导出直线倒立摆的数学模型,建立了其线性状态空间模型,并分析了系统的稳定性、能控性与能观性。通过采用仿真试凑确定加权矩阵Q、R,得到状态反馈增益矩阵K,完成LQR控制器的设计。之后,搭建了以开放式运动控制器为核心的倒立摆实验平台,在计算机上开发了实时人机交互程序,在运动控制器里编写了倒立摆控制算法。最后,进行了仿真与实测实验,验证了所设计的LQR控制器的有效性和可行性。

光伏多功能并网逆变器不同出力状态下无功和谐波优化方法

利用光伏多功能并网逆变器所具有的电能质量治理、谐波谐振抑制的主动优势,结合逆变器在不同出力状态下光伏发电系统的输出特性,构建光伏多功能并网逆变器不同出力状态下的无功和谐波优化方法。在所提3层优化策略中,上层优化策略以光伏并网有功功率最大化为目标函数,中层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差达到相应电能质量规定指标为目标函数,下层优化策略以电压谐波总畸变率和电压偏差最小为目标函数,并采用自适应蚁群算法进行求解。基于IEEE 33节点系统进行算例分析,结果表明:基于逆变器不同出力状态的优化方法可以有效改善电网的电能质量,较好地提升电网运行的经济性;在系统稳定运行的基础上,光伏多功能并网逆变器在不同出力状态下分阶段、分主次地治理谐波和调整电压偏差,治理效果更佳。

基于终端积分滑模的三相逆变器自适应下垂控制方法

针对并联逆变器传统下垂控制中电压电流双闭环方法的鲁棒性较差问题,提出了基于自适应鲁棒的终端积分滑模控制律的下垂控制策略。分析滑模控制的收敛速度、响应时间和抖振幅度三个指标,在终端滑模控制律中增加积分环节建立一类扩展滑模控制律。其次,针对系统参数扰动及直流源侧电压的不确定性,利用自适应鲁棒控制实现抑制扰动,将输出电压控制在参考电压的合适范围内,提高了系统的鲁棒性。最后,综合终端积分滑模控制律,根据LC型并联三相逆变器的下垂控制模型,实现逆变器输出电压的自适应鲁棒跟踪控制,有效实现孤岛模式下逆变电源并联干扰抑制。通过MATLAB/Simulink建立并联逆变器的仿真控制模型并进行电路实验,验证了本文控制器的可行性和有效性。

数字化转型对企业双重代理成本的影响研究

本文以2012—2021年沪深A股上市公司为研究对象,探讨了数字化转型对企业双重代理成本的影响。经验分析发现,数字化转型与企业双重代理成本之间存在显著的倒U型关系,即只有当数字化转型达到一定水平时,才会对公司治理产生积极影响。这突破了已有文献关于数字化转型效果的线性认知。进一步的探索性研究发现,高管货币薪酬能够平缓数字化转型与双重代理成本之间的倒U型关系且使得拐点左移,这一调节效应在国有企业中更为显著。相反,高管股权激励并未对二者关系产生任何显著影响。本文对现有数字化转型与公司治理研究形成了有益的补充,并对在数字化时代如何完善激励制度具有重要启示意义。

“引导学生主动思考”理念下物理药剂学实验教学改革探索

物理药剂学实验作为理论教学的辅助,运用所学理论知识解决药物制剂在设计和制备中遇到的实际问题,培养学生综合实验能力。通过总结物理药剂学实验安排存在的问题,基于“引导学生主动思考”的教学理念,从教学内容、教学模式和教学方法三方面进行物理药剂学实验改革探索。(1)通过删减、保留、新增实验内容,构建以“提高难溶性药物溶解度”为主线,应用物理化学的基本原理指导药物制剂制备的知识体系。(2)运用“Problem-Based Learning(PBL)+翻转课堂”教学模式,围绕“提高吲哚美辛溶解度”这一主题开展专题讨论。(3)采用线上线下相结合的教学方法激发学生学习兴趣。实践证明,此次实验教学改革,可有效提高教学质量。

鄱阳湖圩堤管涌险情分析与防治措施

为了进一步防治管涌险情,以鄱阳湖防洪圩堤为研究对象,建立了管涌预测的理论模型,运用GeoStudio2018软件对防洪圩堤进行模拟分析,设置了降雨强度、降雨类型和降雨时刻三个关键因素和四种工况,分别用Seep/W模块和Sigma/W模块对防洪圩堤进行破坏计算。结果表明,只有在固定库水位下不同降雨会出现管涌现象,管涌出现破坏的有固定库水位23 m+降雨时刻20~30 d+降雨强度0.06 m/d,管涌点位于下游坡坡脚0.2 m处;提出了反滤铺盖方案,并建立了相应的数值模拟模型。经验证,该方案符合相关规范要求。

