检索结果-南通市图书馆

考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模及空载特性分析

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电工技术学报 2022年第9期37卷 2263-2274页

作者：杨北超范学鑫王瑞田张新生揭贵生海军工程大学舰船综合电力国防科技重点实验室武汉430033

与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、振动噪声低等优势,可应用于电力电子电能变换领域。为了提高系统整体功率密度,应尽可能提高变压器铁心工作磁通密度幅值,因此迫切需要准确评估立体卷铁心变压器在饱和边... 详细信息

与传统三相平面叠铁心变压器相比,立体卷铁心变压器具有磁路对称、振动噪声低等优势,可应用于电力电子电能变换领域。为了提高系统整体功率密度,应尽可能提高变压器铁心工作磁通密度幅值,因此迫切需要准确评估立体卷铁心变压器在饱和边界状态的工作特性。该文主要研究考虑铁心非线性的三相立体卷铁心变压器建模。首先基于Jiles–Atherton(J-A)磁滞模型建立三相磁路模型;其次建立立体卷铁心变压器有限元(FEM)二维等效模型,相比三维FEM模型,可以缩短96.66%的仿真时间,减少92.93%的内存占用空间,在此基础上研究了非正弦激励下立体卷铁心变压器的工作特性;最后基于80kV·A立体卷铁心变压器样机建立试验平台,验证了本文模型的准确性,并分析了零序三次谐波对磁通密度幅值的影响。

关键词：立体卷铁心磁路模型有限元模型非正弦

双输出三电平移相全桥变换器原边电压跌落分析

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高电压技术 2022年第2期48卷 772-780页

作者：杨国润王海超肖飞范学鑫王瑞田海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

以双输出三电平移相全桥变换器为研究对象,首先介绍了拓扑结构和调制方式。其次,结合开关函数分析了全桥逆变单元的换流过程,研究发现死区时间导致原边电压出现跌落,原边电压跌落引起总谐波系数增大,增大变压器漏感可以消除原边电压跌... 详细信息

以双输出三电平移相全桥变换器为研究对象,首先介绍了拓扑结构和调制方式。其次,结合开关函数分析了全桥逆变单元的换流过程,研究发现死区时间导致原边电压出现跌落,原边电压跌落引起总谐波系数增大,增大变压器漏感可以消除原边电压跌落。然后,推导了变压器漏感与原边电压跌落时间、副边占空比丢失时间和移相占空比的数学关系,漏感的最佳取值为消除电压跌落对应的最小漏感值。最后,利用样机进行了实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词：双输出三电平移相全桥变换器死区时间原边电压跌落漏感副边占空比丢失

基于多次采样的中压大容量逆变电源建模及控制参数全局优化

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电工技术学报 2023年第14期38卷 3849-3861页

作者：谢沁园王瑞田林克文范学鑫杨国润海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

中压大容量逆变电源可以实现中压直流至低压交流的电能变换,如何在低开关频率下实现较高的动态响应能力是其核心瓶颈问题之一。针对上述问题,该文尝试引入多次采样控制技术。首先,建立中点钳位(NPC)H桥组合式三相逆变电源主电路的状态... 详细信息

中压大容量逆变电源可以实现中压直流至低压交流的电能变换,如何在低开关频率下实现较高的动态响应能力是其核心瓶颈问题之一。针对上述问题,该文尝试引入多次采样控制技术。首先,建立中点钳位(NPC)H桥组合式三相逆变电源主电路的状态空间平均模型,并基于Pade近似建立考虑多次采样的逆变电源系统级闭环模型。然后,基于上述模型分析不同采样次数下系统的动态特性,分析结果表明,多次采样能增大系统带宽、降低系统超调量和扩大系统控制参数的选取范围;进一步提出基于闭环带宽的采样次数选取方法。再次,分析闭环系统对控制参数的灵敏度,进而对控制参数进行全局优化。最后,通过等比例缩小实验平台验证了该文所提方法的有效性。

关键词：中压大容量逆变电源多次采样 Pade近似全局优化

基于端口电压积分与变下垂系数的逆变器并联下垂控制策略

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电工技术学报 2023年第6期38卷 1596-1607页

作者：谢沁园王瑞田林克文范学鑫杨国润舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 武汉430033

孤岛微电网中逆变器采用传统下垂方法并联时,由于逆变器输出阻抗和线路阻抗差异,可能存在无功功率不均分和输出电压偏移过大的问题。该文分析了并联系统功率分配机理和输出电压外特性,提出了一种基于端口输出电压积分与变下垂系数结合... 详细信息

孤岛微电网中逆变器采用传统下垂方法并联时,由于逆变器输出阻抗和线路阻抗差异,可能存在无功功率不均分和输出电压偏移过大的问题。该文分析了并联系统功率分配机理和输出电压外特性,提出了一种基于端口输出电压积分与变下垂系数结合的下垂控制方法。通过电压电流双环控制器参数设计,实现有功功率和无功功率的解耦,使逆变器适用P-ω/Q-V下垂控制策略;通过无功功率均值与实时无功功率误差调整下垂系数实现无功功率的均分,通过端口输出电压积分抑制输出电压偏移过大。仿真和实验结果表明,该文所提控制方法提高了无功功率均分精度,同时将逆变器输出电压相对于额定电压的偏移维持在±5%范围内。

关键词：逆变器并联下垂控制端口电压积分变下垂系数功率均分

采用周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析

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中国电机工程学报 2012年第1期32卷 84-92,14页

