基于变压器延边三角形接法的36脉波整流系统研究

在大功率整流领域,通常采用多脉波整流技术来降低整流系统谐波含量,提高功率因数。提出了一种基于移相变压器延边三角形接法的36脉波整流系统结构,分析了整流系统的工作原理、系统网侧输入电流特性及直流输出电压特性,给出了移相变压器绕组参数计算方法,并推导了平衡电抗器选择条件。利用MATLAB/Simulink建立了36脉波整流系统模型,对理论分析进行了仿真验证,观测了传统6脉波整流系统和36脉波整流系统的输出电压波形及网侧电流谐波含量。对比了不同程度电网不平衡情况下,36脉波整流系统与传统6脉波整流系统输出电压波形、网侧电压总谐波含量(THD)和电流谐波含量。实验结果表明,36脉波整流系统整流电压波形和网侧电流谐波含量与理论分析一致,能够有效降低网侧电流谐波含量和输出电压脉动,且具有较好的抵抗电网不平衡的能力,较6脉波整流系统有很大的优越性。     

基于PLC的电动修井机电气控制系统设计

随着"十二五"规划中"加快建设资源节约型、环境友好型社会"任务的提出,电驱动作业机在油田的推广势在必行。为此,研制了XJ40型橇装式电动修井机,并针对XJ40型电动修井机工作特点,提出了一种基于PLC的电动修井机电气控制系统。在设计电动修井机电气主电路的基础上,分析了电气系统的控制要求及组成,给出了系统硬件和软件设计方案。现场试验结果表明,该系统性能可靠,自动化程度高,完全满足油田现场作业要求。电动机在修井作业过程中工作效率高,无废气排放,噪声低,符合国家节能减排的要求。     

高压大容量混合型MMC半桥子模块下部IGBT损耗优化控制策略

混合型MMC存在器件损耗分布不均的问题,尤其是在逆变工况下,半桥子模块下部IGBT损耗远高于其他器件,导致其热应力与故障率均较高,是换流器可靠性的薄弱环节。为此,本文提出一种器件损耗分布优化控制策略。首先,计算混合型MMC中各器件的损耗,分析器件损耗的分布特性,确定损耗优化的主要目标。其次,根据损耗计算公式,明确降低半桥子模块电容电压方法可用于降低其下部IGBT的损耗。然后,通过三次谐波电压注入,初步降低半桥子模块的电容电压,再通过桥臂输出电压指令值差异化分配,进一步降低半桥子模块的电容电压,进而最大程度减小其下部IGBT损耗,实现器件损耗分布优化。最后,通过MATLAB/Simulink和PLECS的联合仿真以及MMC样机实验验证,证明了所提控制策略可以改善混合型MMC损耗分布不均的问题,能够提高换流器的整体可靠性。     

XJ40型橇装式电驱动修井机

针对目前油田为各型修井机提供动力的柴油机的工作效率仅为50%,不仅作业成本高,而且还存在噪声污染和排放废气等问题,研制了XJ40型橇装式电驱动修井机。该电驱动修井机采用模块化设计,整机分为调速电动机及控制模块、传动系统模块、绞车及盘式刹车模块、液压控制模块及橇装底盘等5大模块,具有结构简单、占地面积小、操作方便和环保节能等优点。现场试验结果表明,采用该修井机进行一般的修井作业,工作效率比传统的通井机、修井机高10%左右,动力费用约为传统修井作业设备的52.3%,无废气排放,噪声低,满足了现代化施工的环保要求。     

H桥Buck变换电路输出电压幅相特性的研究

带二阶滤波的单相桥式Buck变换电路存在输出纹波电压移相的问题。本文结合单相桥式Buck电路模型,通过研究其降压原理及输出电压特性,分析了开关管占空比对输出电压纹波相移的影响,结合元器件的电学特性做出了定性分析,并利用数学推导给出了定量计算公式,便于变流器的器件选择和参数设计。最后,建立了基于MATLAB/SIMULINK的单相桥式Buck电路的仿真模型,仿真结果证实了理论分析方法和定量分析结果的正确性。。     

