风电变流器DC-Link电容器准在线状态监测方法

DC-Link电容是风电变流器中最核心但又最易失效的元件之一,对其进行状态监测可有效提高系统运行的可靠性。该文提出一种风电变流器DC-Link电容器准在线状态监测方法。首先,利用预充电阶段的交流电流重构DC-Link电容器的直流充电电流;采用二阶指数函数对电容器在预充电阶段的电压和电流波形进行精确拟合;取拟合函数的参数作为特征值,将实测的电容器状态参数(C和RESR)作为特征值对应的输出,并通过实验获得的样本数据,构建特征值与其输出的映射关系;最后利用多输出最小二乘支持向量回归算法对数据集合进行学习训练,建立特征值与电容器状态参数的回归模型。该方法无需增加额外传感器和改变变流器控制算法。实验结果验证了本方法的有效性。

新型并联谐振直流环节软开关逆变器改进调制策略

针对新型并联谐振直流环节软开关逆变器的辅助电路运行过程中电流应力高、导通损耗大的问题,提出一种基于不连续的脉冲宽度调制且采用斜率正负交替锯齿载波的改进调制策略。与原调制策略相比,首先,该文所提调制策略在保留辅助电路动作频率最小化优点的基础上,不仅实现了全部开关管的软开关,而且将第二辅助开关管的电流应力降为谐振电流峰值。然后,通过合理的参数设计,进一步降低辅助电路电流应力,从而减少辅助电路损耗。然后,根据所提调制策略分析工作原理、对比不同文献、规划参数设计、进行损耗分析。最后,使用SiC MOSFET制作一台5 kW/40 kHz通用样机,通过实验验证所提调制策略对原拓扑效率提升与电流应力降低的有效性。

柔性直流输电用干式直流电容器工况验证试验回路研制

干式直流电容器作为柔性直流输电换流阀的核心组件,尚未开展阀组级工况试验验证。通过对目前实验室条件下换流阀组件运行情况的调研,确定采用被试阀段与陪试阀段对拖运行的拓扑,以满足验证试验回路构建的要求。通过仿真分析和系统试验,证明在满足经济性和实用性要求下,正常工作时回路各阀段至少需要5个子模块串联。考虑到该试验回路需要针对不同型号规格的电容器开展运行试验,叠层母排采用了特殊的设计,方便参数测量和电容器更换。

考虑作业环节完整性的企业车站进路选择优化

传统企业车站进路选择优化问题,即当多项作业出现在同一时空,以行车作业优先,调车作业在冲突节点前停车等待至行车作业驶离冲突节点再继续作业。现实生产过程中易造成调车作业长时间停滞等待,导致调车作业无法准时到达目标地点,破坏了调车作业环节的完整性,损害了企业车站的利益。基于企业车站行车作业与调车作业并存且调车作业数量要远大于行车作业的特点,同时考虑调车作业环节完整性,将调车作业设定一个能充分完成作业的时间标准值,并动态实时更新作业过程中节点占用时间,以判断进路冲突并进行疏解,建立以调车作业时间成本、行车作业时间成本最小的多目标进路选择优化模型。为加快遗传算法的搜索效率,结合K短路算法特点改进了遗传算法,并且以进路为基本单元针对性地设计了个体编码方案、交叉变异策略,求解该模型。最后,以具有代表性的某企业车站为例进行了验证。研究结果表明:考虑作业环节完整性的进路选择优化模型得到的进路选择方案能够有效地避免作业冲突,并且能够依据作业的优先级为车站作业选择合理的进路,快速有效地得出满意的作业方案,满足车站工作的需求。与传统进路选择方案相比,总的作业时间降低了23.26%。研究成果对该企业车站进路选择具有一定的参考价值。

一种新型智能电容传感器设计

文章旨在改进传统电容式接近传感器抗干扰能力差,误触发频繁的问题。在充分调研国内外传感器的发展现状及应用市场基础上,新型智能电容传感器的硬件重新设计了振荡电路、单片机控制电路和IO-LINK驱动电路,软件使用了自适应的投票算法和自动示教功能。新型智能电容传感器在安装方式上支持三芯电缆的IO-LINK模式,可实现简单快速对传感器的过程数据进行扩展诊断,提升现阶段电容传感器的智能化水平,同时为同类新型产品的研发提供有效的解决方案。

