应用于车载充电机的三相四线制差共模集成电感——一种带“准十字”差模磁支路的差共模集成电感

随着环保、节能意识不断深入人心,对新能源电动汽车及其车载充电机的要求越来越高。磁性元件作为车载充电机中一类重要的元器件,也相应获得越来越广泛的关注与研究。针对车载充电机抗电磁干扰滤波电路中三相四线制差共模电感的集成进行理论分析和研究。基于电源应用背景、差共模电感集成原理及业界和学术界已有集成方案的对比分析,提出1种采用“准十字”差模磁支路的三相四线制差共模集成电感,通过对集成电感单体的磁场特性分析、偏磁情况下的电气性能研究及上机测试,验证了所提集成方案的有效性,可显著减小三相不平衡电流情况下差模磁支路的偏磁问题并有效帮助电源改善抗电磁干扰性能。

三相三线三电平有源滤波器的优化3D-SVPWM法

三相三线有源滤波器(APF)由于没有中性线,一般不考虑零序分量,通常采用二维空间矢量调制法(2D-SVPWM),然而造成中性点电压偏移,使开关管电压应力加大。提出用三维空间矢量调制法(3D-SVPWM)对三相三线三电平有源滤波器进行调制,控制零序分量保证中点电压稳定,间接控制直流侧电容电压的平衡。通过对3D-SVPWM法开关时间进行归纳,发现开关时间只需根据参考矢量所在的相位划分成12个扇区进行计算。因此可以去除子扇区的划分,简化了3D-SVPWM的运算时间,同时消除子扇区划分误差。仿真与实验证明,采用所提出的优化3D-SVPWM法不但补偿谐波效果好,直流侧电容电压也较平衡。

含3/2接线的220 kV双回终端线综合重合闸整定研究

对于主网侧为3/2接线的220 kV并列运行双回终端线,其重合闸方式通常设置为单相重合闸,当线路发生相间故障时三相跳闸不重合,从而降低了终端站供电可靠性。为此,将该线路重合闸方式改造为综合重合闸,提出了终端侧检线路无压先重、系统侧中断路器维持单重、边断路器检线路无压与检同期后重的改造思路,并在此基础上,详细分析了综合重合闸改造的技术难点,最后分析了综重改造后保护动作行为,并对综重整定涉及的风险进行了梳理。实际运行结果表明,综合重合闸投入运行以来未发生与重合闸相关的不正确动作事件,有效降低了终端站停电风险。

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等、方向相反,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。

三相四线制三电平三桥臂有源滤波器中点平衡控制策略

中点平衡问题是三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器(active power filter,APF)的一个固有问题,目前在矢量调制中尚无完善的控制理论完全解决此问题。该文通过对各种电流电压状态下每个三维空间矢量对直流中点电位的影响进行分析,提出了"中点控制度"(neutral-point control grades,NPCG)的概念,并给出了NPCG的计算公式;基于NPCG,在α-β-0坐标系下提出一种基于坐标平移原理的新型"三维矢量优化选择调制策略"(optimized3D space vector modulation,O3DSVM),该调制策略能优化选择NPCG值较高的矢量以合成目标矢量,从而达到最大程度控制直流中点电位偏移的目的。仿真分析验证了中点控制度理论及O3DSVM调制策略的正确性和可行性,采用该策略的APF不但中点电位得到了有效控制,且补偿效果良好。

三相四线制系统下电流谐波和无功功率的检测与补偿

本文提出了一种三相四线制系统下电流谐波和无功功率的补偿方法,给出了αβο坐标系下广义瞬时 电流的定义,分析了瞬时无功功率在三相四线制系统下的物理意义,并给出了该系统下谐波电流和无功功率补 偿电路,基于此电路的仿真结果表明该补偿方法能有效消除电流谐波及无功功率。

