基于SHEPWM的多模式调制切换算法

为了抑制切换过程电流和转矩冲击，提出了一种基于特定次谐波消除脉宽调制（SHEPWM）的多模式调制平滑切换算法. 根据SHEPWM算法的基本原理分析了相电压波形谐波分布情况；基于异步电机等效电路模型得到不同开关角个数下各次电流谐波幅值和调制度的关系；将切换过程抽象为电流基波及各次谐波的一阶暂态响应过程，建立了切换过程的数学模型，从电路原理的角度分析了切换冲击的产生机理；基于RT-LAB半实物实验平台对两种切换算法进行了硬件在环半实物试验对比. 研究结果表明:谐波幅值突变是造成转矩冲击的原因，在相电压基波相位π/2和3π/2处切换谐波电流幅值不发生变化，相电流可以平滑过渡；三相无法同时满足相位为π/2或3π/2的条件，因此分别在相电压基波相位π/2和3π/2处切换，切换过程电流和转矩冲击得到有效抑制.      

利用贝塞尔函数分析脉宽调制逆变器输出电压的频谱幅值

本文针对很有发展前途的“分谐波”变频调速系统中的双向脉宽调制(P.W.M.)逆变器进行以下两方面的分析: 1.确定双向脉宽调制逆变器输出电压的各次谐波幅值的数学模型,利用电子计算机算出不同调幅比E、载波比m时输出电压的谐波幅值; 2.利用贝塞尔(Bessel)函数进一步分析数值解法中众多的数值所隐含的规律性,给今后的设计和改进提供某些参考依据。     

抑制两级式逆变器中间母线电压二次纹波的方法

针对两级式单相逆变器中间母线电压存在二次纹波的问题,提出了一种可以抑制其幅值的控制方法。对两级式单相逆变系统中能量流动、纹波功率以及中间母线电容纹波电压的产生机理进行了分析。提出一种在前级直-直电路控制器的电压环的给定处加入与母线电容电压同频、同相的扰动量,通过调节扰动量的大小来抑制母线电容纹波电压的控制方法。该方法可增加电压外环的带宽,提高系统的响应速度,显著改善负载跳变时的动态特性。此控制策略在基于DSP的先进数字控制平台上进行了实验,实验结果表明该控制策略的有效性和合理性。     

汽车点火闭合角控制电路设计

用电压比较器设计出汽车点火闭合角控制电路，分析了其工作原理，并推导出线圈恒流值计算公式和恒流裕量计算公式。     

十二相同步电动机对交-交变频调速系统谐波的改善

在给出十二相交-交变频器输出谐波电压的基础上,对交-交变频十二相同步电动机调速系统四"Y"综合d,q电压谐波进行了推导,结果表明,四"Y"d,q电压谐波可以互相抵消,使得d轴和谐波电压为零、q轴和谐波电压中仅含有幅值很小的少数次谐波,进一步对电流谐波、电磁转矩谐波的分析证明这种电压谐波抵消作用对改善交-交变频十二相同步电动机的谐波特性具有良好的效果.仿真和试验结果验证了理论推导的正确性.     

基于APF的盾构机无功补偿与谐波抑制研究

在盾构机供电系统中,由于目前采用的补偿方案无法在不同工况模式下对系统进行动态无功补偿及谐波治理.为此,提出了在盾构机供电变压器低压侧装设有源电力滤波器(active power filter,APF)的无功补偿与谐波治理方案.首先,在双闭环控制理论的基础上,引入模糊自适应PI控制器以改善APF直流侧电容电压的稳定效果;其次,利用电压控制器的输出和电网电压产生的基波因子相乘得到指令信号,控制APF进行无功补偿和谐波抑制;最后,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真.实验结果表明,提出的方法能在负载变化的情况下有效地滤除系统中的各次谐波并提高功率因数,同时该方法不需要进行谐波电流检测,降低了算法的复杂度,能有效降低硬件成本.     

基于ZYNQ的谐波检测系统设计

采用基于快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)的加窗插值算法进行谐波分析。针对目前谐波检测系统存在的运算量大、计算时间长、实时性差等技术瓶颈。提出了使用集成现场可编程逻辑阵列(field-programmable gate array,FPGA)的高速数据处理能力和ARM(advanced RISC machines)高效数字信息管理能力的ZYNQ作为主控芯片的方案。使用FPGA技术实现基于FFT的加窗插值算法,在Vivado平台中建立谐波检测系统,利用Xilinx公司推出的搭载ZYNQ芯片的Zed Board开发板计算出50次以内各次谐波的频率、幅值和相位。将分析结果与Matlab仿真对比,验证了使用该系统进行谐波分析具有较高的精确度。     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

最佳脉宽调制（PWM）方法的探讨

分析了交－直－交电力传统动系统中由逆变器供馈三相异步电机时，在最常用的同步脉宽调制（ＰＷＭ）方式下出现的电压谐波，对各种不同的载波比和调幅比用计算机进行了各相电压谐波幅及频谱计算，提供了在各种频率下选择最佳ＰＷＭ方式的依据。     

孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性

近海流线型箱梁主梁距水面较低时，气动特性极易受到极端波浪边界的干扰.为研究极端波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性，以孤立波浪模拟极端波浪，基于FLUENT软件，采用铺层网格技术建立了模拟运动孤立波浪边界干扰下流线型箱梁气动特性的数值模型；利用所建立并验证的数值模型研究了不同参数下运动孤立波浪边界对流线型箱梁气动特性（静气动力系数、涡量场以及平均压力系数和脉动压力系数分布）的干扰.分析结果表明：不同孤立波浪边界运动速度干扰下流线型箱梁气动特性明显区别于无波浪工况；随波浪边界运动，迎风角处剪切层方向相比于梁底转折角处（8°风攻角）及梁顶转折角处（-8°风攻角）剪切层方向变化明显；在运动孤立波浪边界干扰下，箱梁抖振响应会随风攻角幅值增大呈增大趋势.