基于自耦变压器的24脉波整流系统电网不平衡状态仿真研究

多相整流技术常用于降低大功率整流电路谐波含量,提高功率因数。电网电压不平衡对电力电子装置有着十分重要的影响。研究了一种新型24脉波整流系统,给出了电压电流输出特性,利用Matlab对比分析了不同程度电网不平衡对多脉波整流电路输出波形的影响,分析了各情况下整流系统输出电压、电流的谐波含量,结果表明24脉波整流系统具有更好的抗电网不平衡干扰的能力,应用前景更为广阔。     

基于综合附加阻尼的直流配电系统稳定性提升方法

直流配电网的数学建模是分析其稳定性的理论基础,对于分析系统的运行特性具有重大意义。基于典型P-U dc下垂控制的直流配电系统,建立了以动态导纳为基础的下垂控制小扰动稳定性分析模型,分析了直流线路电阻、电感参数变化对系统稳定性的影响。利用奈奎斯特判据对系统输出导纳与输入导纳之比进行分析,以评估系统的整体稳定性。提出了基于复合补偿的综合附加阻尼直流配电系统稳定性提升控制策略,对比分析了补偿前、后系统的稳定性,通过仿真软件搭建直流配电系统模型并进行时域仿真,理论分析和仿真结果均表明所提方法可以增强系统阻尼,抑制系统振荡。     

孤岛微电网电流同步U-I下垂控制方法

采用电压-电流(U-I)下垂控制的孤岛微电网系统始终运行于工频频率,避免了传统下垂控制存在的频率偏差及频率越限问题,但电源间易产生环流,功率分配精度差。为此,提出电流同步U-I下垂控制方法,该方法由电流同步控制及U-I幅值下垂控制两部分构成。前者通过调节输出电压相角使各电源输出电流相角一致,以抑制电源间环流;后者依据输出电流的幅值调节输出电压的幅值,使各电源出力依据自身容量分配。在此基础上,建立双端系统的小信号模型,分析电流同步控制环路中控制参数对系统稳定性的影响,为参数设计提供依据。仿真及实验结果表明,相比U-I下垂控制,所提方法的系统环流减小50%以上,电压畸变率改善近10%,电源间功率分配精度及系统电能质量均得到明显提升。     

基于三次谐波电压注入的扩展混合型MMC运行区域的控制方法

针对低直流电压运行工况下混合型MMC全桥子模块及半桥子模块电容电压不均衡问题,提出了一种基于三次谐波电压注入的改善方法。首先,回顾了子模块电容电压不均衡问题机理,计算出子模块电容电压不均衡问题发生的边界条件以及混合型MMC安全运行区域。然后,定量分析三次谐波电压幅值及初始相位对电容电压的影响规律,并计算出三次谐波电压注入对混合型MMC的运行区域的扩充效果。最后,基于Matlab/Simulink建立了双端仿真模型,验证了所提方法的有效性。     

电网不平衡状态下24脉波整流系统仿真研究

提高电网电能质量问题,由于电网电压不平衡影响安全供电系统,针对在大功率整流器领域中,采用多相整流技术来降低整流电路谐波含量,提高功率因数,但对电网电压不平衡情况下多脉波整流系统不能满足要求的情况,研究了一种新型24脉波整流系统,利用电压电流输出特性,建立模型在MATLAB上对比分析了不同程度电网不平衡对多脉波整流电路输出波形的影响,结果对电网不平衡情况下整流系统输出电压、电流的谐波含量进行仿真分析证明,电网提高了平衡能力,表明24脉整流系统与传统的整流方式相比具有更好的抗电网不平衡干扰的能力,在电力系统中具有更广阔的应用前景。