新型三维空间矢量脉宽调制在三相四线系统中的应用

提出了一种应用于三相四线系统的三维空间矢量脉宽调制 (3DSVPWM)方法。介绍了三维空间中电压矢量的分布以及空间矢量脉宽调制的实现方法。与以往基于二维算法的空间矢量脉宽调制不同 ,在三维空间矢量调制中 ,有 8个不同的空间电压矢量对应于 8组开关模式 ;零矢量的作用也不再局限于减小开关损耗、优化开关序列 ,还可以用来补偿中线电流。这种新型的空间矢量脉宽调制方法被用在三相四线系统中的并联电能质量补偿设备中 ,用来控制一个三桥臂逆变器 ,实现对电流谐波和中线电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果 ,并与传统滞环控制方法的实验结果进行了比较 ,验证了该方法的正确性 。

双开关三相四线PFC电路的研究

提出了一种双开关三相四线功率因数校正拓扑电路,该电路能够提高电力电子装置的功率因数,减少装置对电网的谐波污染,满足或者接近相关的谐波标准;降低三相PFC的复杂性,降低制造成本,达到实用化的要求。本文叙述了该电路拓扑的工作原理和控制方法,最后给出了实验结果,验证该电路的正确性。

三相四线制三电平变换器新型三维矢量调制策略

中点不平衡问题是三相四线制三电平三桥臂变换器控制的难点问题,详细分析该拓扑变换器直流中点偏移的内在影响因素,提出中点平衡因子的概念,并导出中点平衡因子的计算公式。基于中点平衡因子,在a-b-c正交坐标系下提出一种新型三维调制策略,其可将多种复杂情况统一成3种基本类型,大大简化了因解决中点平衡问题带来的三维调制策略复杂性大幅增加的难题,为调制策略的数字化实现提供了便利。仿真分析和实验结果证实了新型三维调制策略的正确性及其对中点控制的有效性。

三相四线制二极管整流桥的动态平均值模型

根据三相四线制发电机整流桥系统的等效电路,应用状态空间平均法推导了四线制二极管整流桥在连续导通模式下的动态平均值模型,给出了换相角的解析表达式。分别应用整流桥的开关模型在Matlab/Simulink软件环境中对平均值模型进行了仿真验证,并应用发电机三相四线制二极管整流桥负载系统对平均值模型进行了实验验证。仿真与实验结果表明,文中的平均值模型能够描述整流桥的主要稳态和瞬态特征,相应直流电压的误差较小,从而验证了模型的有效性。文中给出的平均值模型可以用于此类发电机(变压器)整流桥系统的建模、阻抗特性分析及小扰动下稳定性分析。

不平衡负载下车载三相四线双向充电器中线桥臂控制与软启动设计

针对汽车向用户供电(V2H)时,由于负载不平衡引起的母线电压振荡、电流不平衡等问题,设计适用于工作在V2H模式下的车载三相四线双向充电器。采用分裂电容并结合中线桥臂作为负载不平衡时中线电流的回路,以抑制因负载不平衡引起的分裂电容两端电压振荡问题。首先分析不平衡负载下分裂电容两端电压振荡的根本原因,给出不同的不平衡负载下分裂电容容值的选择依据,并通过仿真验证了理论分析的正确性。在此基础上,结合中线桥臂与拓扑电路的等效模型,提出与其他三相完全解耦的中线控制方法,保证了不平衡负载下分裂电容端电压及三相输出电压的稳定。同时给出在V2H模式下系统启动过程中的隐患,提出通过调节PWM死区时间的方法实现了系统软启动,进一步提高系统的可靠性。最终采用双有源桥与三相四线逆变器级联完成了10kW的V2H样机,不平衡负载由切换纯电阻负载模拟完成,实验数据与仿真值匹配,验证了所提方案的有效性。

带三相四线制二极管整流桥负载的同步发电机的等效电路模型

带三相四线制二极管整流桥负载的发电机始终处于非对称运行状态。为了进行系统性能的解析分析,将发电机的d、q轴变量分解为低频和高频分量分别处理,忽略了转子回路对高频电流的电阻及阻尼绕组对低频分量的作用,假定交、直轴超瞬态电抗相等,建立了同步发电机的等效电路模型,并给出了稳态时等效发电机的Park方程、相量图及稳态量的计算方法。分别通过发电机整流桥硬件系统的试验及在EMTDC软件环境下详细模型的仿真对等效电路模型进行了验证,结果证明了其正确性。所给出的等效电路模型可应用于此类系统的性能分析与小扰动稳定性研究。

