新型平衡变压器谐波抑制技术研究

为了解决单相大功率变流器和非线性负载给舰船电力系统带来的三相不平衡问题,首先分析了一种基于船用新型平衡变压器接线的谐波抑制系统,采用两个背靠背式运行的单相变流器实现实时谐波和无功补偿;然后,分析了谐波抑制系统的主电路结构,阐述了谐波抑制系统有功功率交换、无功功率补偿及谐波抑制原理;最后,利用Matlab建立了谐波抑制系统的仿真模型,对阻性负载和非线性负载两种工况下谐波及无功电流的补偿能力进行了仿真。仿真结果验证了该系统的正确性和有效性。     

一种新型阻抗匹配平衡变压器及模型试验

为了解决三相电力系统带单相或两相负载引起的不平衡问题,提出了一种新型阻抗匹配平衡变压器。首先,阐述了该变压器的基本原理,建立了基本方程组,并推导出原副边绕组电流之间关系,得出了平衡条件和两相负载的解耦条件以及对应的短路阻抗关系;然后,用ANSOFT12分别对带对称负载和非对称负载进行了仿真,制作了变压器模型并进行了多工况实验,仿真和实验结果验证了理论的正确性。该变压器绕组和铁心结构简单,A相和C相绕组完全对称,便于设计制造。同时,原边有可以引出接地的中性点,副边有容纳三次谐波电流的闭合回路,两相输出电压有公共点,适用于需要单相或两相电源供电的场合。     

基于节点方程的舰船电力系统数学建模

针对舰船电力系统的特点,建立了发电机、电动机等负载的电流微分方程组,并推导出其导纳、剩余电流微分量的表达式.根据基尔霍夫电流定律,建立了基于节点电流微分平衡关系的节点方程.在系统数学建模基础上,得到了舰船电力系统动态过程的计算方法.     

三相逆变器新型积分控制加状态反馈控制

三相逆变器在实际运行中,不平衡负载工况较为常见,原因是传统积分控制加状态反馈控制无法实现三相输出电压的对称性。针对该问题提出了不平衡负载条件下三相逆变器新型积分控制加状态反馈控制策略,并通过仿真和实验验证了该策略能有效降低不平衡负载时三相逆变器输出电压的不平衡度,从而获得对称的三相输出电压波形。     

单、三相汽油发电机组的设计

目前,我军军事装备中仪器设备用电单、三相混用的情况较为普遍,普通的单相或三相交流发电机组都不能很好地满足需要,单相机组无法给三相设备提供电源,三相机组单相负载能力较差,而且在三相负载不平衡量较大的情况下,三相电压也极不平衡,严重威胁着用电设备及发电机组的安全使用。为了满足部队这一特殊需要,我们设计了单、三相汽油发电机装配汽油发电机组,满足了部队单、三相混用的要求,并最大限度地抑制了三相电压的不平衡量,使各用电器均能安全可靠使用。下面就已通过技术鉴定的8kW单、三相发电机组各项性能指标的设计作一介绍。     

一种基于电压空间矢量控制的三相静止变流器设计

提出了一种以三相电压的合成电压空间矢量为控制对象的三相静止变流器的设计.该设计的优点在于,在三相负载不对称的情况下,能够保持三相电压的平衡.最后给出了该系统基于DSP的实现.试验结果验证了该方案的可行性.     

基于变步长LMS的谐波电流检测方法的研究

能否快速准确检测出三相电力系统中谐波电流是决定有源滤波器整体滤波性能的关键.基于瞬时无功功率的谐波电流检测理论,提出了一种改进的自适应滤波器谐波检测算法,通过构造步长因子与误差信号的非线性函数,调整步长参数,使权向量达到最优,在确保稳态误差的前提下,提高了系统的收敛速度.仿真实验验证了该算法的正确性和有效性.     

励磁突变对无刷励磁同步发电机整流系统负载电流的影响

分析了无刷励磁同步发电机整流系统突加/突卸励磁时的过渡过程,得到了影响负载电流上升和下降时间的主要时间常数,并对理论分析结果进行了仿真和实验研究,仿真结果与理论分析吻合良好.实验波形所反映的变化趋势亦与仿真及理论分析结果较为符合.     

配电系统谐波电流火灾隐患研究

随着人民生活水平的提高，非线性用电设备大量使用，这方便和提高了人们的生活质量，但非线性负载会给三相供电线路注入谐波电流，引发中性线过载。从配电系统谐波电流的产生、危害入手，应用Fourier级数分解方法对非正弦周期电流进行理论分析，得出三次谐波及其奇数倍谐波会在中性线产生叠加效应，再加上三相负载不平衡，造成中性线过载，进而引发火灾事故的结论。     

单板纳星电源系统能量平衡仿真

能量平衡是微纳卫星电源系统设计和考核的重要要求,在地面通常通过数值仿真进行评价。介绍单板纳星电源系统结构和特点;分别对太阳电池阵、蓄电池组和卫星负载进行数学建模;结合卫星姿态动力学进行能量平衡仿真,仿真结果可以实时反映卫星的功率变化、电池容量和能量平衡情况。电源系统在轨试验数据与仿真结果基本一致,证明所建模型是正确的,仿真方法有效。     

电感储能系统驱动虚阴极振荡器数值研究

应用PSpice程序构建了一种比较符合实验实际的电感储能系统驱动反射三极管虚阴极振荡器的等效电路模型 ,研究了虚阴极中的电流电压关系 ,以及电爆炸丝切断开关和脉冲变压器的作用。具体介绍了电爆炸丝和虚阴极振荡器的计算模型。计算结果给出了脉冲变压器、电爆炸丝和虚阴极振荡器的参数选择对负载上获得的电压、电流的影响。     

