基于空间馈电的高功率波束扫描螺旋透射阵列天线设计

传统的透射式空馈阵列存在功率容量低的缺点,不能直接应用于高功率微波领域。现有的高功率空馈阵列布局不够灵活,波束扫描速度较慢,不能充分发挥空馈阵列在系统集成方面的优势。提出并设计了一种新型的采用空间馈电的螺旋辐射单元,并构建了一种透射式空馈螺旋阵列天线,通过控制单个螺旋旋转可以实现二维波束扫描,在设计上更加灵活,可根据实际应用需求调整阵列布局,符合高功率微波天线紧凑化、模块化的发展趋势。仿真设计了包含324个单元的透镜阵列,数值模拟结果表明,单元反射系数S11≤-20 dB,功率容量0.35 MW,阵列口径效率0.68,可在±45°范围内扫描,最大增益下降3 dB。

无刷双馈风力发电机低电压穿越控制策略研究

针对无刷双馈风力发电系统,稳态时,采用基于空间矢量调制(Space Vector Modulation,SVM)的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)技术。在电网电压对称跌落条件下,理论分析功率绕组磁链与控制绕组电压的关系,对于故障期间控制绕组会产生较大的过电流,严重时可能损害变流器功率器件的问题,在原有的控制方案中引入前馈控制。通过将可观测的功率绕组电流进行微分运算后得到反映控制绕组反电势的直接干扰量,将其经前馈控制器引入到控制电压的参考值端,形成一种基于前馈控制的SVM-DPC复合控制。仿真结果表明,基于功率绕组电流微分前馈控制的复合控制策略可以在一定程度上抑制控制绕组过电流,能为无刷双馈风力发电机实现低电压穿越提供参考。

双馈风机故障穿越短路电流计算方法

双馈风电场故障穿越短路电流控制策略和保护电路比较复杂,导致现有短路计算过程繁琐、短路电流计算精确度不足,对当地电网的安全运行产生了较大影响。为了应对这一挑战,提出一种短路电流统一计算方法,以实现双馈风机故障穿越期间输出短路电流的精确数学解析计算。所提出的方法主要包括:1)充分考虑故障穿越期间的不同内部保护电路和控制策略,并建立全过程统一状态空间模型,故障穿越全过程包括撬棒保护阶段、去磁控制阶段和无功电流补偿阶段;2)建立基于定子电压和定子磁链的统一状态空间模型和定子输出短路电流计算方法;3)基于时频时域的拉普拉斯变换揭示了定子侧和网侧变流器的故障电流贡献机制,并将其表示为统一的短路电流表达式。大量测试结果验证了所提出方法的正确性和有效性。

稳定边界及多目标约束下自同步电压源双馈风电机组参数整定

自同步电压源双馈风电机组采用“机侧惯量传递-网侧惯性同步”的控制方法,具备自主同步并网和惯量响应的能力,目前缺乏对该控制方法并网稳定性及多目标约束下参数优化设计的研究和分析。鉴于此,建立了同时考虑自同步电压源双馈风电系统网侧变换器和转子侧变换器动态的状态空间模型,分析了在不同电网强度下惯量传递环节及致稳环节的控制参数对中高频段小扰动稳定性的影响规律,给出了考虑机组不同工作点及动态性能的控制参数多目标优化模型,并采用粒子群优化算法对控制参数进行全局优化。在PSCAD/EMTDC中构建了2 MW双馈风电机组的仿真模型,仿真结果验证了理论分析和参数设计的正确性。

双馈感应电机无速度传感器直接转矩控制方法

风电机组双馈感应发电机运行中,由于参数变化的不确定性导致其无速度传感器直接转矩控制输出值出现异常波动,为保证双馈感应电机的频率稳定性,提出一种双馈感应电机无速度传感器直接转矩控制方法。计算转子磁链同步转速和转差速度,得到发电机的转速观测值;分析转子绕组电压空间矢量,建立磁链模型并构建电磁矩阵,在矩阵中计算定子绕组和转子绕组的磁势矢量,通过二者的矢量积得到电机的电磁转矩;转速和转矩共同组成直接转矩控制系统,实现对电机的速度调节和控制。仿真分析结果表明:采用所提方法时,在双馈感应电机启动后转速迅速增加,且在1.2 s后转速始终保持为1400 r/min,可保证转子磁链的运行轨迹接近于圆形,直接转矩控制效果平稳。

