基于改进零脉冲插入法的永磁同步电机相电流重构策略

直流母线单电流采样永磁同步电机系统存在相电流重构盲区,导致电流采样失真,提出一种改进零脉冲插入法,实现相电流重构。首先,分析传统固定零脉冲插入法的缺点,由于各相插入零脉冲作用时间相同,未能发挥“双开关PWM”模式抑制电流纹波的优势;其次,通过各相PWM占空比调整零脉冲时间,延长电流采样窗口,提出改进零脉冲插入法重构策略,消除重构盲区,并针对该方法重构盲区出现其他扇区有效电压矢量的情况,分析其空间电压矢量合成关系,证明参考电压矢量合成的准确性;最后,基于戴维南电路法,提出不同电压矢量作用时的电路简化模型,对比两种方法的电流纹波幅值,并搭建永磁同步电机实验平台进行实验。结果表明,改进零脉冲插入法的电流重构误差低于3%,相比传统方法,电流纹波抑制效果达到50%,相电流畸变率从12.72%下降到6.87%。

电压型逆变器分段死区补偿调制策略

针对电压源型逆变器中死区效应引起的电流谐波畸变问题,提出了一种分段混合式PWM死区抑制策略。一方面在电机定子电流的非过零区域根据电流方向仅动作一个桥臂,实现了死区消除,并针对由器件导通压降与开关延时产生的电压误差进行了修正;另一方面在过零区域采用脉冲等效时间补偿法抑制零电流钳位效应产生的非线性误差。此外在整个区域补偿开关管的开通关断延时及器件的导通压降造成的非线性误差。为了最大限度增加死区消除时间的占比,设计了上述两种调制策略之间的最优切换方法。仿真和实验结果表明,死区分段消除与补偿混合调制策略能够显著减小定子电流的谐波畸变率,并有效抑制死区效应对系统的影响,证明了该方法的有效性和实用性。

具有零序电流自矫正的六相永磁同步电机直接转矩控制

逆变器死区、功率管导通压降及开关过渡过程等非线性因素易导致直接转矩控制(direct torque control,DTC)多相永磁同步电机定子电流严重畸变。该文针对六相对称偏置60°定子绕组永磁同步电机提出一种DTC策略。首先,基于零序电流等于零思想进行电压矢量重构,并由此提出理想DTC;其次,基于死区补偿原理对实际电压矢量作用时间进行离散补偿;最后,利用PI调节器对电压矢量作用时间进行连续补偿,实现零序电流等于零目的。实验结果表明该文提出的驱动控制系统具有快速的转矩动态响应特性;同时零序电流基本等于零,定子电流总谐波含量较低。

基于样本熵的单相接地故障区段定位的研究

提出一种基于测得的零序电流计算样本熵值的单相接地故障区段定位的方法。该方法在检测各个点的零序电流值的基础上,通过求得各个点的样本熵值,进一步计算得到相邻两点样本熵值差值的绝对值来比较,最后根据差值绝对值最大的两点对应的区段确定故障发生区段。采用ATP搭建上述单相接地故障的仿真模型,重点研究经消弧线圈接地的情况。通过大量的ATP实验表明,在不同的初相角和不同接地电阻情况下,该方法均可以有效确定故障区段位置。

大电流封闭母线对计算机电磁干扰计算方法

本文介绍一种封闭母线对计算机电磁干扰计算方法。通过计算母线在三相短路时的剩余电流，从而导出母线壳外磁场强度。按计算机场所防电磁干扰的要求，进一步计算出母线相对计算机场所的最小允许距离。以此校验母线及计算机场所布置，可保证计算机长期安全运行。此法将为工程设计人员提供设计依据和计算方法。

节能型单相全桥谐振极逆变器

单相全桥逆变器处于硬开关状态时,随着开关频率的增大,开关损耗明显增大,影响逆变器效率的提高.为解决这一问题,提出了一种节能型单相全桥谐振极逆变器,在逆变器处于死区状态时,将要开通的主开关并联的谐振电容的电压能减小至零,主开关动作时能完成零电压软切换,双向辅助开关动作时能完成零电流软切换.讨论了电路的工作流程,实验结果表明主开关和辅助开关完成了软切换动作.该单相全桥软开关逆变器可以向高开关频率的场合推广应用.

