三相PWM变流器谐波阻抗的研究

变流器的谐波阻抗是系统稳定性分析、滤波器优化设计中的重要参数。以典型的三相PWM逆变器为例,研究了三相PWM逆变器在abc坐标系下与dq坐标系下的输出阻抗模型,并采用谐波电流注入法,对逆变器的输出阻抗进行测量,从而得到三相PWM变流器的谐波阻抗参数。采用仿真实验对理论分析进行了验证。     

基于DSP的单相阻抗测量仪设计

给出了一种基于DSP的单相阻抗测量仪设计方案.该测量仪可以在20～2 kHz频率范围内测量单相回路的阻抗.设计上选用高性能的DSP TMS320C6711作为处理器,充分利用其强大的运算能力和片内外资源并采用数字信号处理的方法,进行信号的信噪分离和矢量分解,使该测量仪具有高速,宽量程,测量准确的优点.文章介绍了测量仪的测量原理和设计方案,给出了硬件设计原理图和软件实现方法.     

一种用于复杂谐波环境中评估用户谐波责任的实用方案

国家标准GB／T14594．93《电能质量公用电网谐波》对单个用户注入电网的谐波电流及PCC点的谐波电压做了限值要求。在单一谐波源用户接入的情况下,可以此为依据,评估用户的谐波责任、、然而目前电网中更为普遍的是,在一种复杂谐波环境下,谐波电流和电压测量值均是由众多谐波分量叠加而成,而国标中并未给出相应的评估方法,这给电能质量评估工作带来了相当大的困难．、文章对此进行了大量的调查研究,首先,给出了实例,指出现有评估方法的不足之处;随后在现有计算方法的基础上,从谐波电压角度提出一套评估用户谐波责任的实用方案;最后进行了实例分析,证明了所提方案的有效性。     

基于级联H桥变流器的牵引网谐波阻抗测量装置

电力机车高次谐波电流引发的牵引网谐振事故影响电气化铁路安全运行,深入研究牵引网阻抗频率特性有重要意义。本文基于谐波注入干预法,提出一种可直接对牵引网谐波阻抗进行测量的测量装置实现方案。测量装置采用级联H桥变流器作为谐波发生器,控制系统采用分层控制结构。通过升压变压器向牵引网注入100~5 000 Hz不同频率的谐波电流,测量注入点处的电压、电流数据,估算牵引网谐波阻抗。仿真分析结果表明,本测量装置在设计频率范围内,能够获得准确的谐波阻抗,并且无需单独的整流环节作为直流电压源,结构简单,控制可靠。     

基于电压比较的牵引供电系统异相短路保护

通过测量阻抗轨迹法对异相短路故障的测量阻抗进行分析,得出牵引网发生异相高阻电弧短路故障时,按常规原理阻抗保护将拒动的结论。在异相短路故障特性的基础上,利用电压向量图法对故障电压进行分析,发现两供电臂电压和相间电压的幅值和相位发生有规律的变化,根据该电压变化特征,建立了基于两供电臂电压和相间电压的相关比较,同时结合电流增量保护来实现异相短路故障的保护。通过已有仿真分析和实际相间短路故障数据分析表明,该方法对异相短路故障具有良好的识别能力,可在牵引变电所保护系统中配置该保护。     

交流传动机车牵引变压器谐波电流与复合短路阻抗的计算

根据交流传动机车牵引变压器的工作特点，利用FFT计算了线圈中的谐波电流，并详细推导了交流传动机车牵引变压器复合短路阻抗的计算方法，计算结果与试验数据相吻合。     

在故障测距中应用故障分量电流的阻抗法研究

阐述了在高压输电线中利用故障电流分量消除过渡电阻影响的阻抗测距原理及将其用于牵引网馈线故障测距的计算,采用该方法可以极大提高牵引网故障测距的测量精度。     

交流传动机车牵引变压器谐波电流与复合短路阴抗的计算

根据交流传动机车牵引变压器的工作特点,利用FFT计算了线圈中的谐波电流,并详细推导了交流传动机车牵引变压器复合短路阻抗的计算方法,计算结果与试验数据相吻合.     

基于HHT方法的电气化铁道谐波检测与分析

将希尔伯特-黄变换(HHT)方法用于电气化铁道谐波检测中.由于电气化铁道谐波电压、电流信号中基波能量很大,其它次数的谐波能量相对较小,使得经验模态分解 (EMD)方法在应用中出现模态混叠现象,不能准确地提取任意频率的谐波信号.为改善经验模态分解过程中产生的模态混叠现象,本文采用Yang提出的基于Fourier变换的EMD方法对电气化铁道谐波信号进行筛分.通过该方法可以有效地提取出任意频率的谐波分量,进而计算其Hilbert谱.通过对电气化铁道牵引变电所实测谐波电压、电流数据进行分析,结果表明:利用改进的HHT方法可以得到电气化铁道各次谐波准确的时频分布.最后通过HHT方法计算出各次谐波电压、电流含有率及总谐波电压、电流畸变率,并对计算结果进行分析.HHT 方法为电气化铁道谐波检测与分析提供了一种新的途径.     