一种新型有限扫描空馈相控阵天线

有限扫描单脉冲阵列是用于多目标跟踪捕获和精密测量雷达的一种相控阵天线。本文讨论了一种新型有限扫描空馈天线系统 ,详细论述了该系统的设计方法、阵面校准和测试结果。理论分析与实测结果非常吻合。

空馈相控阵天线的效率

详细地分析了空馈相控阵天线的效率并讨论了影响空馈相控阵天线效率的各种因素，提出了提高和改善效率的方法，给出了各类效率计算和实验结果，两者十分吻合。

双馈风力发电机运行控制及其空间矢量分析

以分析双馈风力发电机交流励磁的电磁本质为目标,运用空间矢量理论建立了双馈风力发电机的空间矢量模型;在此基础上,建立了变速变桨双馈风力发电机组的整机模型,给出了不同运行状态下的仿真曲线。在转子绕组自行闭合与加入转子交流励磁2种情况下,对双馈电机中定转子磁动势空间矢量的相位变化进行对比,揭示了交流励磁对于改变转子磁动势空间矢量相位的作用。研究结果表明,当双馈电机运行在亚同步状态时,通过控制交流励磁电流可以使转子磁动势空间矢量的相位超前于定子磁动势空间矢量的相位,从而使双馈电机在转速低于同步转速时也能处于发电状态。

空馈双面阵相控阵雷达工作方式设计及特点

利用空馈双面阵相控阵雷达的特点,在不增加设备基础上,通过切换开关控制双面阵分时工作,提高搜索和跟踪数据率,缩短航迹建立时间,实现了对空气动力目标和TBM兼容探测,同时给出了空气动力目标探测、TBM探测、集能探测工作方式设计方法和能量调度原则。

双馈风力发电系统机侧直接功率控制

为提高双馈风力发电系统动态响应能力,将直接功率控制(DPC)技术应用到双馈风力发电系统机侧变换器及双馈风力发电机(DFIG)控制中。根据DFIG的动态数学模型,推导和分析了DFIG转子侧交换器电压矢量对定子输出有功和无功功率变化的影响,提出了一种开关频率恒定的空间矢量脉宽调制(SVPWM)-DPC策略。该控制策略将SVPWM技术与DPC相结合,实现DFIG有功和无功功率的解耦控制与功率因数任意可调,具有良好的动、静态特性。最后,对所提方案进行仿真分析和实验验证,仿真和实验结果验证了所提方案的可行性和正确性。

串联联接双馈同步感应发电机的分析及设计特点

用综合矢量法[1]推导出串联联接双馈同步感应发电机的数学模型和等效电路,论述了这种电机的有功功率和无功功率的传递过程,分析了它的运行特性,表明了该发电机具有类似同步发电机的性质,并提出这种电机的设计特点。

基于LVPWM的风电变流器控制技术研究

变流器是双馈发电机系统的关键部分,它决定着控制系统及发电机输出电能的质量。针对以前的变流器广泛采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术的不足,提出了逻辑电压空间矢量脉宽调制(LVPWM)控制技术,并介绍了其原理。最后搭建了Matlab/Simulink仿真试验平台和基于TMS320F2812 DSP的47 kW变流器实验平台,实验结果表明,LVPWM控制技术正确且实用,并具有良好的应用前景。

绕线式异步电机双馈调速系统控制分析

将SVPWM控制技术应用到双馈电机调速控制系统,转子回路采用双PWM变换器控制,实现了绕线异步电机功率因数高、谐波污染小等高性能的调速指标。首先推导了网侧PWM变换器的数学模型,设计出基于电网电压定向的电压、电流双闭环控制策略;其次推导了绕线异步电机双馈运行时的数学模型,提出了基于定子电压定向的转速、电流双闭环转子侧PWM变换器的控制策略;最后搭建了基于英飞凌XC2785X的双馈调速系统实验平台,实验结果验证了控制策略的可行性和有效性。

