大功率单相两电平四象限整流器关键技术研究

随着列车速度的提高,大功率动车组牵引系统的研究具有重要意义,四象限整流器的控制是牵引系统的核心之一,在此首先分析了大功率四象限整流器的工作原理,接着对其控制策略中的锁相环、电流内环比例谐振(PR)控制、直流电压外环控制和载波移相进行研究,最后利用PSIM软件进行仿真分析和实验验证,结果表明交流侧电压和电流基本同相位,功率因数近似等于1,直流侧电压稳定,证明其设计的正确性。     

基于超级电容的PMSM互馈对拖系统仿真研究

在分析永磁同步电动机(PMSM)互馈对拖控制的基础上,搭建了一种互馈对拖测试仿真控制系统,可以通过四象限变流器将负载电机在对拖测试时产生的再生能量回馈到直流母线,使能量在两台电机之间循环。仿真试验表明,超级电容和电阻混合吸收控制能够吸收被测PMSM减速制动回馈能量,不仅提高了能量利用率,而且使直流母线电压稳定在安全运行区间,增加了系统的安全。     

三相PWM整流器控制系统研究

为验证三相PWM整流器的性能,设计了基于TMS28346的三相PWM整流器系统.为方便控制建立两相旋转坐标系统,引入矢量控制技术.为实现直流侧电压的稳定控制和有功与无功功率的解耦控制,采取了电压外环和电流内环的控制策略.为保证系统稳定,控制系统中实现直流电压和功率的速率调节控制.在搭建的双馈风力发电控制实验平台上采用空间矢量脉宽调制技术进行了实验研究,实验结果表明三相PWM整流器能够实现能量四象限传递和功率解耦控制,所设计的控制器具有很好的稳态和动态性能.     

电力机车4象限整流器空载电流特性研究

基于电力机车4象限整流器空载工况下输入电流特性,介绍了空载工况工作时IGBT短时导通与续流二极管短时导通机理,对二极管反向恢复过程中产生的尖峰电压进行了分析,并对续流二极管瞬态导通反向恢复尖峰电压公式进行了推导,指出这种尖峰电压会引起电力机车4象限整流器空载工况下功率器件损坏,结合实际试验与仿真波形验证了推理分析的正确性。最后给出了减少电力机车4象限整流器空载运行的3种应对方法。     

基于能量回馈型的双PWM功率单元的研究

传统级联型逆变器由于功率单元输入端采用不控整流桥结构,不能实现能量的双向流动,因此限制了其在矿井提升机等一类需要四象限运行场合中的应用;采用一种三相PWM整流器的能量回馈型功率单元的拓扑结构,搭建了基于DSP+FPGA结构的四象限功率单元的低压实验平台,通过试验验证,将PWM整流器的控制算法应用于四象限功率单元中。     

基于瞬时无功的三相4象限整流器相位补偿控制

针对两电平三相4象限整流器,建立了整流器在两相静止坐标系下的数学模型,根据瞬时无功理论计算电源输入电流的无功分量,利用该分量对预测电流控制方法进行相位补偿,实现了4象限整流器单位功率因数运行。采用仿真软件搭建了系统模型并进行计算,对控制方法的可行性进行了验证。仿真结果表明,在牵引和再生制动工况下,控制方法能够保证电网的功率因数接近于1,并且具有很好的动态性能。     

四象限脉冲整流器IGBT开路故障检测

四象限脉冲整流器广泛应用于电力牵引传动系统。IGBT是脉冲整流器的核心器件,易发生故障,对其开路故障检测进行了研究。首先分析了脉冲整流器IGBT开路故障下的特征。然后用网侧电流平均值除以电流绝对值的平均值,设为检测变量,对各功率等级、各故障下的检测变量进行分析,总结出设置阈值的方法;最后通过硬件在环仿真验证了检测方法的有效性。     

基于DSP电力机车四象限整流器的设计

介绍了四象限整流器为核心的电力机车系统,阐述了四象限整流器的运行原理及控制电路设计.提出一种简单的电压空间矢量算法,该算法根据参考电压直接计算位置和作用时间,从而大大简化了计算,用Matlab对系统进行了仿真,仿真结果验证了所提出的电压空间矢量算法的有效性.     

基于新型SVPWM算法电力机车四象限整流器的设计

本文介绍了四象限整流器为核心的电力机车系统,阐述了四象限整流器的运行原理及控制电路设计,提出一种简单的电压空间矢量算法,该算法根据参考电压直接计算位置和作用时间,从而大大简化了计算。用Matlab对系统进行了仿真,仿真结果验证了本文所提出的电压空间矢量算法的有效性。     

混沌SPWM功率变换器IGBT的Icepak温升仿真与实验

以四象限整流器中IGBT为例,为混沌SPWM控制下功率开关器件进行温升分析。首先基于SolidWorks对功率器件IGBT搭建了3D模型,并将其导入Icepak中,然后通过IGBT的损耗分析模型理论计算了整流器分别工作于混沌SPWM和传统SPWM控制方式下的IGBT的损耗功率,并在Icepak中进行相应的动态仿真,仿真结果表明在同样的输出功率条件下,工作在1 kHz频率时,基于Logistic映射的混沌SPWM控制下变换器功率器件温升与传统SPWM控制下的器件温升略有区别。最后,基于仿真模型搭建了温升实验平台,实验证明了仿真的正确性,并为混沌SPWM功率变换器的温升研究提供了一种分析方法。     

交流传动互馈试验台改进型转差频率控制系统

基于交流传动互馈试验台,研究和实现了改进的转差频率控制策略.在该控制系统中,同时分别控制联轴驱动的交流电机和作为负载的交流电机,应用PI调节器实现了对互馈试验台速度和电流的双闭环控制,采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的控制算法.在互馈试验台上完成了功率100kW的系统试验,试验结果证明了这种控制策略的有效性.     

