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采用瞬时转矩控制策略的异步发电系统的容错研究

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航空学报 2005年第5期26卷 567-573页

作者：张兰红胡育文黄文新南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室

在六开关三相异步发电系统中增加较少的硬件,可实现对常见故障的容错,容错后系统重构为四开关三相运行系统。研究了容错型四开关三相系统中电压矢量的特点及其对磁链和转矩的调节作用,提出了四开关三相系统瞬时转矩控制中磁链和转矩的... 详细信息

在六开关三相异步发电系统中增加较少的硬件,可实现对常见故障的容错,容错后系统重构为四开关三相运行系统。研究了容错型四开关三相系统中电压矢量的特点及其对磁链和转矩的调节作用,提出了四开关三相系统瞬时转矩控制中磁链和转矩的控制方案。对四开关三相异步发电系统的几个关键问题进行了研究,针对电容电压漂移问题,提出了修正转矩给定的有效方法。最后给出了仿真与实验结果。

关键词：电力电子技术航空电源故障容错异步发电机瞬时转矩控制(ITC)

不均匀光照光伏单元串联电路快速MPPT方法

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中国电机工程学报 2015年第19期35卷 4870-4878页

作者：王云平阮新波李颖航空电源航空科技重点实验室(南京航空航天大学)

在不均匀光照条件下,并联旁路二极管使得光伏单元串联电路的功率–电流输出特性曲线可能呈现多峰值的特点。通过分析串联电路工作原理,发现峰值点数跟各互相串联的光伏单元被遮挡的程度有关,由所有串联单元的短路电流与峰值点电流决定... 详细信息

在不均匀光照条件下,并联旁路二极管使得光伏单元串联电路的功率–电流输出特性曲线可能呈现多峰值的特点。通过分析串联电路工作原理,发现峰值点数跟各互相串联的光伏单元被遮挡的程度有关,由所有串联单元的短路电流与峰值点电流决定。在峰值点数和各峰值点电流已知的基础上,通过判断各峰值点功率的大小,即可近似找到电路的全局最大功率点所在区域,然后在所在区域运用常用方法如电导增量法将能够准确跟踪到全局最大功率点。该方法利用较少计算和小区域搜索代替全局搜索,具有速度快、准确度高的特点。通过实验验证方法的正确性,利用该方法,可快速跟踪到准确的全局最大功率点,且串联单元越多,该方法的快速跟踪优势越明显。

关键词：光伏单元全局最大功率点多峰值点快速搜索不均匀光照阴影遮挡

提高LCL型并网逆变器电流控制性能的双采样模式实时运算方法

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中国电机工程学报 2015年第6期35卷 1445-1454页

作者：杨东升阮新波吴恒航空电源航空科技重点实验室(南京航空航天大学)

LCL滤波器对开关谐波具有很强的抑制能力,被广泛应用于并网逆变器中。为了抑制LCL滤波器的谐振尖峰,通常采用电容电流反馈进行有源阻尼。但是采用数字控制时,反馈信号的采样和控制算法的计算会引入一拍滞后的延时,改变有源阻尼的特性,... 详细信息

LCL滤波器对开关谐波具有很强的抑制能力,被广泛应用于并网逆变器中。为了抑制LCL滤波器的谐振尖峰,通常采用电容电流反馈进行有源阻尼。但是采用数字控制时,反馈信号的采样和控制算法的计算会引入一拍滞后的延时,改变有源阻尼的特性,使得控制系统对电网阻抗的鲁棒性较差;同时,该延时还会降低系统的相位,严重限制并网电流环的环路增益和带宽的提高。为此,提出双采样模式的实时运算方法,完全消除了有源阻尼内环和并网电流外环的计算延时,因此可大大提高并网逆变器的系统鲁棒性和电流控制性能。同时,与传统方法相比,双采样模式实时运算方法还可延长采样时刻与开关管开关时刻之间的时间间隔,从而有效地避免了高频开关噪声对采样信号的影响,提高了逆变器的抗噪性能。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证。实验结果证明了所提出的双采样模式实时运算方法是有效的。

关键词： LCL滤波器并网逆变器数字控制延时有源阻尼鲁棒性闭环设计抗噪性能

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永磁同步伺服系统电流环的设计

南京航空航天大学学报 2004年第2期36卷 220-225页

作者：陈荣邓智泉严仰光南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室

为构成高性能的伺服系统电流环 ,介绍了永磁同步电机实现矢量控制的原理 ,分析了电流环各环节的零点漂移及电机反电势对电流环的影响。然后根据系统动态性能的要求 ,设计并选择了调节器的型式与参数 ,并在调节器回路中引入微分调节 ,在 ... 详细信息

为构成高性能的伺服系统电流环 ,介绍了永磁同步电机实现矢量控制的原理 ,分析了电流环各环节的零点漂移及电机反电势对电流环的影响。然后根据系统动态性能的要求 ,设计并选择了调节器的型式与参数 ,并在调节器回路中引入微分调节 ,在 PWM调制器中引入了过调制技术 ,从而提高了电流环的动态响应性能。实验和仿真结果表明 ,所采取的措施是有效的 ,可以提高和改善电流环的动态响应性能 ,为实现高性能永磁同步伺服系统奠定了基础。

关键词：永磁同步电机伺服系统电流环设计矢量控制过调制技术

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两级式逆变器中前级直流变换器的控制方法

中国电机工程学报 2015年第3期35卷 660-670页

作者：张力阮新波任小永航空电源航空科技重点实验室(南京航空航天大学)