原边双绕组耦合的高效无死区直流变压器

该文提出一种适用于电动汽车无线充电系统的新型原边双绕组耦合直流变压器(DC transformer,DCT),在不增加额外电感的前提下,从拓扑上消除了桥臂直通问题,无需加入死区,提高了直流电压利用率。此外,功率管能够实现零电流开通,并通过变压器并联效应减小漏感的影响,提高变压器传输效率。文中给出能够实现自动功率匹配的三级式无线充电系统结构,讨论DCT在系统中的作用与优势,详细分析所提出的DCT拓扑与工作原理,提出多线圈耦合电路的等效方法,最后通过与全桥DCT的仿真和实验结果对比,验证理论分析的正确性和所提出DCT的先进性。

基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计

罗氏线圈在进行断路器零区电流测量时,由于线圈结构参数的相互制约,在提高灵敏度的同时会造成测量带宽的下降,因此同时满足高灵敏度和宽频带的要求存在较大困难。为此文中提出基于高频电磁仿真的零区电流传感器设计方法。基于解析方法分析,确定了满足传感器灵敏度要求的系列结构参量,基于Ansys-Q3D Extractor仿真,确定各组结构参量的高频电磁参数,并通过Ansys-Circuit电路仿真所确定对应的频率特性,从而实现了对频率特性优化设计,频率特性测试结果验证了上述幅频和相频特性仿真结果的正确性。最终,在零区电流测量实验中,文中传感器与KEMA-CZM型零区系统的测量结果相一致。

双电磁铁比例方向阀零位位置控制死区补偿方法研究

针对双电磁铁驱动并带有阀心位置传感器的比例方向阀位置控制在零位存在死区的问题,运用Simulink对阀心位置控制系统进行了建模,对零位死区的形成原因进行了研究。通过仿真,对形成零位死区的各个影响因素对死区时间的影响程度进行了分析;基于不同的影响因素,提出了零位电流阶跃与衰减式位置指令跳跃的补偿策略;比较了该控制策略与其他控制方法对阀心位置的控制性能,最后通过实验进行了验证。研究结果表明:采用该位置控制补偿策略可以有效地消除由于系统非线性和时变性所带来的比例方向阀的零位位置控制死区,改善了阀心位置的响应波形。

煤矿电网单相漏电故障区段自动定位探索

从漏电检测需求、漏电故障区段定位的价值2个方面分析了单相漏电故障区段自动定位的必要性。介绍了3种单相漏电故障机理模型即故障稳态过程序网络模型、故障暂态过程序网络模型、暂稳态一体化序网络模型原理,指出了存在的问题:①稳态特征适用于中性点不接地的系统,在经消弧线圈接地的系统中稳态特征存在盲区;②暂稳态建模方法的不统一,导致后续故障信号不一致。给出了单相漏电故障机理模型的研究建议:①将暂态过程与稳态过程进行一体化精确建模;②探索数据驱动的故障过程研究。介绍了基于小波(包)及其他算法的故障特征信号处理方法原理,指出了存在的问题:①现有故障特征规律研究主要以选线和测距为目的,针对故障上下游各区段的信号特征及其分布的研究较少;②获得的故障特征规律主要针对永久性故障,对电弧型故障研究较少;③提取的信号特征存在混叠。给出了故障特征规律研究建议:①研究电弧性故障机理及其特征规律;②研究实用有效的信号分析和特征提取算法。介绍了基于稳态量及暂态量的单相漏电故障区段定位方法原理,指出了存在的问题:①稳态特征易受消弧线圈的补偿作用影响,导致区段定位不准;②暂态特征衰减快且不稳定,对电压过零、高阻接地等故障无法实现定位;③单相漏电故障特征微弱且易受不稳定故障电弧及随机因素的干扰。给出了单相漏电故障区段自动定位方法研究建议:①采用模式识别、人工智能、数字孪生等技术,探索适用于不同中性点运行方式的小电流接地系统故障区段定位方法,消除消弧线圈对故障识别的影响;②对于微弱且复杂的故障信号,研究专用高精度传感器,实现信号检测的准确获取。

一种零电流钳位现象的补偿策略

针对永磁同步电机控制系统,提出了一种可以同时补偿死区误差电压并且消除零电流钳位现象的死区补偿方法。在分析影响死区效应因素的基础上,在两相静止坐标系中采用平均误差电压补偿法对死区进行补偿,同时将一种零电流钳位效应消除方法结合到上述补偿方法中。通过Freescale 56F8013 DSP芯片实现了补偿算法,并且在小功率永磁同步电机矢量控制系统中验证了该补偿算法的有效性。

基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识

针对现有配网分布式故障定位方法复杂、可靠性差、设备要求高等问题,文中借助于低采样、低成本的故障指示器,提出了一种基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识方法。首先,定性分析线路不同位置、不同中性点接地方式下零序电流的组成成分及分布特征;然后,定量推导各情况下健全区段与故障区段零序电流幅值的差异,以此构造故障区段辨识判据;最后,结合零序电流分布特征与聚类过程,以最后2个类的距离之比确定故障线路,同时根据故障线路最后2类的分界编号确定故障区段,方法简单、有效。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV小电流接地系统进行仿真验证,结果表明,所提方法与故障初相角无关、抗干扰能力强,且不受故障电阻、故障位置的影响。