一种电流型PWM逆变器的电荷轨迹控制法

采用空间向量原理，从空间电荷向量端点轨迹逼近于国出发，推导出ＰＷＭ脉冲模式的算法，同时采用８０９７微处理器实现这种脉冲模式和对逆变器进行控制。由实验波形看出，在较低频时逆变器的输出电流为三相对称的近似的正弦波电流，消除了低频时有害的寄生脉动转矩。     

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明：基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控...     

瞬态直接电流控制的脉冲整流器研究

以城市轨道牵引供电系统中网侧变流器为研究对象，通过单相两电平整流器数学模型，对瞬态直接电流控制原理进行分析，给出瞬态直接电流控制的脉冲整流器数学模型和控制方程，最后在Matlab／Simulink下建立仿真模型，仿真波形表明瞬态直接电流控制是一种有效的控制方式，可以提高交流侧功率因数，同时保证直流侧还有稳定的直流电压和动态响应。     

单相四象限变流器双闭环控制方法改进

针对单相四象限变流器基于坐标变换双闭环控制方法的不足,通过建立旋转坐标系下的数学模型,提出了基于电流状态反馈和预测电流控制的改进算法及实现方案,该控制方法不仅可以实现网侧电流有功分量和无功分量的准确控制,同时具有良好的动态响应能力。采用仿真软件搭建了系统模型并进行计算,对2种控制方法进行比较和验证。仿真结果表明,改进的控制方法能够保证单相四象限变流器的稳定工作,并且具有更好的动态响应。     

复矢量电流调节器在牵引永磁同步电机中的应用

在牵引电传动系统中,由于高电压、大电流的特点,同时受到开关损耗和散热等条件限制,逆变器的最高开关频率通常较低,只有几百赫兹。在这种情况下,永磁同步电机控制系统中的电流控制性能较差。为此,在复矢量法分析的基础上建立了包含延时影响的离散数学模型(脉冲传递函数),并采用最少拍系统设计方法确定电流调节器,针对数学模型在低速启动时不准确的问题,提出了补偿方案。通过仿真和现场试验结果证明,采用所提电流调节器在低速大电流启动和高速运行时,反馈电流都能很好跟随给定电流,电磁转矩也能完全跟随给定转矩;并且在加、减挡位时,电流和电压具有较好的稳态性能和动态性能。     

脉冲开关用 6 英寸高 di/dt 晶闸管的研制

针对脉冲开关用晶闸管对di／dt耐量的高要求,阐述了晶闸管的导通过程和di／dt的失效机理。通过选用适当的硅单晶参数,调整P基区浓度分布,优化门极图形,采用双负角造型工艺,设计并试制出6英寸脉冲开关用晶闸管。该晶闸管的脉冲峰值电流可达300kA,di／dt耐量超过3000A／μs,试验表明其具有良好的稳定性和可靠性。     

基于数字信号处理器实现特定消谐脉宽调制控制技术的研究

在大功率交流传动控制中,传统的PWM(脉宽调制)方法输出由于存在低次谐波,会使电流和转矩产生脉动,影响控制精度。以三相电压型逆变器为分析对象,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)来实现特定次谐波消除脉宽调制(SHEPWM)控制技术。该技术是首先根据SHEPWM控制技术的基本原理建立其特定谐波消除中开关角与调制度之间的数学模型;然后通过Matlab软件对该非线性数学模型方程组进行求解,得到对应的PWM单相电压脉冲的输出波形;同时利用dsPACE半实物仿真平台对SHEPWM控制技术进行数字化实现及验证;最后通过试验平台分析验证其输出电压、电流在不同载波比下的谐波消除情况。结果表明:基于DSP实现的SHEPWM控制技术,在实际应用中能够消除低次谐波、减小电流和转矩脉动,并能提高电能控制质量。     

交流传动互馈试验台脉冲整流器二重化串联系统

为适应我国城轨交通(交流传动)2种不同的供电电压制式,将2台脉冲整流器进行二重化串联,同时采用相应的联合控制策略进一步减小交流电流谐波,提高系统功率因数。仿真与试验结果证明脉冲整流器的二重化串联是可行的。     