兼顾二次谐波电流抑制和动态性能改善是两级式逆变器中前级直流变换器的基本控制目标。该文从阻抗的观点出发,指出使前级直流变换器的闭环输出阻抗在二倍输出电压频率处呈现高阻抗,而在非二倍输出电压频率处呈现低阻抗是实现此控制目标... 详细信息

兼顾二次谐波电流抑制和动态性能改善是两级式逆变器中前级直流变换器的基本控制目标。该文从阻抗的观点出发,指出使前级直流变换器的闭环输出阻抗在二倍输出电压频率处呈现高阻抗,而在非二倍输出电压频率处呈现低阻抗是实现此控制目标的基本方法。采用与前级直流变换器的输出阻抗串联虚拟阻抗,并同时与中间母线电容并联虚拟阻抗的方法,实现了所提出的基本方法,并以Buck类的前级直流变换器为例,给出实现虚拟串联阻抗和虚拟并联阻抗的控制框图。通过对该控制框图进行等效变换,可推导得到现有文献中已提出的二次谐波电流抑制方法。最后,研制一台1 k VA原理样机,并通过理论分析和实验验证对这些不同控制方法的二次谐波电流抑制效果及对系统动态性能的改善作用进行对比。实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词：两级式逆变器前级直流变换器二次谐波电流闭环输出阻抗虚拟阻抗

基于直接转矩控制电励磁同步电机转子励磁电流控制策略

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南京航空航天大学学报 2007年第4期39卷 429-434页

作者：周扬忠胡育文黄文新南京航空航天大学航空科技航空电源重点实验室

同步电机转子励磁电流控制方式直接影响电机的运行特性。针对直接转矩控制电励磁同步电机提出一种全速度范围内转子励磁电流优化控制策略,它直接利用转矩给定和定子磁链给定计算出转子励磁电流给定值。仿真和实验结果表明:额定转速以下... 详细信息

同步电机转子励磁电流控制方式直接影响电机的运行特性。针对直接转矩控制电励磁同步电机提出一种全速度范围内转子励磁电流优化控制策略,它直接利用转矩给定和定子磁链给定计算出转子励磁电流给定值。仿真和实验结果表明:额定转速以下转子励磁电流较小,降低了转子绕组的发热;额定转速以上转子励磁电流较大,提高了电机负载能力;恒转矩区和恒功率区之间转换不需要设定过渡区,过渡平滑;全速度范围内电机的外功率因数均近似等于1。

关键词：电励磁同步电机直接转矩控制(DTC) 转子励磁电流功率因数

变速运行的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的优化分析

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电工技术学报 2006年第3期21卷 94-99页

作者：刘陵顺胡育文黄文新南京航空航天大学航空电源科技重点实验室

新型的静止励磁调节器控制的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的最小化是系统优化的关键问题,它与电机参数、负载、转速及变比、功率输出端励磁电容等有很大关系。在分析传统电容励磁的三相异步发电机变速变载运行机理的基础上,研究了... 详细信息

新型的静止励磁调节器控制的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的最小化是系统优化的关键问题,它与电机参数、负载、转速及变比、功率输出端励磁电容等有很大关系。在分析传统电容励磁的三相异步发电机变速变载运行机理的基础上,研究了变速变负载运行时控制绕组的无功容量最小化时励磁电容的取值方法。所得结论有助于该新型发电机系统的优化设计及控制。

关键词：双绕组异步发电机静止励磁调节器控制绕组无功容量最小励磁电容

异步电机起动/发电系统起动向发电的转换研究

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航空学报 2005年第3期26卷 356-361页

作者：张兰红胡育文黄文新南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室

用异步电机与电力电子变换器结合构成的起动/发电系统作航空电源是一个很有意义的课题。对异步电机起动/发电系统中起动向发电的转换进行了研究,提出充分利用系统中变换器可快速控制定子磁链转速的特点,改变电磁转矩的方向,实现起动到... 详细信息

用异步电机与电力电子变换器结合构成的起动/发电系统作航空电源是一个很有意义的课题。对异步电机起动/发电系统中起动向发电的转换进行了研究,提出充分利用系统中变换器可快速控制定子磁链转速的特点,改变电磁转矩的方向,实现起动到发电的转换。详细介绍了转换过程控制方案,该方案可实现起动到发电的平滑转换,且在进入发电状态后直流母线电压由起动电源电压自动增长到所需的发电电压,最终稳定发电。最后给出了仿真与实验结果。

关键词：航空电源异步电机起动/发电转换

阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响

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航空学报 2005年第4期26卷 476-481页

作者：周扬忠胡育文黄文新胡春玉南京航空航天大学航空电源科技重点实验室

目前电励磁同步电机直接转矩控制研究在中国还是一个空白,其转子上存在阻尼绕组,必然对电机的动态行为产生影响。本文详细推导并分析了电励磁同步电机中电磁转矩与转矩角关系式,在此基础上结合仿真方法研究了阻尼绕组对直接转矩控制同... 详细信息

目前电励磁同步电机直接转矩控制研究在中国还是一个空白,其转子上存在阻尼绕组,必然对电机的动态行为产生影响。本文详细推导并分析了电励磁同步电机中电磁转矩与转矩角关系式,在此基础上结合仿真方法研究了阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响。结果指出,在主转矩角为零点附近主转矩与主转矩角的变化趋势始终一致;交轴阻尼绕组能有效地抑制动态中转矩及转速振荡幅度;直轴阻尼绕组对改善系统动态性能不明显,且该绕组的存在易引起系统的不稳定。从改善系统的动态特性出发,转子上不宜设置直轴阻尼绕组。

关键词：电机电励磁同步电机直接转矩控制阻尼绕组动态特性