作者：王刚范学鑫付立军纪锋马海鑫舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430033

拓扑结构切换、占空比控制方法和非线性元件均可使电力电子系统具有非线性特性,因此其小干扰稳定问题属于微分方程周期轨的稳定问题。由于状态空间平均法误差较大、难以预测分叉,而数值仿真法物理概念不清晰,因此,提出了基于梯形积分法... 详细信息

拓扑结构切换、占空比控制方法和非线性元件均可使电力电子系统具有非线性特性,因此其小干扰稳定问题属于微分方程周期轨的稳定问题。由于状态空间平均法误差较大、难以预测分叉,而数值仿真法物理概念不清晰,因此,提出了基于梯形积分法的非线性电力电子系统周期轨稳定性分析方法。利用梯形积分法描述系统占空比方程和每阶段的非线性状态方程,由隐函数求导法和链式求导法计算周期轨Poincaré映射的雅可比(Jacobian)矩阵,提出了系统稳定裕度指标,建立了基于周期轨Poincaré映射的非线性电力电子系统小干扰稳定性分析方法。该方法能够克服小干扰稳定传统分析方法的困难,揭示非线性电力电子系统失稳的动力系统机制。仿真分析验证了算法的有效性。

关键词：非线性电力电子系统小干扰稳定性周期轨 Poincaré映射

适用于电力电子系统分布式控制的自动转发式环网通信策略

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电力系统自动化 2016年第23期40卷 136-141页

作者：刘计龙肖飞范学鑫杨国润李超然海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北省武汉市430033

高速环网通信技术是电力电子系统实现模块化与标准化的重要手段之一,传统的转发式环网通信策略消耗时间较长,切换式环网虽然消耗时间缩短,但会在串行序列中引入乱码。针对这一问题,提出一种实现电力电子系统分布式控制的自动转发式环网... 详细信息

高速环网通信技术是电力电子系统实现模块化与标准化的重要手段之一,传统的转发式环网通信策略消耗时间较长,切换式环网虽然消耗时间缩短,但会在串行序列中引入乱码。针对这一问题,提出一种实现电力电子系统分布式控制的自动转发式环网通信策略,该通信策略省略了繁琐的指令转发过程,大幅度缩短了完成一次采样过程所消耗的时间,提高了环网通信的性能。分析了传统转发式环网通信策略与自动转发式环网通信策略的时间模型,并对两种环网通信策略完成单次采样过程的通信时间进行了定量计算。实验结果验证了所提通信策略的有效性和可靠性。

关键词：分布式控制环网通信自动转发时间模型

三重化三电平直流变换器实时仿真建模的量化误差分析及抑制

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海军工程大学学报 2022年第5期34卷 13-19页

作者：郭鹏辉康薇王瑞田范学鑫杨国润海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

针对三重化三电平直流变换器在实时仿真建模中的量化误差问题,首先分析了量化误差的产生机理和规律,并通过仿真验证了理论分析结果;然后,提出了一种基于控制器与仿真机同步机制的量化误差抑制方法,在不降低仿真步长的情况下,实现较高精... 详细信息

针对三重化三电平直流变换器在实时仿真建模中的量化误差问题,首先分析了量化误差的产生机理和规律,并通过仿真验证了理论分析结果;然后,提出了一种基于控制器与仿真机同步机制的量化误差抑制方法,在不降低仿真步长的情况下,实现较高精度的实时仿真计算;最后,搭建直流变换器的实时仿真平台,实时仿真结果和实际物理试验结果吻合良好,验证了所建模型的准确性和有效性。

关键词：三重化三电平直流变换器实时仿真量化误差同步

直流侧电流断续时不控整流器的动态大信号数学模型建立与验证

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中国电机工程学报 2010年第12期30卷 36-42页

作者：马凡马伟明付立军范学鑫叶志浩关涛舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430033

通过将带LC滤波的桥式不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器与占空比极小的Boost斩波器级联的系统,提出直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器的一种大信号建模方法,并运用开关函数和谐波... 详细信息

通过将带LC滤波的桥式不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器与占空比极小的Boost斩波器级联的系统,提出直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器的一种大信号建模方法,并运用开关函数和谐波平衡原理,分别建立单相、三相桥式不控整流器DCM下的大信号数学模型,该模型具有非线性常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所提出的建模方法是可行的,所建立的大信号数学模型能有效反映不控整流器源侧及负载侧的大扰动特性,且模型维数越高,计算结果越精确。

关键词：不控整流器电流断续模式大信号模型开关函数谐波平衡原理

一种带调节因子的VSVPWM中点平衡控制算法

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电力电子技术 2020年第5期54卷 88-92,101页

作者：卿意范学鑫海军工程大学电气工程学院湖北武汉430200

对于二极管中点箝位(NPC)型三电平变流器存在的中点电位不平衡问题,通过分析引起中点电位波动的原理,优化传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)算法,提出一种带调节因子的虚拟空间矢量中点电位平衡控制算法。该算法重新优化了分区,减少了... 详细信息

对于二极管中点箝位(NPC)型三电平变流器存在的中点电位不平衡问题,通过分析引起中点电位波动的原理,优化传统虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)算法,提出一种带调节因子的虚拟空间矢量中点电位平衡控制算法。该算法重新优化了分区,减少了计算量,引入一个中点电压调节因子,利用合成矢量对中点电位的影响,依据中点电流的流向对调节因子进行微调。该算法通过一种滞环控制的方式对中点电位进行补偿控制。仿真与实验结果表明,基于该算法的中点电位补偿控制,具有良好的中点电位平衡效果。

关键词：三电平变流器虚拟空间矢量脉宽调制调节因子