考虑原动机调速特性的中压直流发电机组动态仿真模型

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础,建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型,阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明,该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况时转速跌落较大,且转速恢复过程需约20 s,但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1 s内使直流母线电压恢复稳定,从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型的基础上,通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律,获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知,为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

基于Creo的无人机三维布线设计

该文分析三维设计软件Creo/Cabling的线缆敷设方法,包括三维布线的流程和优势,介绍手动布线的5个基本步骤(线束创建、线轴创建、元件设置、线缆敷设和修改布线路径)。并将该方法应用到无人机的电缆布线设计。通过实际布线仿真,针对布线时各步骤需要注意的问题进行详细说明;结合电磁兼容设计的需求,对无人机电缆进行分类,提出无人机三维布线设计中需注意的几个问题,并总结无人机线缆布线的设计原则。

基于故障树的单向走丝电火花线切割机床故障诊断

为提高单向走丝电火花线切割机床使用寿命和加工效率,减少并预防故障事件的发生,提高机床的工作效率。应用故障树分析软件建立故障树模型,并进行定性、定量和蒙特卡罗仿真分析,确定单向走丝电火花线切割机床故障模式。通过定性分析得到93个最小割集,定量分析得出100件底事件结构重要度优先顺序,蒙特卡罗仿真分析得到100件底事件模式重要度优先顺序。综合得出单向走丝电火花线切割机床发生故障时优先考虑的事件,进一步分析对机床工作影响最大的底事件类型并提出解决方案或预防措施,对其他系列机床乃至其故障研究都可提供参考。

基于简化空间矢量调制的三电平整流器级联式无差拍控制策略

为解决有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)运行过程中计算强度过大与计算时间过长的问题,提出了一种基于简化空间矢量调制的三电平整流器级联式无差拍控制策略,通过构建特定扇区选出最佳电压矢量。为建立精确的系统模型,深入分析三电平整流器,构建二维离散系统数学模型,基于无差拍控制理念设计了一套功率内环与电压外环的双环控制方案,并建立Luenberger观测器对电力扰动及负载变化进行精确估测与补偿,使无功功率与有功功率快速解耦和响应。结合上述系统架构,分别建立常规、单预测、简化预测FCS-MPC模型,并证明其等效性。分析不同约束变量对电压矢量决策的影响,并构建特定选择扇区设计简化的空间矢量调制策略。实验结果表明,所提控制控制策略能够在多重约束条件下改进性能,并且在保持控制效果不变的前提下,大幅度减少计算量。

整流机组进线增设反时限过负荷保护优化研究

在整流机组进线原保护配置的基础上,提出增设反时限过负荷保护的优化方案,对反时限过负荷保护进行整定,得出不同反时限特性曲线的下限整定值,提出合理化建议,并通过不同的电流值举例验证整定曲线的合理性。

整流电路对谐波及零序电流的影响研究

谐波电流是影响配电系统安全运行的主要因素之一。然而整流电路是主要的谐波源,不同的整流结构产生的谐波电流在大小和次数上均不相同,另外由于整流电路的电流具有脉动的特点,在三相四线系统中容易产生较大的零序电流。文章就三相四线系统针对三路单相整流电路、两路整流电路、单路整流电路及三相全桥整流电路进行仿真研究,结果表明三路单相整流电路在产生谐波电流的同时,还产生很大的零序电流;而三相全桥整流电路仅产生谐波电流,并不会产生零序电流。并于实际配电系统进行测试,实际测试结果与仿真结果一致。

基于频率的开关信号断线故障诊断

为解决实际工程应用中开关触点信号回路断线失效风险,以及该类风险未进行有效识别对系统可能造成的潜在危害问题,提出一种开关量检测方法,以频率信号采集为基础,并融入断线故障检测功能。对基于测频法的开关量断线检测电路工作原理进行详细阐述,利用全桥整流电路的倍频原理及开关量输入通道的频率信号检测功能,通过具体案例的理论推导和仿真试验,验证所提方法的可行性。将所提方法与其他类型的开关量信号检测电路进行对比分析,明确了基于测频法的开关量信号断线检测方法的优势与实用性。所提方法将推动开关量断线检测功能在工业自动化和智能化控制领域的广泛应用。