动车组脉冲整流器谐波抑制的研究

文章重点研究动车组脉冲整流器,对其采用预测直接电流控制法进行控制,创造性地采用陷波滤波器法来降低直流侧电压低次谐波,采用比例谐波控制器来降低直流侧电流低次谐波。根据控制原理,运用Matlab建立仿真模型。仿真结果与实际情况相符,该研究工作为动车组脉冲整流器的谐波抑制研究提供了理论参考。     

电气化铁路SVG电流检测与控制策略的分析

本文针对电气化铁路牵引供电系统受到谐波及无功污染问题,探讨了采用静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)进行动态补偿的方案。在SVG补偿原理分析的基础上,分别对谐波及无功电流的检测方法和补偿电流的控制策略进行深入分析和对比,得出电气化铁路上SVG较为理想的控制方法为同步电流检测法配合三角波比较的方式,其具有较好的实时性和控制精度。     

基于DAB电路的动车组双向充电机控制策略研究

为了简化传统充电机拓扑结构,并减小设备体积和重量,提高安全性,文章将双有源全桥变流器(Dual Active Bridge-Isolated Bidirectional DC/DC Converter,DAB)应用于动车充电机。针对DAB电路采用传统的单移相控制,存在功率回流以及电压不匹配时电流应力过大的问题,将双重移相控制策略引入DAB电路的控制中,通过在高压侧桥臂间增加最优内移相比,可以在实现输出电压闭环控制的同时,使DAB的回流功率达到最小,降低开关管电流应力。本文给出详细的优化算法和控制系统设计方案,采用MATLAB/Simulink仿真和试验相结合,验证了所提最优双重移相控制的正确性和可行性。     

基于互补集合经验模态分解的近场脉冲地震信号降噪算法

针对近断层地震速度脉冲信号非线性非平稳的特点,建立了以互补集合经验模态分解(Coplementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)为基础的一种降噪算法。该算法首先对仿真信号进行CEEMD操作,获得从高频到低频的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),然后对IMF筛选叠加,得到多组含不同阶数的重构信号;通过算法相关度和逼近度组成综合评价指标,对多组重构信号进行筛选,得到全局最优重构组合Rec3,实现信号的有效去噪。然后采用以所选最优重构组合为基础的降噪算法分析实测速度脉冲信号。结果表明:该降噪算法具有很好的降噪效果,所得结果曲线较原信号曲线光滑平整,主脉冲信号清晰可辨,且由于算法本身没有人工加窗这类操作,使得其自适应良好,具有一定的实用性和可靠性。     

高铁再生制动工况下公用电网负序电流优化

为解决高速列车再生制动工况下产生的巨大能量造成公用电网负序电流急剧增加的问题,提出采用基于超级电容储能的铁路功率调节器(SC-RPC)补偿装置。通过分析SC-RPC的电气模型,构建再生制动工况下基于SC-RPC的公用电网最小负序电流数学模型,采用改进粒子群算法求解模型,提出相应的控制策略,并进行仿真验证。结果表明:采用SC-RPC,能够有效抑制因再生制动产生的负序电流,并且在大幅降低负序电流的同时使功率因数大于0.9,满足国家标准规定的电能质量要求,验证了再生制动工况下采用SC-PRC抑制公用电网负序电流的有效性。     

冲击干扰下高压不对称脉冲特征频率提取算法

电气化铁路中的不平衡电流,尤其是电网冲击干扰电流,已经成为轨道电路系统主要的干扰源,如何减少冲击干扰的影响成为越来越紧迫的课题。FFT是在轨道电路信号特征参数提取中普遍使用的解调算法,只是FFT有其自身的局限性,不能对非平稳信号进行分析,而小波分析方法是一种时频分析方法,可以将高频信号和低频信号分离,在处理非平稳瞬时信号时有明显的优势。本文以高压不对称脉冲轨道电路为例,提出一种基于小波分析提取高压不对称脉冲信号特征频率的算法。通过计算机仿真,此算法不仅具有一定的抗干扰能力,而且具有较高的精度。     

辙叉焊机的闪光速度控制系统

本文简要介绍了辙叉焊机的基本原理和控制系统组成;详细阐述了采用伺服比例阀控制闪光速度的系统结构,用PLC完成闪光焊的闪光速度控制和焊接过程控制;分析了焊接电流和闪光速度的匹配关系,并采用PID控制和比例控制相结合的算法控制焊接电流稳定;设备使用效果良好,焊接产品通过了各项检测.     

