深海无人航行器双向无线充电系统的涡流损耗分析与效率优化

无线电能传输(WPT)技术在深海无人航行器(AUUS)领域中应用逐渐广泛,相比于空气介质的无线充电而言,海水介质中无线充电产生的涡流损耗严重降低了能量传输效率。该文提出一种采用一次侧和二次侧移相策略的双边LCC水下WPT系统,降低海水介质中的涡流损耗,提高系统效率。通过研究两线圈电流相位差对海水介质的涡流损耗的影响,建立合成感生电场模型,计算合成感生电场的分布和涡流损耗。在其他条件不变时,增大两线圈电流的相位差,会使线圈间各点处的合成感生电场幅值下降,使涡流损耗在总损耗的占比中下降,提高能量传输效率。通过对比在空气介质和海水介质中的损耗与线圈间电流相位差之间的关系,可以得到海水介质中无线充电时的最大效率点的电流相位差。相比于空气介质而言,在海水介质中无线充电的最大效率点处,线圈间的电流相位差增大。在深海双向双边LCC无线充电系统中,仅需增大两侧逆变电压相位差,即可增大线圈间电流相位差,进而提高系统效率。实验中搭建了200 V/3.5 kW级水下无线充电样机,通过增大两侧逆变器之间相位差,实现了91.5%的最大效率传输,比不采用移相策略时的效率提升了0.8%,证实了理论分析结果的正确性与可行性。

发电机接地系统参数试验方法现场应用

定子绕组对地电容参数是各种接地装置设计的基础,接地装置是否满足要求需通过试验进行验证。小容量发电机电容电流较小,接地装置参数均通过定子绕组对地集中电容进行设计,几乎均未做试验验证。对于大中型水轮发电机,电容电流较大,实测集中电容与分布等效电容相比误差达17%以上,若不通过试验验证,则可能因接地装置参数设计不当引起安全事故。本文提出发电机中性点不对称电压、位移电压、单相接地最大电容电流、单相接地最大故障电流四种参数的试验方法。在发电机中性点接入接地装置前后,通过模拟故障开展发电机中性点接地系统参数试验,确定发电机中性点接地方式及接地装置参数是否满足工程要求。该试验方法已在多个大中型水轮发电机和个别汽轮发电机进行验证,用该方法测试参数设计的接地装置运行稳定可靠。

基于功率优化调节电路的互感器取电输出功率最大化方法

基于电流互感器的能量采集器可为大功率线路(如架空线)附近的设备供能,但其存在小电流条件下输出功率较低、大电流条件下易饱和的问题。提出一种采用有源桥同步整流控制策略的功率优化调节电路,其中CT1工作在能量采集模式,可在合适的整流导通角下实现阻抗匹配;CT2工作在电流测量模式,可实现同步整流。通过实验验证表明,所提方法的能量采集效率接近传统副边并联匹配电容方法的效率,当电力线路线电流为20 A时,输出功率为760 mW。

电流互感器中性线电阻增大对线路差动保护的影响

针对电流互感器(TA)中性线电阻增大导致线路差动保护误动的情况,进一步分析了此类误动产生的原理和机理。TA中性线电阻大于一定数值时,故障相二次回路电流在中性线上产生的电压降会使非故障相TA在二次侧出现类似励磁涌流的效应,从而产生波形偏向一侧的异常电流,其本质原因是TA磁链的累积。此外,通过改变二次回路方程的参数研究了中性线电阻大小、非周期分量大小、剩磁水平,以及TA容量对异常电流幅值的影响。在研究、归纳了此类误动的各种特征后,提出将三相最大电流引入制动判据中,结合该相二次谐波基波比,识别TA中性线异常后短时闭锁分相差动保护的动作逻辑。经仿真与录波图回放验证了所提保护方案的正确性和有效性。