装备分布式虚拟维修训练仿真负载平衡研究

基于HLA的装备分布式虚拟维修训练过程极易产生仿真节点负载失衡,以往的负载平衡研究多关注资源利用率,仿真运行过程中可能会因节点负载的不均衡进行频繁的负载调度,影响仿真运行效率.针对此问题,以保证仿真节点的高效运行为首要目的,将负载平衡定义为不存在超载节点即为平衡,提出了一种动静结合的复合式负载平衡调度方法.研究了复合式负载平衡系统的体系结构,采用最小连接调度法实现了节点静态负载的粗粒度平衡,引入仿真运行比率分量参数表征负载量值,进而设计了动态负载平衡算法对仿真运行过程进行实时监控和调度.实验结果表明,改进后仿真平衡调度频率明显下降,实现了资源利用率和仿真效率的平衡兼顾,取得了良好的效果.     

新型二十四脉波整流器的谐波问题

针对基于圆形变压器的新型二十四脉波整流器的谐波问题进行了研究。首先,分析了三/十二相圆形变压器应用于二十四脉波整流的原理;然后,在磁动势平衡原理的基础上,对电网侧电流的谐波成分进行了理论和实验研究。实验结果表明:该新型整流器不仅能够提高输出直流电压的品质,还能有效地抑制输入侧的低次电流谐波。     

供电电缆磁场辐射的预测模型及优化设计

基于磁场叠加原理,建立了单相、三相、并联单相、并联三相供电电缆常见布局方式下的磁场辐射计算模型,并给出了降低电缆磁场辐射的优化布局方法。仿真与实验结果表明:该计算模型有较高的准确性,有助于把握供电电缆磁场辐射的决定因素,可用于快速指导供电电缆的优化设计,以避免反复的仿真或实验试探,缩短设计时间,降低设计成本。     

隔离型DC/DC变换器的嵌入式滤波设计

传统的隔离型DC/DC变换器输入端电流断续,会对电源或负载产生严重的电磁干扰,利用嵌入式滤波(Built-in Input Filter,BIF)的方法可以实现输入电流的连续。以嵌入式滤波全桥为例对嵌入式滤波的原理进行了分析,提出了隔离型DC/DC变换器嵌入式滤波拓扑、变压器以及交叉耦合电容参数的设计方法,并用该方法推导和设计了带有嵌入式滤波功能的半桥拓扑,利用PSIM软件进行了仿真分析。搭建了新型半桥拓扑的试验样机,验证了设计方法的有效性。     

基于H_∞混合灵敏度方法的中频逆变器设计

中频逆变器和工频逆变器相比,在一个采样周期内采样点少了8倍,系统静差就很难消除。为了消除系统静差和克服参数不确定对系统性能的影响,针对400 Hz中频逆变器的特点,首先在建立系统数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,并基于H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器;然后,对整个系统的稳定性进行了分析,并设计了一台10kW试验样机;最后,通过软件和样机对系统进行了仿真和相关实验,仿真和实验结果表明:所设计的控制器能够使系统有很好的动静态性能和鲁棒性。     

舰船任意姿态下消磁系统电流变化关系

推导出舰船消磁系统电流在任意航向上有纵倾和横摇时的变化关系；利用主磁航向上消磁系统电流与各干扰量以及地磁场的联系，提出了在磁东航向上利用舰船横摇时消磁系统电流变化关系对垂向感应干扰进行分离的方法，为在同一地点实现对舰船消磁系统跨纬度区抗干扰调整提供了可能．     

飞轮储能对船用燃气轮机发电系统稳定性影响的仿真研究

针对以燃气轮机为原动力的舰船综合电力系统动态性能易受舰船大功率用电负载突变、高能武器投切、电网故障等的影响问题,首先提出采用短时高功率的飞轮储能系统并入船舶电网以平缓系统功率波动;然后,结合综合优化弱磁控制建立了飞轮充放电控制模型,并对并网侧变流器控制进行了优化改进,实现飞轮充电模式下直流电压快速稳定、增强抗扰性能及放电并网模式下输出功率可控;最后,利用仿真软件分析了飞轮储能系统并网下负载突变导致的燃气动力轮机涡轮转速、电网频率、电压幅值及功率的变化。结果表明:飞轮储能系统的投入对舰船电网电压凹陷具有抑制作用,能够减缓负载突变导致燃气轮机动力涡轮转速变化及增加电网频率稳定性,有效提高了舰船综合电网整体性能。     

小型单相同步发电机的复励式励磁系统研究

通过对小型单相同步发电机普通无刷励磁系统原理说明、存在问题分析,提出了一种电流互感器式复励式励磁系统方案。通过实验仿真结果表明,电流互感器式复励式励磁系统能够提高同步发电机响应速度,改善电机瞬态电压调整率动态性能指标,解决了小型单相同步发电机普通无刷励磁系统存在的问题。     

突加负载对同步发电机整流系统直流侧电压的影响

为了研究发电机整流系统输出直流母线电压随突加负载的变化机理,基于交流发电机突加静态平衡负载的分析方法,给出了发电机整流系统直流侧突加负载时的瞬时电压表达式。首先,给出了发电机整流系统等效电路模型;然后,将直流侧负载等效到整流桥的交流侧,并利用整流桥本身的特性,推导了突加负载时直流侧瞬时电压表达式;最后,通过交流发电机突加静态平衡负载的理论计算结果检验了相应PSCAD仿真模型的可行性,并在此基础上,建立了发电机整流系统直流侧突加负载的PSCAD仿真模型,仿真结果验证了所提计算方法的正确性。