基于SOP拓扑结构的配电网系统故障定位方法

针对传统配电网系统中故障定位方法存在故障定位信息回馈速度较慢的问题,研究了基于SOP拓扑结构的改进配电网系统,减少了系统因自身原因导致的故障。基于数据型乘法器加强了系统全局的故障检出定位的能力,同时增强硬件的抗干扰能力。研究基于MTG定位算法,可以通过对于故障产生原因权重的判断,提高对于定位的精确度。通过仿真试验表明,所设计的硬件抗干扰电路在干扰数据量为10G时抗干扰率能达到97.25%,具有很好的抗干扰能力。

基于Camera link的图像采集系统

介绍了一种基于FPGA和Camera link协议的图像采集系统设计方案。设计中将接口信号和图像数据转换为低压差分信号(LVDS)进行传输,提高了信号的精度和传输距离。阐述了具体的硬件接口电路设计以及接口信号程序设计,并给出了实验结果。

J-Link仿真器程序无法下载问题的硬件电路解析

J-link仿真器是SEGGER公司推出的支持ARM内核芯片的通用JTAG仿真器。在IAR EWARM集成开发环境下用J-Link仿真器进行程序下载,经常出现下载失败现象,对此进行研究分析,发现主要是两类问题:驱动安装问题和J-link仿真器接线问题。以飞思卡尔公司的32位单片机MK60N512VMD100(简称K60)为例,针对系统版供电问题,文中介绍和分析了通过JTAG进行程序下载的过程、接口电路以及J-Link仿真器的接线问题,从而提出了一个快速解决系统版供电问题的办法,便于嵌入式系统的应用。

针对高速灰度相机的Camera Link接口电路设计研究

笔者研究Camera Link接口电路设计,为相机与高速数据采集系统之间的数据通信奠定了技术基础。笔者概括了Camera Link接口的优越性,阐述了Camera Link接口技术原理,依据其协议结构和Camera Link摄像机的基本配置,针对高速灰度相机型号,选择相应通信接口芯片进行电路设计。其中,Camera Link接口设计电路由异步串行通信电路、相机控制电路、图像数据接收电路三个部分组成。

三电平Buck-Boost变流器直流电容与IGBT开路故障非侵入式监测方法

三电平Buck-Boost变流器具有双向馈能和能量传输高效的特点。针对直流电容器容值衰退和IGBT开路故障两种典型失效模式,提出了一种利用变流器自身传感器同时对直流电容容值衰退和IGBT开路故障非侵入式在线监测的方法。首先,分析了三电平Buck-Boost变流器开关运行模态及其切换顺序。然后,采用特定开关模态消除直流电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)影响,分别推导了子模块电容的容值特征解析表达式。最后,利用每个开关周期计算出的等效容值特征检测和定位IGBT开路故障。仿真和实验结果表明:利用开关模态容值特征能够同时监测三电平Buck-Boost变流器直流电容状态和IGBT开路故障,平均容值监测误差小于1%且可以消除ESR的影响,利用容值特征畸变能够在2~3个开关周期内检测出IGBT开路故障。

结构简单的并联谐振直流环节型逆变器及其调制策略研究

针对一种新型并联谐振直流环节逆变器的辅助换流电路存在的电流应力高、导通损耗大、元器件数目多等问题,该文提出一种优化改进调制策略,其由3部分组成:基于1型不连续的脉冲宽度调制策略,且以斜率正负交替的锯齿波作为载波,在此二者基础上施用分流死区。在所提调制策略下可以对原拓扑的辅助换流电路进行化简,减少一组谐振电路,以降低硬件成本。与原调制策略相比,所提调制策略在不改变辅助换流电路动作频率的前提下,不仅可以实现所有开关器件的软开关动作,而且可以避免辅助换流电路工作过程中产生的谐振电流与负载电流的叠加,从而有效降低辅助换流电路的导通损耗及其内部开关器件的电流应力。文中对所提调制策略的原理进行详细叙述,由此推导简化拓扑的工作模式,并分析其电压/电流应力、元器件数目、参数设计等特性,最后通过一台通用实验样机(SiC MOSFET,5kW/40kHz),对比于原拓扑及原调制策略,以验证所提理论的有效性。

计算轨道电路的有限元准对角线矩阵法

基于轨道电路链型电路等效模型提出了一种新的轨道电路计算方法——有限元准对角线矩阵法，给出了其计算公式。采用该计算方法对城市轨道交通数字编码式音频轨道电路进行了仿真计算。

