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组合式三相高频脉冲直流环节逆变器研究

中国电机工程学报 2005年第8期25卷 75-79页

作者：陈道炼李旭张蓉张海涛南京航空航天大学电气工程系江苏省南京市210016

该文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM 电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。这类组合式三相逆变器,由3 个完... 详细信息

该文提出了基于占空比扩展有源箝位正激式高频脉冲直流环节逆变器的组合式三相逆变器电路结构,并对其电路拓扑、稳态原理、三态DPM 电流滞环控制技术、负载特性、关键电路参数设计进行了深入的分析研究。这类组合式三相逆变器,由3 个完全相同的单相逆变器模块构成。设计并研制成功的3kVA 27VDC/200V400HzAC 组合式三相高频脉冲直流环节逆变器,具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压变化范围宽、输出波形质量高、过载与短路能力强、带三相不平衡负载的能力强等综合性能。

关键词：高频脉冲直流环节组合式三相逆变器单相逆变器不平衡负载电路结构有源箝位电路拓扑控制技术负载特性参数设计模块构成研制成功变换效率静态精度动态响应电压变化波形质量综合性能正激式占空比 DPM

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矩阵变换器四步换流策略的优化方法研究

中国矿业大学学报 2006年第5期35卷 662-666页

作者：方永丽唐轶马星河刘昊中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

由于矩阵变换器(MC)电路没有续流路径,它的换流过程比交-直-交变换器更为复杂.换流问题是阻碍其工业应用的主要原因之一.本文在深入分析换流机理的基础上,基于双电压合成策略,对四步换流策略进行了优化.通过改变换流顺序、减小换流所需... 详细信息

由于矩阵变换器(MC)电路没有续流路径,它的换流过程比交-直-交变换器更为复杂.换流问题是阻碍其工业应用的主要原因之一.本文在深入分析换流机理的基础上,基于双电压合成策略,对四步换流策略进行了优化.通过改变换流顺序、减小换流所需时间和调整窄脉冲等方法,既提高了换流的可靠性,也改善了波形质量.最后通过仿真方法验证了结论的正确性和有效性.

关键词：矩阵变换器四步换流策略双电压合成波形质量仿真

应用新型能量函数的PWM整流器无源性控制方法

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电力系统及其自动化学报 2022年第3期34卷 45-50页

作者：袁敞戴笃猛邱俊卿新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

无源性控制作为一种本质稳定的非线性控制方法,是解决大量电力电子换流器并入电网后引发失稳现象的新型手段,但在PWM整流器直流侧电压参考值突变时,无源性控制下的直流侧电压跟踪其参考值相对缓慢。本文基于能量函数分析了传统无源性控... 详细信息

无源性控制作为一种本质稳定的非线性控制方法,是解决大量电力电子换流器并入电网后引发失稳现象的新型手段,但在PWM整流器直流侧电压参考值突变时,无源性控制下的直流侧电压跟踪其参考值相对缓慢。本文基于能量函数分析了传统无源性控制收敛速度较慢的根本原因,在此基础上提出了一种新型的能量函数,在该能量函数的基础上构建的无源性控制器具有误差能量函数的收敛速度与状态变量的误差相独立的优点。在三相PWM整流器的直流侧电压参考值突变时,这种应用新型能量函数的无源性控制器可以显著地提高直流侧电压的跟踪速度,保证稳态之后的三相电流具有良好的波形质量,并且拥有较强的抗外界参数扰动的能力。仿真验证了所提策略的有效性。

关键词：无源性控制能量函数动态响应速度欧拉-拉格朗日模型波形质量

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脉冲式动态压力校准系统模型及性能分析

计量学报 2017年第S1期38卷 136-141页

作者：史博杨军李程中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所北京100095

分析了现有脉冲式动态压力校准系统模型的局限性,通过剖析校准系统的运动过程,根据其机理建立新的模型。分析锤体与活塞每次碰撞前后能量的转化,以及碰撞后活塞的受力情况,以活塞为研究对象进行n次迭代计算出完整的压力波曲线;与现有的... 详细信息

