极相调制感应电机的建模与控制

考虑极相调制感应电机绕组导体的实际分布,利用傅里叶级数分解,得到导体密度函数,并建立其自然坐标系下的数学模型。以此为基础,根据多相电机电流/电压信息的冗余性,通过利用独立变量,提出一种改进的多相电机坐标变换方法,采用最少的电流/电压传感器,获取矢量控制所需的d-q轴电流/电压分量。它不但可减少实际电流传感器的数目,降低整个控制系统的成本,而且可简化坐标变换中的编程算法。撘建了极相调制电机的矢量控制系统,通过矢量控制实现解耦控制,利用转矩分配函数,确保变极切换过程的转矩平滑,可灵活控制电机运行于不同的极数。论文利用JMAG有限元分析验证了所建立数学模型的正确性,基于Matlab建立了极相调制感应电机的矢量控制系统。仿真和实验结果验证了论文对该电机的理论建模、分析及提出的最少电流传感器矢量控制变极方案的可行性、有效性。     

电流互感器局部暂态饱和识别的研究

针对外部故障切除、应涌流及恢复性涌流时电流互感器饱和容易引起差动保护误动的情况,分析电流互感器饱和时相对磁链变化的特点,并研究电流互感器在大剩磁或直流磁链积累的情况下传变小工频电流而出现相位偏移式饱和的识别方法。在假设一个电流互感器不饱和而用于差动保护的其他电流互感器传递发生相位偏移的情况下,根据电流差动特性判断差动电流是否位于判据启动区,从电流互感器相对磁链积累变化的角度出发,根据相对磁链积累的方差计算曲线,通过计算位于判据启动区内各时刻方差计算曲线拐点的个数实现了相位偏移式饱和的识别判据。动模实验和现场数据分析表明所提算法能够识别电流互感器的相位偏移式饱和,验证了其有效性。     

地铁再生制动能量逆变回馈电网装置的研究

目前,城市轨道交通再生制动能量利用率较低,大部分由电阻转变成热能消耗掉.为此,设计了一种再生制动能量逆变回馈电网装置,实现再生制动能量的回馈利用,并有效减少了隧道内因电阻发热而产生的温升.阐述了逆变回馈装置的组成及设计方法,给出其控制策略,以单列机车为例进行了仿真模拟,证明该装置在机车制动时能够维持直流牵引网电压的稳定,回馈电能给交流电网.建立了实验模拟装置,通过实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性.     

配电网中的电力电子变压器研究

针对电力电子变压器(PET)在配电网中的应用,采用三级拓扑结构,提出一种新方案。输入级高压为三电平整流电路,以降低元器件耐压等级,采用无功功率和高压整流输出电压闭环,以实现无功可调和稳定高压侧的直流电压;隔离级采用高频变压器,其高压侧为三电平拓扑,低压侧为二极管整流,实现从高压到低压的dc/dc变换和隔离目的,而且通过输出电压闭环控制确保低压直流侧电压恒定;输出级低压为二电平三相逆变电路,采用输出电压闭环以控制期望的电压。采用三级控制分别对应三级电路,以实现系统输入电流正弦、负荷侧供电电压恒定,灵活传输有功,向电网注入无功等功能。详细介绍了所提出的PET系统各部分工作原理,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型,以DSP TMS320F2812为基础构建了实验平台,仿真和实验结果验证了该PET系统可行、有效。     

DTTP-2000数字式电铁牵引变压器保护装置的研制

研制了一种新型数字式电铁牵引变压器保护装置.装置采用2次谐波原理与波形比较原理相配合的方式闭锁差动保护,防止励磁涌流时保护误动;引入增量差动保护解决比率差动保护在变压器轻微的匝间故障、高阻接地故障时灵敏度低的问题;设置电流互感器饱和判据与和应涌流判据,防止电流互感器饱和、和应涌流引起装置误动;分别采用新一代基于DSP技术的32位通用硬件平台和RTOS系统NUCLEUS PLUS搭建装置的硬件平台和软件平台,并通过动模和数模试验对装置的保护功能进行了验证,试验结果表明该保护装置对目前牵引变电所变压器保护存在的电流互感器饱和、小匝间短路、和应涌流等问题具有良好的处理性能.     

极相调制感应电机的解析数学建模

极相调制是扩展多相感应电机转矩/转速范围的有效方法,基于绕组函数,建立了其解析数学模型。应用S函数,建立了Matlab仿真模型,并将仿真结果与J-MAG计算结果进行了对比,验证了所建立数学模型的正确性。     

太阳能电动车能量控制策略的研究

提出了一种太阳能电动车的能量管理控制策略。系统考虑光伏电池和锂电池的协调控制,在充分利用光伏电池能量的前提下,维持直流母线电压恒定,从而保证电机负载稳定工作。搭建MATLAB仿真模型和实验平台,通过调节直流母线端负载量的变化来检测系统的稳定可靠性。仿真和实验结果表明该控制策略在维持直流母线电压稳定的同时有效地保护了锂电池,满足了系统的设计要求。     

永磁同步电机控制硬件在环测试平台的实现

为实现电机控制器的性能设计及验证,提出了基于RT-LAB和JMAG的永磁同步电机硬件在环(HIL)实时测试平台。利用JMAG电磁软件建立了永磁同步电机(PMSM)的有限元分析模型,应用RT-LAB,搭建了永磁同步电机及逆变器的实时仿真系统,将其与真实的电机数字控制器相连,实现了永磁同步电机的矢量控制。将HIL平台实验结果和全实物平台实验结果进行了比较,验证了该平台的准确性和有效性。     

交直流混合微电网协同控制策略

为了保障交直流混合微电网供电可靠性与运行稳定性,基于改进直流母线分层思想,提出了一种综合协同控制的能量管理策略。根据直流侧直流母线电压变化,分别设计了并网和孤岛工况下微电网内微源的协同控制策略,其为无需通信线的分散控制,协调对光伏电池、储能电池、交直流接口变流器、直流负荷、交流负荷与大电网之间的控制。所提策略保障了分布式微源发电的充分利用与计划重要负荷的持续稳定供电,优化了储能电池能量利用。分析了微电网内控制器设计与微源能量分配方法。设计搭建了交直流混合微电网实验平台,实验验证了该协同控制的能量管理策略的可行性与正确性。     

海岛光储直流微电网自治控制策略

针对海岛光储直流微电网系统,设计了一种基于电压幅值的控制策略。以直流母线电压幅值为判定基准,将控制策略设置成不同模式。利用直流母线电压变化量作为系统模式的切换基准,无需控制器间进行通信连接,提高了系统的自治性、可靠性与经济性。在不同模式中合理调节变流器的工作方式,维持直流母线电压恒定,实现能量最优利用和系统稳定工作。针对海岛淡水短缺问题,设计了可控海水淡化负荷的投切控制,在改善海岛内的淡水供应的同时,辅助系统功率调节。实验结果实现了工作模式的平滑切换,验证了提出方法的有效性和正确性。