三相大功率焊接逆变电源的网侧电流谐波抑制

逆变焊接电源改善了焊机的效率和控制性能,但是却提高 机输入电流以的谐波畸变水原功率因交正技术通过电力电子元件的开关作用来消除非线性负载的谐波电流,使来自电网的电流是正弦波。本文分析了焊接逆源的功率因数和输入电流谐波畸变的关系,提出了一种连续电流输入的三相功率因数校正电路的方案,其连续的正弦电流输入是通过采用平均电流控制技术实现的。谐波抑制方案的理论通过数字仿真结果进行了验证。一台１０ｋＷ样机的部分     

逆变焊接电源输入电流谐波分析及其解决措施

针对逆变焊接电源电路的特点,通过解析的方法分别给出稳态负载情况下单相、三相和脉动负载的输入电流的谐波分析结果,并得出不同情况下谐波的分布特点:稳定负载情况下,单相输入电流中包含2n+1次特征谐波;三相输入电流中包含6n±1次特征谐波;脉冲负载情况下,逆变电源的输入电流中除了含有特征次谐波之外,还出现了偶次谐波和直流分量,对电网污染更为严重.通过电路仿真和实验检测方法验证了分析的结果,并对输入电流的谐波问题提出了几种解决措施.     

基于HHT的可控整流弧焊电源的电流谐波分析

通过对弧焊整流电源三相不控整流电路的saber仿真,得到畸变电流。对此电流进行傅立叶变换,不能分析出弧焊整流电源的谐波成因。使用EMD对谐波电流进行分解,可分解出基波。对分解出的固有模态函数进行Hilbert变换,并求取瞬时频率,得到信号的突变时刻,结合弧焊整流电源的工作原理可分析出电流谐波成因。实例证明,采用FFT和HHT相结合的方法分析弧焊电源的电流谐波及成因,结果符合实际情况,对于消除或抑制弧焊电源的电流谐波具有重要意义。     

基于Boost变换器的ZVT软开关三相APFC仿真研究

随着对电网电能质量的要求日益严格,提高输入功率因数、减少谐波电流污染已成为逆变式开关电源的重要性能指标。首先从理论上分析了将单相有源功率因数校正(APFC)技术应用于逆变式等离子弧切割电源三相整流、电容滤波电路的可行性和优势;然后针对APFC电路的功率器件开关损耗,研究了零压过渡(ZVT)软开关APFC电路的负载适应性。对基于升压变换器(Boost Converter)的ZVT软开关三相APFC电路的应用环境和工作模态进行了详细分析,指出采用非连续导通模式的合理性。采用PSpice软件对APFC电路进行了仿真研究,给出了不同输出功率下的电源输入和功率器件的电压电流仿真波形。研究结果表明,采用非连续导通模式的APFC电路可实现全负载范围的功率器件ZVT软开关,电源系统的输入功率因数可提高至0.94以上,有效改善了输入电流波形,谐波电流污染大幅降低。     

直接电流控制双PWM焊接电源

常规逆变焊机的大量使用会引起电网谐波污染电网,随着人们时电网污染认识的不断加深以及相关谐波限制标准的出台和实施,逆变焊机进行功率因数校正、抑制谐波势在必行.因此,提出了一种基于直接电流控制双PWM焊接电源,通过仿真发现可有效提高功率因数,并抑制网侧电流谐波,制作样机进行小功率试验,试验结果证明与仿真分析相一致.     

基于特定次谐波注入法的变频装置谐波抑制研究

变频装置作为目前广泛采用的一种节能驱动电路,因其调速性能良好,在工业领域特别是机床和机器人自动控制方面得到了广泛应用。变频装置由非线性开关半导体元件构成,引起输出电流含有多次谐波,而常规变频器并未对谐波进行抑制。针对变频器产生的高次谐波,提出一种在SPWM正弦信号中注入高次谐波补偿信号的方法,从而对特定次谐波进行抑制。通过MATLAB/Simulink仿真和实验验证此方法能够降有效去除特定次谐波,降低谐波畸变率,提高输出电流电能质量。     