整流站与逆变站临近的多直流系统短路比分析

为了给出多异端短路比的变化规律,本文基于CIGRE模型建立了两异端直流输电模型,在此基础上深入研究了整流站与逆变站临近的多直流落点系统短路比RNISCR(short circuit ratio of rectifier station near the inverter station system with multiple HVDC links)指标,并讨论了直流输送功率及电气距离对它的影响。该短路比指标是以往仅考虑受端的多馈入短路比的扩展。最后,PSCAD软件对两异端直流输电模型的仿真结果验证了该指标的有效性和准确性。

基于DSP的高频链逆变电源的设计

简要地介绍了逆变电源采用高频链逆变技术的发展和优势,分析了DC/DC型高频链逆变主电路的拓扑结构和工作原理,提出了基于56F801的控制方法,进行了主电路和控制方案的设计。实验结果表明:此逆变器电路输出外特性平直,体积小,成本低,具有良好的应用前景。

铁路信号计算机联锁系统的研究与设计

本文介绍了适用于企业自备铁路的计算机联锁系统的控制需求与设计方案，重点阐述了故障──安全原理在铁路信号系统中的应用与实现。

基于窗口式流量和拥塞控制的分析

流量和拥塞控制的目的是限制网络中分组传输的平均时延和缓冲区溢出,并公平地处理各Session。基本的流量和拥塞控制的方法有两种。一是窗口式流量和拥塞控制,二是输入速率控制。主要阐述第一种方法,包括端到端的窗口流控、虚电路中的逐跳流控、ARPANET中的流控、SNA网中的流控以及PARIS网络中的流控等。在这些方式中,根据网络的拥塞情况,统一窗口拥塞控制、动态地调整窗口的大小。

解决通信电路基本实验与课程设计跨度过大的探索

教学计划中各实践环节的设置受限于占总学分的权重,学时数有限,这样,各实践环节之间难免出现跨度过大、契合度不够等问题,致使实践教学达不到预期的效果。通过探索与实践,提出了"在两实践环节之间增设一个或几个可调控的实践小环节"的方法,使学生的实践活动由浅入深、由易至难,循序渐进。这种"小环节",学生乐意接受、参与度高,教学成效显著。

一种新型开关磁阻电机软开关功率电路

针对开关磁阻电机调速系统的开关器件在工作过程中,会产生大的电磁干扰和大的功率损耗问题,提出了一种基于新型电容分压并联谐振直流环的功率变换电路拓扑。该电路是在传统的硬开关不对称逆变桥的各开关器件上并联缓冲电容,实现对相开关的零电压关断;同时,在直流母线上加入一个由二个电感与一个电容为主要组成元件的谐振环,通过对此谐振环中谐振开关的合理控制,即可实现对相开关的零电压开通及对谐振开关的零电流或零电压软通断。通过对功率电路工作原理和动作模式过程的分析,得出需满足的软开关条件。具有此谐振环的软开关变换器,有效区间大、功率损耗小,因而提高了开关磁阻电机调速系统的效率和性能。用Matlab仿真实验验证了此电路的正确性与有效性。

图像不变矩的轮廓链快速算法

提出一种将矩定义式中的二维积分简化为一维线积分的方法 ,得到区域原点矩及不变矩的轮廓链表示式 ,从而大大减少了区域不变矩特征的计算量 .根据轮廓链表达式的符号还可判别其绕行方向 ,进而将区域的外边缘与内孔洞区分出来 ;推论所得到的面积轮廓链表示式还能有效地滤除掉场景中的噪声区域 .实验表明这种方法得到的不变矩和按照矩定义式直接计算的结果相近 ,同样具有旋转、比例。

链式STATCOM高压阀的周期触发和熄灭试验

提出的链式静止同步补偿器(STATCOM)阀周期触发和熄灭试验方法对于装置的工程化具有重要意义,既检验了阀的基本性能,又可以发现工程设计中的缺陷。结合上海西郊变电站±50Mvar链式STATCOM科技示范工程,根据PACAD仿真结果分析了阀在吸收无功和发出无功2种工况下的电压、电流应力。在此基础上,提出了阀周期触发和熄灭试验的试验方法及其试验电路,详细分析了电路的基本工作原理,建立了相应的数学模型,并利用PSCAD仿真软件加以验证。最后给出了试验结果,验证了试验方法的正确性。