有功功率测量误差分析

用对称分量分析了三序功率与三相功率间的关系,得出三相功率是同一相序的电压与电流的对称分量函数;三相电路平衡时,用两瓦法能正确测量三相三线电路功率,当三相四线电路不平衡时,用两瓦法测量功率存在误差。

三相四线并联型有源电力滤波器的MATLAB/SIMULINK仿真

有源电力滤波器的数学模型是分析和研究有源电力滤波器的基础,同时数学模型还为计算机仿真提供了理论依据。本文以带电容中点的三相PWM变换器为研究对象,对并联型电力有源滤波器建立了数学模型,在此基础上,对整个系统控制策略进行了详细地研究,提出了在d-q-0坐标下的直接电流控制方法,并通过仿真证明了该数学模型的正确性和控制策略的有效性。

三相五线制交流供电系统多重保护装置设计

针对实际工程需要提出了一种用于三相五线制供电系统的多重保护装置。介绍各保护电路的工作原理及应用,详细说明了线路设计及工作过程。实际使用表明,该保护系统具有保护功能齐全,可靠性好、设计简洁、造价低廉等优点。

电度表错误接线分析及电量更正

通过实例 ,分析总结了电度表正转时可能出现的错误接线方式 。

三相四线系统并联电能质量补偿器的新型控制方法

控制技术是应用逆变器在配电网实现电能质量补偿的关键。提出一种基于参考电压矢量平移的新型三维空间矢量调制方法,用来控制三电平三桥臂中点引出式逆变器,实现三相四线系统中的并联电能质量补偿。与三相三线系统中的两维空间矢量调制不同,这种新型三维空间矢量调制方法基于α-β-0变换,利用零序分量补偿中线电流。所提出的控制方法用在三相四线系统中的并联电能质量补偿器中,Matlab下的仿真结果表明这一控制方法可以使并联补偿器同时完成抑制谐波、补偿无功和中线电流的综合功能。通过与三维α-β-0滞环控制方法补偿效果的比较,证明三维空间矢量控制方法可以在较低的开关频率下达到更好的补偿效果。

基于正序与离散辛普生积分均值公式的三相瞬时谐波检测算法

在三相三线制中,三相谐波瞬时无功功率理论ip-iq运算变换的正序有功电流i+p和无功电流i+q只含3k(k为整数)次谐波.根据这一特征,设计应用离散辛普生积分公式计算均值的算法提取正序基波电流直流分量,通过反变换得到正序基波电流分量,再从该电流分量重构得到电流谐波分量.该算法可以减少谐波检测过程的计算量,易于实现数字运算.理论分析和MATLAB仿真表明,应用该算法的信号检测有较快的动态响应特性,能实现对三相电路谐波电流的检测.

三相四桥臂并联型APF无差拍控制策略的研究

以四桥臂并联型有源电力滤波器为研究对象,对三相四线制系统的谐波检测方法和有源电力滤波器的控制策略分别进行了系统的研究。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法来计算谐波电流指令值。详细阐述了无差拍控制的原理,对无差拍控制模型进行了理论推导,对系统实现步骤和谐波电流预测进行了研究。实验论证了该无差拍系统的可行性,总结了无差拍控制应用的优点和问题。

配电侧静止无功补偿装置在平衡三相系统方面的研究

介绍了三相四线制系统中配电侧静止无功补偿装置（STATCOM）．详细分析了其结构以及其所采用的瞬时无功功率理论，给出了系统的基本补偿原理，主电路及控制电路结构，搭建了实验模型，并在该模型的基础上进行了仿真．结果表明，该装置在平衡三相系统电流与消除中线电流方面具有良好的特性．