电力有源滤波器谐波检测算法

随着电力电子技术的快速发展,大量的开关器件被应用于电力控制中,给电网带来不可忽视的谐波。在众多谐波补偿装置中,电力有源滤波器是一种比较理想的滤波装置,它可以实时地检测出电网中的谐波电流,由补偿装置发出补偿电流,从而达到谐波抑制的目的。如何快速准确地检测出电网中复杂的谐波电流成为一个重要的研究内容。提出一种基于小波变换的无功电流与谐波检测方法,该方法既能检测稳态信号,又能检测出瞬态变化信号,通过仿真和实验结果,验证了该方法优秀的分析能力。     

电阻焊逆变电源的simulink建模及仿真

为了研究逆变电阻点焊系统工作特性及元件参数对系统响应的影响,采用MATLAB中的仿真工具对逆变电源、焊接变压器、整流器及其负载等各部分进行仿真分析,对不同滤波电容和次级负载情况下的输出波形进行了理论分析和仿真模拟.结果表明,滤波电容的选取,应使整流电路输出电流呈断续脉冲形态,由整流器和电容在电压高峰和低谷之间轮流向负载供电.次级电流沿指数曲线上升,且上升速度与次级回路电感成反比,但只要通电时间够长,次级电流最终达到的稳态幅值不受电感影响.     

工业机器人谐波减速器的传动误差超限故障诊断

为解决工业机器人谐波减速器使用过程中传动误差超限故障诊断问题,建立伺服电机和谐波减速器的机电仿真模型,分析减速器间隙增大对驱动电机电流产生的影响。构建工业机器人谐波减速器机电系统实验平台,采集不同传动误差谐波减速器对应的驱动电机电流信号。利用电机电流信号,提出结合梅尔倒频谱和支持向量机,以及结合梅尔倒频谱和概率神经网络的2种故障诊断方法。基于多种指标综合分析比较上述2种故障诊断方法,结果表明:结合梅尔倒频谱和支持向量机的谐波减速器传动误差超限故障诊断方法综合性能优于结合梅尔倒频谱和概率神经网络的方法。     

基于模型预测电流控制的伺服电机系统转矩脉动抑制研究

永磁电机实际的气隙磁场分布非正弦,会导致反电动势波形中也存在相应的谐波分量,从而引起额外的转矩脉动,进而导致振动、噪声,降低系统的控制精度。为解决这一问题,提出一种基于谐波注入的永磁电机模型预测电流控制方法。建立适用于任意相永磁电机反电动势谐波产生的脉动转矩通用解析模型;基于此模型,从控制的角度出发,提出采用电流谐波注入以补偿反电动势谐波引起的转矩脉动控制策略,分析所需注入的电流谐波特性的一般表达式,并通过模型预测电流控制方法对电流进行控制。为验证所提出方法的有效性,以一台三相12槽10极表贴式永磁同步电机为例,通过MATLAB/Simulink设计考虑反电动势谐波的电机仿真模型,搭建基于谐波注入的电机控制系统。此外,为进一步验证所提出的方法正确性,也进行相应的试验验证。结果表明：谐波注入前、后电机的转矩脉动峰峰值从2 N·m降低到1.3 N·m。     

弧焊逆变电源的输入性能分析与滤波电路参数优化

传统的逆变焊接电源对电网来说，本质上是一个带大电容的整流角载，其输入电流是一种尖角波，含有丰富的谐波分量。弧焊逆变电源的功率因数是畸变因子和位移因子的乘积，畸变因子表征了谐波畸变对功率因数的影响。为提高逆变电源的功率因数，必须采用谐波抑制技术降低输入电流的谐波畸变步。在弧焊逆变电源中采用LDC滤波电路，可以降低直流线上的电压纹波。通过优化参数设置，可以使弧焊逆变电源的功率因数提高到95%，电流谐波畸变率低到30%     

三相四线制并联型有源电力滤波器及其仿真

对于不对称三相四线制电网系统中谐波畸变,可以采用三相四线制有源电力滤波器动态地抑制谐波和进行无功补偿.本文从理论上分析了三相四线制并联型有源电力滤波器的工作原理、主电路结构、数学模型及补偿控制方法,并运用MATLAB仿真软件对其进行了仿真.     