三电平四象限变流器的控制仿真研究

针对单相三电平变流器采用瞬态电流方法进行四象限控制,使其既能工作在整流状态,又能工作在逆变状态;并且直流电压稳定,人端电压和电流是同相位或反相位的.同时,控制三电平变流器必须要考虑直流侧电压的中点平衡问题,控制方法是根据直流侧上下2个电容差及中点电流反馈值进行分析,然后对于那些不利于中点平衡的PWM脉冲进行矫正,从而控制中点电压的平衡.     

电流控制型Boost变换器分叉行为的仿真和分析

研究了电流控制型Boost变换器的分叉行为,建立了符合实际电路限定条件下的离散迭代映射模型,采用分又图和庞加莱截面,分析了电路参数对分叉行为的影响,并对产生切分叉和阵发混沌现象的电路参数进行了讨论.通过构造Matlab下的分段光滑开关模型,采用龙格-库塔(Runge-Kutta)算法,得到了Boost变换器的时域波形和相轨图,从而验证了离散迭代映射模型的正确性.研究结果表明电流控制型Boost变换器具有丰富的非线性动力学行为.     

基于微分平坦理论MMC-RPC的PIR控制策略

为综合治理牵引供电系统的负序、无功、谐波等电能质量问题,分析V/v变压器左右两侧供电臂上的功率关系,通过转移有功功率、补偿无功功率和分离谐波功率等方式综合治理电能质量问题。同时,在对铁路功率调节器(MMC-RPC)采用准比例谐振控制的基础上引入微分平坦控制理论(FBC)。运用微分平坦理论,在MMC-RPC供电臂上的动态数学模型中选取有功电流和无功电流作为系统输出量,使其满足微分平坦系统的条件。对微分平坦系统进行李雅普诺夫稳定性分析,采用比例积分和Quasi-R并联控制,设计出微分平坦控制器。在Matlab/Simulink中搭建仿真系统,模拟几种不同的运行工况进行仿真,并与其他控制方式进行对比,所得波形验证了该控制策略的有效性与优越性。     

基于状态观测器的单相整流系统传感器故障诊断与容错控制方法

交直交传动系统广泛应用于高速铁路牵引领域。电力牵引变流器作为牵引传动系统核心部件,由于其自身结构复杂,且运行环境恶劣,易突发故障。本文针对牵引变流器脉冲整流器网侧电流传感器和中间直流侧电压传感器故障,通过建立单相脉冲整流器混合逻辑动态MLD(Mixed Logic Dynamic)模型,构建系统状态观测器,研究基于状态观测器的传感器在线故障诊断与容错控制方法,并基于RT-LAB在回路试验平台进行了验证。试验结果验证了该方法的有效性,其具有诊断速度快、精度高的特点,适用于电力牵引传动系统应用。     

基于三相电流检测的逆变器开路故障诊断及容错方案研究

为解决逆变器开路故障诊断问题及充分利用剩余桥臂资源,针对基于矢量控制的异步电机驱动系统中逆变器开路故障诊断及容错方案,采用逆变器输出三相电流信号作为特征参数,利用小波分析理论提取特征向量,进而通过支持向量机(SVM)判断逆变器是否故障。当SVM检测到逆变器故障时,逆变器由传统的六开关拓扑切换为四开关拓扑,采用四开关模式"七段式"空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法调制。通过计算机仿真验证了SVM诊断逆变器开路故障及四开关容错控制的正确性和有效性。