矩阵变换器励磁的无刷双馈电机能量研究

矩阵变换器(MC)是一类交交变换器,没有中间直流环节,具有功率双向流动的能力。采用MC励磁的无刷双馈风力发电系统,是较理想的变速恒频发电方案,能否有效地实现系统有功功率和无功功率的解耦控制,是提高系统稳定性和实用性的关键。为此,从两相坐标系出发,研究MC的瞬时无功功率和有功功率,根据风力机最大风能捕获控制策略、无刷双馈电机的有功功率和无功功率的数学模型,提出了基于反向传播神经网的功率控制方案,应用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型。仿真结果表明,反向传播神经网功率解耦控制系统有快速的动态响应、较强的鲁棒性,能实现对整个系统的有功功率和无功功率的独立控制,从而验证了控制策略的有效性。

双馈电机交/直/交控制系统仿真分析

对比了不同的定向矢量控制方式的优缺点 ,采用定子磁链定向的矢量控制方式来控制双馈电机 .双馈电机的控制主回路采用交 /直 /交的形式 .电机的转速在一定范围内从亚同步到超同步速任意可调 .无功功率可调 ,可以为正亦可为负 .根据设计 ,进行了计算机仿真 。

自励双馈同步感应发电机的分析与单片机控制

两极自励双馈同步感应发电机可做成高速工频发电机,供单独供电系统用。本文采用综合矢量法推导出双馈发电机的电磁转矩、有功和无功功率等,表明了该发电机具有类似同步发电机的性质;提出一套保证双馈发电机恒频、恒压的微机控制系统。

并网型双馈发电机功率控制模式研究

提出了一种基于定子磁场定向的并网型双馈发电机励磁控制模型。采用空间矢量的概念,对系统耦合量的处理方式进行了详细分析。研究表明,采用上述控制方案,在实现并网型双馈发电机定子端口有功和无功功率独立控制的同时,带反电势前馈补偿的电流内环控制器,能够有效抑制电网电压的波动,并提高整个系统的动态响应性能。

方波脉冲下聚酰亚胺绝缘破坏机理研究进展

变频电机广泛应用于电力牵引以及风力发电。变频器输出的一系列方波脉冲电压有可能导致变频电机绝缘材料过早失效。方波条件下绝缘材料破坏过程、绝缘材料性能的改善成为研究热点。为此,综合国内外研究成果,从局部放电、空间电荷两个方面论述了聚酰亚胺(PI)绝缘破坏的原因,采用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察了PI薄膜破坏的微观形貌,并解释了纳米粒子对PI绝缘性能影响机理。最后从目前研究成果出发,介绍了用纳米粒子改善绝缘材料性能、优化电磁线绝缘结构等延长变频电机绝缘寿命的措施。

变频电机绝缘材料关键性能及纳米改性研究进展

本文分析了脉冲电压作用下变频电机绝缘材料的关键性能。在高频脉冲电压作用下,电机绕组匝间绝缘产生的强烈局部放电,是导致变频电机绝缘破坏的主要原因。空间电荷在介质内部的分布特性,决定了介质的老化状态。热降解过程中,分子链断裂的同时生成离子基团以及气态小分子产物,加速了材料劣化过程。最后,总结了纳米改性聚酰亚胺薄膜的研究进展。

基于空间矢量调制的无刷双馈电机直接转矩控制

针对传统直接转矩控制中采用滞环比较器对转矩和磁链进行控制,存在着转矩和磁链脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种基于空间矢量调制的无刷双馈电机直接转矩控制方法。采用转矩、磁链PI控制器代替传统直接转矩中的滞环比较器,以转矩和磁链误差作为控制量,采用空间矢量调制代替电压矢量开关表合成电压矢量,对转矩误差和磁链误差进行补偿。仿真结果表明,与传统直接转矩控制相比,基于空间矢量调制的无刷双馈电机直接转矩控制系统磁链轨迹更趋近于圆形,降低了转矩脉动,系统具有良好的动静态性能。