高管薪酬结构与企业创新——基于高管风险承担视角

创新是企业获得技术优势的重要行为,有助于国家实现高水平科技自立自强,高管是企业做出创新决策的主体。以2008—2021年中国沪深A股上市公司为研究对象,对高管薪酬结构影响企业创新的效应及作用机制进行了实证检验。研究发现,随着高管薪酬结构中股权薪酬比例的提升,企业创新投入水平呈先上升后下降的倒“U”型趋势。进一步地,以激励物的Delta指数和Vega指数为度量的高管风险承担在薪酬结构影响企业创新的路径中发挥了中介作用。异质性分析表明,高管股权薪酬对企业创新的正向激励效果仅显著存在于非国有企业和位于高市场化程度地区的企业当中。因此,企业要制定合理的薪酬结构,适当提高股权薪酬占比,并注重改善激励环境提升高管的风险承担能力,为企业创新创造良好的内外部环境。

晶闸管强迫换流虚拟仿真实验建模与分析

针对120°导电型逆变器中晶闸管的强迫换流过程复杂,传统硬件实验无法完成测试的现状,研究了晶闸管强迫换流虚拟仿真实验的建模方法。该方法利用Simulink工具箱搭建晶闸管三相桥式串联二极管式电流型逆变器实验模型,仿真分析了交流电动机反电动势和漏阻抗对换流过程产生的影响、换流二极管的临界导通条件和换流电容的充放电过程,测试了反电动势负载条件下三相全桥电流型逆变器的谐波影响。仿真结果表明,该模型能够直观和真实地反映逆变器中晶闸管的强迫换流过程,提供了有效的虚拟仿真实验教学资源。

农田灌溉光伏水泵系统性能测试分析

【目的】探究农田灌溉光伏水泵系统综合用能需求特性,提高该系统性能可靠性和实用性。【方法】基于高效水泵和研发的逆变器,构建了农田灌溉光伏水泵系统,结合系统装置构成与运行特点,对不同扬程运行工况下的电性能参数和扬水效率特性及水泵流量与功率特性等进行测试分析。【结果】在一定太阳辐射强度范围内,调速运行的水泵流量与输出频率有较好一致性;稳定运行时段的水泵流量可达到2 m^(3)·h^(-1);定扬程24.8 m下,系统最大扬水效率达12.7%,日平均扬水效率11.6%,日扬水量13.1 m^(3);当扬程降低到14.0 m时,最大扬水效率和日平均效率分别比前者低3.2%和3.6%,表明减低扬程并不一定能提高系统扬水效率,但对输出流量有影响。【结论】该农田灌溉光伏水泵系统配置稳态和动态性能良好,扬水能力可满足省水微灌和植被绿化等基本农业生产需要。

基于电流重塑的并网逆变器控制策略研究

针对传统光伏并网逆变器通常需要多个传感器采集电压与电流信号作为控制量,而电网中存在的各种谐波信号及传感器产生的误差对逆变器输出电能质量造成影响,导致逆变器输出电流谐波含量较高的问题,此处提出一种基于逆变器逆变侧电流重塑的控制策略,以逆变侧电流为系统控制信号,间接控制并网电流。首先对传统逆变器电压电流控制策略进行分析,得出逆变器控制信号之间的联系,然后利用并网电压对逆变侧电流信号进行重塑,将重塑后的电流作为逆变器控制信号,得到无电流传感器的控制方式,通过减少传感器数量降低逆变器控制信号中的谐波含量,改善输出电流的波形质量,并具有良好的动态性能。最后通过仿真分析和实验验证电流重塑的正确性和所提控制策略的可行性。

基于AT89C52的交流UPS不间断电源系统研究与设计

随着计算机技术、通信技术的不断发展,铁路、医疗、数据存储等系统的安全可靠运行就与不间断电源息息相关。为了满足需要,设计了一款交流UPS不间断电源,系统由整流电路、蓄电池、逆变电路、静态旁路等部分构成。采用AT89C52为主控芯片,利用充电器以及蓄电池为UPS提供能量,经过稳压电路为逆变电路提供稳定的电压,通过逆变电路为UPS提供稳频稳压的交流电,经过静态旁路为UPS提供不间断的供电切换。最后,对该交流UPS不间断电源系统进行了仿真测试,结果表明,设计的交流UPS不间断电源可以稳定地给负载提供交流电压,且电源工作效率高,稳定性强、体积小、输出精度高,保证了对负载的不间断供电,具有一定的现实意义。