分析了现有脉冲式动态压力校准系统模型的局限性,通过剖析校准系统的运动过程,根据其机理建立新的模型。分析锤体与活塞每次碰撞前后能量的转化,以及碰撞后活塞的受力情况,以活塞为研究对象进行n次迭代计算出完整的压力波曲线;与现有的模型进行比较,解释了由于校准系统在运动过程中锤体与活塞的连续碰撞而产生的压力波形跳动现象,并在实验中设定不同参数来研究波形质量的变化;得出随着活塞质量以及活塞面积与锤体质量比值的减小,校准系统产生的脉冲压力波形越好的结论,为实验装置的研制提供了参考依据。

关键词：计量学动态压力脉冲式动态压力校准波形质量

采用Matlab图形系统分析乘法倍频后莫尔条纹信号的波形

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仪表技术与传感器 2000年第7期 30-34页

作者：董莉莉熊经武中国科学院长春光学精密机械及物理研究所长春市130022

采用Matlab图形系统对计量光栅输出的莫尔条纹原始信号进行了计算机仿真 ,并利用Matlab函数计算、绘制出经乘法倍频后的莫尔条纹信号的波形。通过对仿真结果的探讨与分析 ,为提高倍频后莫尔条纹信号的质量提供了依据。

关键词：乘法倍频 Matlab图形系统莫尔条纹波形质量

基于玻璃陶瓷的紧凑固态高功率脉冲形成线关键技术研究

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基于玻璃陶瓷的紧凑固态高功率脉冲形成线关键技术研究

作者：蔡浩国防科技大学

学位级别：硕士

固态脉冲形成线(Pulse Forming Line,PFL)是一种重要的脉冲形成单元,具有良好的应用前景。本文结合脉冲形成线低阻抗、高波形质量、高重复频率、高电压输出等发展方向,开展了基于玻璃陶瓷介质的紧凑型固态高功率脉冲形成线关键技术研究... 详细信息

固态脉冲形成线(Pulse Forming Line,PFL)是一种重要的脉冲形成单元,具有良好的应用前景。本文结合脉冲形成线低阻抗、高波形质量、高重复频率、高电压输出等发展方向,开展了基于玻璃陶瓷介质的紧凑型固态高功率脉冲形成线关键技术研究,并对脉冲形成线相关的物理问题展开了分析。本文的主要工作内容如下所述:1.针对脉冲形成线形成波形平顶质量较差问题,进行了曲折线型结构脉冲形成线的理论研究。首先将曲折线型玻璃陶瓷脉冲形成线近似看作平板传输线,分析计算了形成线的各个特性参数。然后依据传输线理论,推导了曲折线结构中单周期结构的色散关系式,并对预设结构进行理论计算,结果表明,该结构在工作带宽(0-30MHz)内,输出电脉冲的宽度变化微弱。最后依据CST软件进行单周期结构的色散仿真分析,分析结果表明,玻璃陶瓷脉冲形成线金属电极厚度越小、玻璃陶瓷厚度越小、电极宽度越大、电极弯折位置半径越大、电极直线段长度越长,形成线的基模截止频率越小。2.针对提升形成线形成波形质量的关键技术,建立了玻璃陶瓷脉冲形成线场路协同模型,首先进行了曲折线型形成线各个参量对形成准方波质量的仿真研究;然后进行了曲折线行形成线弯折结构数目对准方波平顶的影响分析;在此基础上,在给定尺寸玻璃陶瓷的情况下,分别设计单列曲折线型和双列曲折线型形成线,特性阻抗都为3Ω,并开展实验,单列曲折线型结构形成线的优点是输出脉宽长,但平顶质量差,在40k V的充电电压下,波形平顶抖动3.4k V,脉宽80ns,而双列曲折线型结构形成线优点是平顶质量好,存在的问题是输出脉宽短在40k V的充电电压下,波形平顶抖动1.8k V,脉宽73ns,这与仿真结果相符合。3.针对提升形成线耐压特性的关键技术,建立了玻璃陶瓷脉冲形成线电场分析模型,首先进行了三周期曲折线型形成线电场分布的仿真研究,结果表明,金属电极的边沿是高场强区域。然后分析了封装材料的介电常数以及封装结构对电场的影响,相对介电常数越大,电场值越小,当金属电极的边沿尺寸大于玻璃陶瓷是时,临界点的电场得到明显改善。接着探究改善形成线耐压特性的方法,设计了弯折位置对称结构,该结构在充电阶段弯折对称位置电场明显降低,放电阶段弯折对称位置电场增强,但由于充电时间远大于放电时间,因此该结构能明显降低弯折位置电场,提升耐压能力,设计的弯折位置对称结构单列形成线在30k V的充电电压下,寿命超过240万次。通过设计双列形成线结构能明显降低充放电端口电场值,但是这种结构增加了弯折结构的数目,弯折位置电场较大,设计的双列形成线在30k V的充电电压下,寿命为50万次。4.进行了形成线绝缘失效后的形貌分析,爬电现象导致玻璃陶瓷和环氧树脂的分界面产生碳化现象,导致其导电能力提升,在陶瓷侧面形成贯穿高压面和低压面的爬电通道。体击穿现象在形成线结构内部形成了明显的击穿通道,导致环氧的碳化物质进入击穿通道,体击穿通道的导电能力更强。然后进行了形成线重频运行时的热过程分析,形成线在不同频率下的温升与频率的关系近似呈线性分布,工作频率越高,温升越大。进行了脉冲形成线两级Blumlein线实验,结果表明,Blumlein线结构中单线的正对面积影响耦合效率,正对面积越小,耦合效率越高。