超声波电源智能频率跟踪系统应用研究

传统超声加工电源不具备多频率段自动跟踪的特点,其在工作过程中存在频率跟踪精度过低的现象,而且传统超声波电源的结构决定其输出频率特性单一,无法驱动不同频率特性的超声波换能器。对此采用搜索电流最大值技术与基于数字信号处理器(DSP)TMS320F2812的软件锁相技术结合的复合频率跟踪策略,以直接数字式频率合成(DDS)芯片作为输出频率源,实现自动查找换能器谐振频率及频率自动跟踪的功能,依据超声波换能器的反馈信息同步调节功率和阻抗匹配网络,动态响应不同特性的超声波换能器,维持恒振幅输出。给出具体实现方法,通过实验验证该方法的可行性和有效性。

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。

两相混合式同步电动机的最大转矩/电流控制

在分析了两相混合式同步电动机数学模型的基础上提出了最大转矩/电流的控制策略,充分利用了定子绕组的电流。同时提出一种基于H桥驱动的两相混合式同步电动机电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制策略。最后,对两相混合式同步电动机的双闭环控制系统进行了仿真和实验,给出了仿真和实验结果。

全光纤电流互感器中光纤λ/4波片容差分析

根据0.2级的全光纤电流互感器系统测量精度要求,在方波和正弦波两种常用的调制解调模式下,文中分析了光纤λ/4波片制作或应用中容许的误差范围。发现最大熔接角允许误差与最大相位延迟允许误差近似成二次曲线的关系。在方波和正弦波调制模式下,当相位延迟误差或熔接角度误差为零时,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别为1.816°和1.806°;3.637°和3.618°;在方波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流i的增大而增大,其变化率较小,分别为1.32×10-6(o/A)、2.54×10-6 o/A;而在正弦波调制模式下,光纤λ/4波片的最大熔接角允许误差和最大相位延迟允许误差分别随传感电流的增大而减小,其变化率较小,分别-4×10-6(o/A)、-7.6×10-6(o/A).

三电平DSTATCOM不平衡控制策略研究

在电网电压不平衡状态下,针对三相桥式三电平DSTATCOM在不平衡状态下生存能力差的问题,提出了一种最大相电流最小化优化控制策略,并在电网电压不平衡以及负载不对称的情况下对上述控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明,基于序分解的电流最大相优化控制不平衡控制策略取得了良好的补偿效果,有效抑制了电网电压的不平衡。

一种基于偏差最大相校正的电力有源滤波器

给出了一种基于偏差最大相校正的电力有源滤波器的实现方法。根据检测部分生成的指令电流控制变流器的模式,产生相应的跟随电流。通过偏差最大相校正的滞环比较PWM方法,在对变流器各种工作状态分析的基础上,提出了主电路的控制策略、随机PWM的产生方法及对直流侧电压的要求。仿真结果表明,该方法可准确地跟踪指令电流,原理清晰,控制简单,可实现动态补偿。

基于Mallat算法的小电流单相接地故障选线研究

提出一种利用小波分析中的Mallat分解算法对小电流系统故障线路进行诊断的方法.当小电流接地系统发生单相接地故障的时候,提取的暂态零序电流经过Mallat算法分解,通过模极大值理论有效的判断出故障线路.

变压器在民用住宅项目中实际运行负载率分析

住宅建筑电气经过30年高速发展,基本做到了系统标准化,也跟上了地产行业高周转的步伐。多年来作者在工作中常接到甲方反馈变压器的最高运行负载率较低,终有机会通过蓝光集团嘉宝物业管理公司(在管项目1000余个,面积超14000万m^2)取得了大量变压器运行数据,因此选取几个项目(成都地区)进行简单分析。选取入住时间较长,入住率较高,成都三环内2个楼盘(豪宅项目、刚需项目)2019年1月和8月的变压器实际运行负载率数据(均取每个记录时间点单相最大值、每天内单相最大值)进行分析。