民用建筑柴油发电机组系统设计分析

文章结合具体建筑项目展开分析,根据某高层建筑的柴油发电机组容量设置情况,分析了目前常用的系统主接线形式。在此基础上,针对机房设计、系统接线形式、发电机组储油量几个方面展开探讨,旨在有效阐述民用建筑柴油发电机组系统设计,为相关工程提供参考。

城市轨道交通盾构区间自由设站法平面控制测量方法研究

在城市轨道交通线路区间朝着长距离、大半径发展的背景下,随着区间长度的增加,采用洞内导线进行方位和坐标控制的方法会面临贯通误差超限等风险,为减少横向贯通误差,本文提出采用一种自由设站网方式进行隧道内坐标及方位角传递的方法,并通过与导线测量方式进行实验验证,结果表明采用自由设站法指导隧道贯通平面贯通误差相对于导线网法精度提升约50%,有效地保障了贯通精度,降低了贯通风险。

双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定

双闭环矢量控制的电压型PWM整流器的PI参数整定是一项极其重要却又十分依赖经验的工作,参考文献很少。本文应用Matlab/Simulink仿真研究了这种整流器系统的L、C参数和PI调节器参数对直流侧电压响应及交流侧谐波与功率因数的影响,提出了一套简单易行、规范化的设计和参数整定方法。并用实例说明了这种方法的具体操作过程,验证了其有效性。

柴油发电机组-脉冲负载系统运行行为仿真

柴油发电机组-整流器供电系统是重要的移动装备电源形式,可作为重要工程的备用电源,也可作为直流微电网的重要支撑电源。脉冲负载集成了大量电力电子器件,是一类功率波动明显且切换频繁的负载形式,以含大功率收发组件的数字式雷达为代表。在脉冲负载工作过程中,线路中电流与电压呈强烈非线性,系统动态过程复杂,难以运用解析方法表示柴油发电机组内部的机电过渡过程与电磁暂态。文中建立了基于Matlab/Simulink的系统模型,分析了脉冲负载在不同工作模式时,柴油发电机组输出电压与频率的瞬态和稳态指标,结果表明:该模型能够较真实地反映柴油发电机组-整流器-脉冲负载系统的运行行为。

基于PCHD模型的三相四线电压型PWM整流器无源控制

本文首先建立了三相四线电压型PWM整流器的PCHD数学模型。根据控制目标,基于PCHD模型,利用IDA-PBC设计了PWM整流器的无源控制器。由于IDA-PBC采取能量成形和注入阻尼,可使能量存储函数快速趋于期望平衡点,实现控制目的。由无源控制器确定出dq0坐标系下的开关函数是简单的代数表达式,可简化控制结构。由于无源控制器是在保证稳定的前提下,由注入阻尼的大小就可调节整流器的性能,具有易于调试和工程实现的特点。计算机仿真结果证实了基于PCHD模型三相四线电压型PWM整流器无源控制的可行性。

三相PWM整流器模型预测虚拟电压矢量控制

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)在一个控制周期内仅可输出单一的离散电压矢量,考虑到变流器拓扑可提离散电压矢量的局限性,三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器存在较大的稳态功率脉动。在分析三相PWM整流器离散预测模型的基础上,提出一种模型预测虚拟电压矢量(model predictive virtual voltagevectors,MPV3)控制方法,通过构建6个虚拟的电压矢量代替传统MPC中的8个离散电压矢量,旨在拓展系统的控制集覆盖范围。首先,根据最近三矢量原则确定构建虚拟电压矢量所需的离散电压矢量,接着以功率无差拍跟踪控制为指标在线求取各离散电压矢量作用时间。为了保证虚拟电压矢量的可实现性,构建相应的目标函数进行矢量作用时间的可行性判断和动态修正。最后,为验证所提MPV3方法的可行性和有效性,分别与传统MPC和占空比优化进行仿真和实验的对比分析,并进一步归类总结出各方法的优缺点及适用范围。