关键词：脉冲形成线耐压特性波形质量色散关系

基于感性负载的瞬变电磁发射波形调控技术研究

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基于感性负载的瞬变电磁发射波形调控技术研究

作者：杨宇吉林大学

学位级别：硕士

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)是一种时间域磁性源电磁探测方法,具有地形影响小、大地穿透能力强、探测密度高、工作效率高等特点。到目前为止,TEM已经广泛地用于工程地质勘探、地下水与地热调查、灾害水超前探测... 详细信息

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)是一种时间域磁性源电磁探测方法,具有地形影响小、大地穿透能力强、探测密度高、工作效率高等特点。到目前为止,TEM已经广泛地用于工程地质勘探、地下水与地热调查、灾害水超前探测等领域[2]。与国外相比,在我国对瞬变电磁法的理论研究起步较晚,仪器研发方面还处在初级阶段,目前仅有少数单位取得一定的研究成果,如吉林大学所研制出的ATTEM型瞬变电磁仪,重庆大学和重庆奔腾数控技术研究所研制的WTEM系统以及中国地质大学所研制的CUGTEM200X等。判断瞬变电磁仪发射系统整体性能的重要因素是发射电流的波形质量和系统性能的稳定程度。现有的瞬变电磁激励电流波形有方波、梯形波、正弦波和三角波,通过波形的激发响应来看,方波电流的激发效果最好,但在矿井和隧道等复杂的环境中,由于仪器装置受到探测地点空间的限制,发射线圈体积相对于地面探测应用要小很多,常使用的是多匝小线圈,其具有强感性、电阻不可忽略的特点,在大电流以及低供电电压的情况下,传统的瞬变电磁发射系统会出现波形畸变,电流难以关断、关断后振荡拖尾等不良效应,严重影响了发射波形的质量。理想的激发电流波形应该是短关断时间、关断线性下降、无过冲及振荡现象、电流上升迅速的梯形波电流。本文主要研究TEM发射电流波形调控技术,从而实现TEM发射的理想激发电流波形。近十多年来,TEM在国内外备受青睐,应用领域日趋扩大,新技术和新系统不断出现。在仪器方面,由于近代电力电子技术的不断发展,已经研制出了一些效果很好的实用仪器。但在使用多匝小线圈大感性负载来说,发射电流波形畸变较大且波形控制起来十分困难。目前TEM发射电流有三种控制方式:第一种是“自由沿控制”,即使用功率电阻并联到线圈负载两端;第二种是使用被动式器件吸收,如PROTEM47、PROTEM67、重庆大学的无源恒压钳位电路;第三种是中科院电子所的恒压钳位电路。本文提出了基于感性负载的瞬变电磁发射波形调控技术,不仅解决了短关断时间和关断线性下降问题,而且发射电流波形关断后无反向过冲及振荡,发射电流正负一致性高,电流前沿上升迅速,发射峰值电流可调。系统以FPGA(Field-Programmable Gate Array)为核心控制单元,通过键盘选择发射系统的发射频率、波形占空比、吸收时间等参数,而且还在12864液晶屏上显示所测量的发射峰值电流和关断时间。发射系统控制板产生H桥路开关器件的驱动信号,在控制板和驱动电路,驱动电路与发射桥路之间使用光耦隔离,使强弱电信号进行隔离,提高系统的稳定性和安全性。发射系统配有电源模块,为发射主桥路提供可调直流电压,在负载确定的情况下可实现发射峰值电流可调。发射主桥路的设计在中科院电子所赵海涛博士提出的“恒压钳位高速关断电路”的基础上进行改进与升级,对发射系统精密调控,将一台功率仪器研制成精密仪器。分析了阻尼吸收电路中吸收电阻的选择原理以及RCD缓冲电路改进,并且依据能量守恒定律从能量损耗的角度分析了上升时间和关断时间的关系,尤其是考虑到恒压钳位电路的等效电阻和RCD缓冲电路中的电容的影响。经过发射系统对TEM发射波形的调控,提升了发射电流波形的质量,为瞬变电磁探测结果提供了良好的数据。为了验证发射系统的性能,论文最后给出了本系统与目前现有的发射系统的室内和野外对比实验,经过了对发射波形的精密调控,本发射系统表现很好,可以发射出高质量的电流波形,验证了仪器系统的可行性。