三相四线制系统中计及零序电流特性的分布式电源逆变器有功和无功功率控制

分布式电源逆变器广泛应用于三相四线制系统,在发生接地故障时,逆变器应该实现低电压穿越的要求,另外,四线制系统下的故障零序特性不能忽略。提出一种能够同时实现以上两个目标的控制策略。基于对分布式电源逆变器控制和并网系统的故障零序电流特性分析,将逆变器的故障电流控制在最大限值内,并通过注入正负序电流消除对零序电流特性曲线产生的不利影响。最后通过实际工程算例分析,验证了所提控制策略的正确性和可行性。

线圈电流零相位分断下交流接触器电寿命预测

交流接触器电寿命受多种因素影响,其线圈控制方式是主要影响因素之一。线圈电流零相位分断方式是控制交流接触器分断的常见方式之一,其分断方式会严重影响交流接触器电寿命。首先,分析了线圈电流零相位分断方式下交流接触器动作特点,发现其三相触头磨损不均匀,某相触头磨损最大;其次,提出利用交流接触器首熄弧相的分布均匀度来判别触头磨损最大相的方法,并根据触头磨损最大相最先失效理论建立了交流接触器电寿命预测模型;最后,采用交流固态继电器对线圈进行控制并进行交流接触器电寿命试验,通过对试验数据进行分析,验证了文中建立寿命预测模型的有效性。

基于相电流突变量固有模态能量的选线新方法

针对传统零序电流能量选线方法在小电流接地系统的混合线路应用中选线效果不佳的问题,提出一种基于相电流突变量固有模态能量的选线方法。该方法以每条线路各相电流突变量为特征向量,计算其固有模态能量及每条线路模态能量极大值,最大模态能量极大值所对应的线路即是故障线路。仿真结果表明,与利用零序电流能量选线法相比,此方法选线准确度较高,受接地电阻、故障合闸角、接地位置、系统结构影响较小,更适应结构比较复杂的配电网系统选线。

变压器励磁涌流闭锁逻辑优化方案

变压器在空载合闸时会产生励磁涌流,由于空载合闸角、剩磁以及变压器结构材料和制造工艺的差异导致励磁涌流存在较大差异,可能存在低谐波比的情况,使得常规的励磁涌流判据可能无法有效闭锁差动保护。结合工程中空投变压器导致差动保护动作的案例,分析总结出特殊工况下励磁涌流的特征,在原励磁涌流逻辑基础上,提出采用"3取2"复合制动、相电流谐波判据和最大相谐波判据的综合制动逻辑,解决了工程中遇到的无法识别低谐波比励磁涌流的问题,最后通过仿真和工程实例验证了该优化方案的优越性。

多套三相永磁同步电机缺相容错电流统一计算方法

半对称与全对称是多套三相永磁同步电机常见的2种定子绕组结构。该文针对不同绕组结构的多套三相永磁同步电机不对称缺相故障,以输出转矩最大为优化目标,提出一种统一的缺相容错电流计算方法。该方法综合考虑电机相数的奇偶性及绕组结构的差异性,通过引入偶数次谐波矢量及广义零序矢量重构解耦矩阵,适用于任意多套三相永磁同步电机缺相容错电流计算。最后,通过一台9k W九相半对称永磁同步电机的缺相容错控制试验,验证计算结果的正确性。

低压网络最大短路电流IEC算法与实用算法的比较

短路电流IEC算法目前在国际上广泛运用,而国内民用建筑电气设计领域在计算低压网络最大短路电流时普遍采用实用算法。通过算法介绍、计算过程以及实际计算数据,比较了两种方法的区别,为民用建筑电气设计中低压网络短路电流计算方法的选择和应用提供参考。

最大短路电流点的选择与分析

建立任意两节点的网络模型,通过等值简化后,利用数学理论分析得出任意两节点之间(包括节点)线路发生三相短路时的最大短路电流点的位置,并以IEEE-NEWENGLAND10机39节点系统为算例,利用PSASP对系统34条支路进行仿真验证,说明结论的正确性,从而为电网规划设计,计算三相短路电流,校验断路器遮断容量及分析线路短路电流水平提供了理论依据。