集线式水库大坝安全监测系统设计

针对水库大坝安全监测系统的智能化程度低、稳定性差、数据传输滞后、数据丢失等缺点,提出了一种集线式水库大坝安全监测系统设计。该系统的硬件部分采用LPC2368FBD和STC12C5410AD为主控制器,将渗压采集、水位采集、雨量采集、温度采集、电压采集、数据传输、数据处理、数据发布等功能集于一体。首先,通过有线或无线传输方式将监测数据传送至大坝端服务器;再通过公网或移动的APN专网将数据传送至省大坝中心数据库;最后通过后台处理对水库大坝的运行性态做出评价并将评价结果及时发送给相应的水行政主管部门,以便他们针对可能出现的灾情做提前预防。软件部分通过定时或实时发送采集命令,控制系统进行数据采集。将本系统应用于实际水库大坝安全监测中,结果表明:在测量精度、可靠性、稳定性、实时性等方面都满足了设计要求,其频率测量精度±1%,水位测量精度±0.25%,雨量测量精度±1.5%,温度测量精度±1%,电压测量精度±1%。

带四线制整流桥负载同步发电机的等效电路模型与小信号模型

带四线制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,并在假定交、直轴超瞬态电抗相等的基础上,建立了同步发电机的等效电路模型,通过在稳态运行点线性化处理得到了等效发电机的小信号模型。文中还给出了稳态等效发电机的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PSCAD/EMTDC软件环境下详细模型的仿真验证了等效电路模型,也间接证明了小信号模型的正确性。文中的等效电路模型与小信号模型可分别应用于此类系统的性能分析与小扰动稳定性研究。

三桥臂4线制PWM整流器控制策略研究

为实现三桥臂构成的4线制PWM整流器三相输入电流的平衡、正弦,以及直流母线两组电容电压的平衡,提出了一种基于三相静止坐标系下的三相输入电流独立控制策略,指出了电流控制器设计中要注意的问题,并分析了直流母线两组电容电压不平衡的原因,提出了一种简单的抑制方法。实验结果表明所采用的控制策略是有效的。

三相电压型整流器反馈线性化解耦系统的PI控制器参数整定

根据三相电压型整流器在dq坐标系下的数学模型,应用非线性微分几何理论中的状态反馈线性化方法,采用直接电流控制策略,设计了基于PI控制器的闭环控制系统。该控制系统能将有功功率和无功功率解耦,并可以对PI控制器参数进行有效的整定。仿真结果表明所提出的控制策略是可行的。

三相四线PWM整流器的一种新型零静差控制策略研究

针对400Hz三相四线PWM整流器的特点,应用新型的虚拟正交变换方法设计了一种新型的控制策略,以实现输入电流零静差控制和各相独立控制。本文重点分析了该控制器的数学模型和系统控制框图,并通过调节PWM调制波的直流偏置来实现输出串联电容的均压控制;同时,通过对传统的SPWM技术加以改进,从而减小中线电流的纹波;最后,通过仿真和实验验证了该控制策略的可行性。该控制策略具有设计简单、易模块化的特点。

三相四线系统中三相电压型PWM整流器控制策略

对三相四线系统中三相电压型PWM整流器的电压定向控制算法进行了全面分析,给出了新的数学模型、基本方程和控制框图,并对电压平衡控制和脉宽调制策略两个关键问题做了重点说明。为验证算法的正确性与可行性,搭建了基于Matlab7.1的仿真模型对系统进行全面仿真。结果表明,该控制策略性能可靠,计算简洁,具有较高的工程应用价值。

有机分子电子器件的研究进展

随着传统硅基电子器件的发展日趋受限,以原子和分子作为电子元器件的研究受到了越来越多的重视。概述了分子电子器件的概念和基本原理,详细介绍了分子导线、分子二极管、分子开关、分子存储器件和分子场效应晶体管的工作原理及最近的研究进展。具有π-共轭结构的有机分子体系是构造分子导线的理想单元;分子结的电子结构不对称性是分子具有整流特性的根本原因;轮烷和索烃是构造分子开关的理想单元之一;分子场效应晶体管的工作原理是量子隧穿,主要是金属-绝缘体-金属间的隧穿效应。最后阐述了目前分子电子器件研究中存在的主要问题。