关键词：瞬变电磁法恒压钳位波形调控波形质量发射系统

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MMC型换流器电容电压波动抑制方法研究

控制工程 2022年第9期29卷 1566-1572,1579页

作者：付华韩永新王久阳辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 国网葫芦岛供电公司辽宁葫芦岛125000

为了解决模块化多电平换流器(MMC)电容电压波动导致的换流器成本与体积增加等问题,提出了一种电容电压二倍频纹波抑制方法。首先从能量脉动角度推导了电容电压波动的数学模型,比较了不同二倍频环流对MMC电容电压波动抑制效果的影响;然... 详细信息

为了解决模块化多电平换流器(MMC)电容电压波动导致的换流器成本与体积增加等问题,提出了一种电容电压二倍频纹波抑制方法。首先从能量脉动角度推导了电容电压波动的数学模型,比较了不同二倍频环流对MMC电容电压波动抑制效果的影响;然后采用Clark变换将桥臂共模电压分解为αβ轴分量,利用准比例谐振控制器生成桥臂环流参考值,设计内环控制器对外环控制器生成的桥臂环流参考值进行跟踪,从而抑制子模块电容电压波动;最后在MATLAB/Simulink仿真系统上对所提控制策略进行仿真验证,通过对比传统环流抑制策略与所提控制策略对电容电压波动的抑制效果,证明了所提方法可有效抑制电容电压波动,改善输出电压的波形质量。

关键词：模块化多电平换流器准比例谐振控制器电容电压波动环流波形质量

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电能质量将向何处去?

电力系统装备 2008年第8期 20-25页

作者：崔宏薇

　　话题一:经过这么多年的发展,电能质量领域是否已经有所变化?变化原因是什么?　　刘连光:近年来,人们对电能质量问题越来越关注,同时,电能质量的内容或者说含义有所扩大.传统的电能质量包括电压偏差、频率偏差,现在开始关注波形质量... 详细信息

　　话题一:经过这么多年的发展,电能质量领域是否已经有所变化?变化原因是什么?　　刘连光:近年来,人们对电能质量问题越来越关注,同时,电能质量的内容或者说含义有所扩大.传统的电能质量包括电压偏差、频率偏差,现在开始关注波形质量、三相不平衡等现象,尤其是电力系统故障引起的电压暂降、暂升成为了关注的焦点.……

关键词：电能质量电力系统故障三相不平衡质量问题有所变化频率偏差电压暂降电压偏差波形质量质量包焦点