超精密滚珠丝杠进给系统谐响应的有限元分析

以超精密滚珠丝杠进给系统试验台为研究对象,使用有限元法对其进给系统的工作台受到轴向正弦力载荷时系统的谐响应进行了分析.由于目前传统的滚珠丝杠进给系统有限元模型不能准确的分析电机轴输出端的转矩动载荷对进给系统产生的谐响应,据此提出了一种新的进给系统有限元模型,保证了其谐响应分析的准确性.并根据分析结果可知,在超精密滚珠丝杠进给系统中,电机轴输出端的转矩动载荷会对进给系统的定位精度产生不可忽视的影响.     

基于滞环控制的三相高功率因数整流器

目前大多数整流装置使用二极管或晶闸管整流,这些整流方式存在谐波污染大、功率因数低的问题。针对谐波问题提出了很多方法,如有源滤波、多重化技术,但这些方法没有从根本上解决谐波问题。三相高功率因数整流器不产生谐波,且可在高功率因数下运行,控制方法也较为灵活。在此介绍了该整流器主电路结构及其控制方法,详细分析了用滞环比较策略产生开关管控制信号的方法。用Matlab对该控制方法进行仿真,验证了方法的可行性。     

有源功率因数校正技术研究

介绍了有源功率因数校正电路的三种boost拓扑方案——硬开关、无源软开关和有源软开关,并采用三种拓扑分别研制了4 kW功率因数校正装置,对三种拓扑方案做了效率、谐波畸变率、功率因数、EMI测试,对比分析测试结果,总结了各自的优缺点,对三种拓扑的适用场合给出了建议。将研究的有源功率因数校正装置应用于单相逆变焊接电源,并在实际焊接情况下对电源进行了输入性能测试,结果表明所测装置性能良好,整个焊接过程中输入电流连续变化,呈正弦波状,能够跟随负载的波动实时响应,完全达到了功率因素校正的目的。     

垂熔炉配电系统谐波治理

本文简述了垂熔炉产生谐波的原因和谐波对供配电系统、电气设备、自动控制系统、通讯的危害。通过对垂熔炉配电系统的数据采集和分析,提出了采用3次、5次滤波补偿组件和分相滤波补偿组件组合,进行谐波治理的方案。治理后系统的功率因素从0.73提高到0.92,谐波电流畸变率下降约50%,电流波形明显改善,趋近正弦波形。此外,还对补偿后的系统进行了效益估算。     

VPPAW工艺的变极性焊接电流受控稳定性

在铝合金的变极性等离子弧焊(variable polarity plasma arc welding,VPPAW)工艺中,变极性焊接电流的受控稳定性是确保焊接成形质量的前提. 然而,等离子电弧形态会随焊接电流极性的切变而变化,使得等离子电弧作为VPPAW电源的输出负载具有显著的非线性特性,常规比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制策略无法确保VPPAW电源输出电流波形畸变,而输出焊接电流波形的畸变又会进一步加剧电弧负载的非线性特性,降低变极性焊接电流的受控稳定性. 为了改善VPPAW工艺的变极性焊接电流的受控稳定性,研究了常规PID控制策略下铝合金的变极性等离子弧穿孔立向上焊接工艺的焊接电流受控稳定性以及等离子电弧的动态稳定性,引入了模糊控制理论,基于现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)的并行逻辑时序设计方法,设计出了一种具有并行运算能力的模糊PID控制器. 验证试验结果表明,具有并行运算能力的模糊PID控制器能够有效地改善VPPAW工艺的变极性焊接电流波形的受控稳定性.     

开关电源谐波的研究

为了提高开关电源电能质量,通过高频大功率整流和逆变开关电源理论分析可知,开关电源是影响电能质量的主要污染源,同时通过专用谐波测试仪可得,在开关电源中3次、5次、7次谐波的含量最大,其他高次谐波虽然也存在,但是其能量很低,在抑制时可以忽略,因此在开关电源中3次、5次、7次谐波是影响系统污染的主要原因.针对开关电源产生的谐波给电网造成的污染以及影响自身控制系统带来的危害,设计出一个通用的三相无源滤波器装置,该装置不仅能抑制谐波还能够提高系统功率因素.通过试验表明,应用这种方法能达到理想的效果,各次谐波的含量低于我国制定的标准,使电网谐波降低,交流纹波成分减少.