现代轨道交通与交流传动互馈试验台

回顾了轨道交通电牵引传动的发展历程,说明了电力电子技术对牵引传动的重要影响.介绍了一种新型的"双逆变器-电机"能量互馈式交流传动试验系统.文中讨论了该试验系统的构成与运行原理,分析了其高效节能、控制灵活等优点,并给出了部分实验结果.最后提出了一种直线电机传动的互馈试验台的建设方案.     

基于偏差解耦矢量控制的地铁牵引试验台设计

提出了一种基于偏差解耦矢量控制的能量回馈型地铁牵引试验台的设计方案.该方案较好地解决了电机定子电压交直轴分量的耦合问题,进而实现定子电压转矩与励磁分量独立控制.系统上采用双逆变器-电机联合控制策略,实现牵引机车真实负载的模拟.仿真结果证明,基于偏差解耦矢量控制的能量回馈型地铁牵引试验平台具有较好的动态性能,能够很好地模拟地铁机车的运行过程.     

电力系统中全部特征值QR分析法的有效性

本文介绍了电力系统静态稳定分析QR方法和AES()PS方法,并根据对山东电力系统的研究结果,分析指出了全部特征值QR分析法的适用范围、有效性及其不足。     

电力牵引交流传动能量互馈试验台的研究

本文提出了一种电力牵引交流传动互馈试验平台，分析了它的组成、功能和工作原理，研究了互馈试验台的双变流机组－电机联合控制特性。试验结果证明系统具有高效节能、控制灵活、性能优越等优点。     

交流牵引传动能量互馈试验台的研究

提出了一种交流牵引传动互馈试验平台，分析了它的组成、功能和工作原理，研究了互馈试验台的双变流机组．电机联合控制特性。试验结果证明系统具有高效节能、控制灵活、性能优越等优点。     

Towards faster Givens rotations based power system state estimator

Numerically stable and computationally efficient power system state estimation (PSSE) algorithms are designed using an orthogonalization (QR decomposition) approach. They use Givens rotations for orthogonalization which enables sparsity exploitation during factorization of the large sparse augmented Jacobian. A priori row and column ordering is usually performed to reduce intermediate and and overall fills. Column ordering methods, usually based on minimum degree algorithm (MDA), have matured. However, there exists a significant scope for improving the quality of row ordering. This paper introduces a new row ordering technique for Givens rotations based power system state estimators. The proposed row processing method (VPAIR) requires a shift from conventionally used row oriented QR decomposition implementation to a column oriented QR decomposition implementation. It is demonstrated that, the proposed column oriented QR decomposition algorithm which uses MDA for column ordering and VPAIR for row ordering can lead to a much faster PSSE. These aspects are justified by simulations on large power systems     

一种基于链式结构UPQC的电气化铁路同相供电方案研究

介绍了一种基于统一电能质量控制器（UPQC）的电气化铁路同相供电方案,通过对UPQC的主电路结构、功能和控制方法的详细分析,指出了该控制器相对于现有其他方案的优点,最后对同相供电系统在电力机车处于正常运行和再生制动这2种典型工况时的补偿效果进行了仿真,仿真结果表明,基于UPQC的同相供电系统能解决电气化铁路牵引变电所存在的三相电压不平衡、电压波动、功率因数低下以及谐波污染等问题,UPQC与能量存储系统ESS相结合,还能很好地解决机车再生制动能量回馈等问题。     

基于分块QR分解的一种状态估计算法

文中提出了一种基于分块QR分解的状态估计方法。该方法把虚拟测量处理为等式约束，避免了由于权因子分散而导致的数值病态问题。在每次迭代中，通过对两个分块矩阵的QR分解和一个稀疏三角线性方程组的求解，实现了系数矩阵的三角分解。与带有约束的正规方程(NE/C)法相比，不但消除了Jacobian矩阵叉乘造成的信息损失，而且保证了分解的数值稳定性。稀疏QR分解采用了基于Givens变换的方法并利用最小度列排序和变主元消元策略。减少注入元素的数目，提高了状态估计的计算效率。试验系统的仿真结果表明了该方法具有良好的数值稳定性和鲁棒性，而且有较高的计算效率，可以满足在线状态估计的要求。     

反激式准谐振开关电源工作频率确定及电源研制

采用ONSEMI公司的NCP12系列芯片制成了准谐振(QR)零电压切换(ZVS)电源。介绍了用准谐振技术使反激式开关电源获得的零电压切换效果,详细讨论了该电源工作频率的确定方法,给出了所研制电源的电路及其工作波形。由电路波形及测量数据看出,改进后的电路开关损耗显著降低,取得了较好的效果。