基于组合型随机零矢量PWM控制器研究

根据空间矢量脉宽调制技术与正弦脉宽调制(SPWM)注入零序分量等效原理,设定在SPWM中引入零矢量分配因子K_0。通过K_0对零矢量U_0和U_7作用时间的不同分配得到特定零矢量PWM调制方式。针对这些调制方式各自在控制上的优劣,提出一种组合型随机零矢量分配的PWM(RZDPWM)调制方法。该方法将零矢量由特定模式转换为随K_0实时变化随机模式,通过调制比m对调制波进行分段处理,能够有效降低功率器件的开关损耗,减小总谐波畸变率和系统的电磁干扰。最后通过MATLAB仿真验证了所提出方法的优越性。     

应答器传输模块抗干扰性量化及自动测试研究

为准确检测应答器传输模块(BTM)设备受外界干扰时的译码能力并提高整机测试的效率,使用虚拟仪器技术搭建BTM自动化测试平台,在进行BTM设备自动测试的同时增加抗干扰门限值的测定。利用自动测试平台分别将单频、调幅及高斯白噪声等多种类型的干扰信号自动与报文信号进行混合,按测试序列调整频偏及信号速率和信号功率,并能够实现通信环境模拟、测试结果自动判断等。研究结果表明,通过上述方法可以自动判断干扰信号对报文正常接收的影响程度,并可绘制BTM抗干扰性能门限图,将测试结果可视化呈现。该研究将为制定设备可靠性指标提供量化依据,为设备性能改进提供技术支撑。     

基于稀疏分解的微弱信号检测方法

微弱信号的检测在通信、雷达、声纳等领域有着重要的意义,一直是信号处理的难点。本文将信号稀疏分解思想应用于信号检测,提出一种算法。算法中信号稀疏分解采用Matching Pursuit(MP)算法实现,原子采用正弦波模型,通过对正弦波模型伸缩和平移形成过完备原子库。由MP分解结果,可检测出淹没在强噪声环境中的微弱正弦信号的幅度、频率和初相位参数,从而恢复出待检测的微弱正弦信号。所提出方法在-40 dB极低信噪比环境下可以同时检测多个正弦信号。计算机仿真结果证实了算法的有效性。     

高速铁路AT供电系统谐波谐振频率研究

给出了一种简便、直接计算牵引供电系统的谐波谐振频率的方法。通过对AT(autotransformer)供电方式下的单线牵引网进行三导体合并化简和去耦,得到其单位长度阻抗、电容。采用双端口网络对AT供电系统进行等效分析,获得牵引供电系统谐振频率的精确表达式。根据牵引网单位长度阻抗、电容及已知的牵引网长度即可推导出该牵引网的谐振频率。采用Matlab软件进行仿真分析,结果表明:通过该方法计算得到的牵引网谐振频率与仿真得到的谐振频率一致,证明了该方法的正确性。     

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。     

相位连续移频信号的数字化实现

分析了相位连续与不连续移频信号的频谱并比较了它们的带宽。相位连续的移频信号有较窄的带宽,抗干扰性能强。目前,在移频轨道电路中产生相位连续信号的方法主要有两种:直接调频法,频率转换法。前者相位连续但频率稳定性差;后者频率稳定性高但相位近似连续。为克服上述不足,本文提出了数字化直接调频法,其相位连续、频率可调、频稳性高。     

新型无线感应技术在模拟载波通信中的应用

与传统的感应无线技术相比,新型无线感应技术具有更好的抗干扰能力且减少了一根传输线,应用于机车,特别是磁浮列车的自动驾驶中,可以满足列车自动化驾驶中通信定位测速的需求。为此对新型无线感应技术在模拟通信中的应用进行分析。以单频模拟信号为调制信号,对连续正(余)弦载波进行调幅、调相和调频等调制,得到AM,DSB,SSB,窄带调频,窄带调相等已调信号通过新型无线感应系统时的不同解调新方法,并对新型无线感应系统的AM,DSB,SSB,窄带调频,窄带调相等调制解调进行仿真。结果表明:新型无线感应技术可以应用于模拟载波通信中恢复原始信号。     

高速列车牵引传动系统仿真可信度评估方法

针对高速列车牵引传动系统仿真信号的特点,利用Prony变换提取信号的频率、幅值、阻尼和能量等特征,分别构造残差、频率、幅值和阻尼相似度来度量仿真信号与实际信号的差异;将评估指标的可信度分为整体可信度和特征可信度,综合考虑两种可信度,给出了指标可信度的量化模型;使用群组AHP方法确定可信度指标权重,降低了确权的主观性,使可信度指标的权重更加客观合理;形成了一套定性和定量分析相结合的综合仿真可信度评估方法。将本文方法运用到CRH2型动车组牵引传动系统的无故障和故障注入仿真实验,结果证明了本文方法的合理性、有效性和实用性。     

交联聚乙烯电缆在线绝缘诊断新方法研究

研究目的:交联聚乙烯(XLPE)电缆有广泛的适用范围,研究其绝缘早期劣化检测方法对于延长电缆寿命有着关键的作用。研究方法:建立了水树精确数字仿真模型,提出一种新的在线绝缘诊断方法:高频信号叠加法。在电缆屏蔽层叠加高频低幅电压信号,以凸现损耗电流波形,利用分形方法对采集到的损耗电流信号进行分析。研究结果:XLPE电缆的水树的劣化使得损耗电流中谐波分量增加。谐波分量主要由于水树的非线性电压-电流特性引起。谐波分量的出现使损耗电流信号的分形维数增加。本文分别计算了容量、信息、关联3种维数,分析了各种维数和水树劣化之间的内在联系。研究结论:分形维数很好地反映了电缆中水树劣化的程度,可以作为在线绝缘水树劣化的诊断依据。     

一种基于正交小波包技术的机车信号记录器数据快速压缩方法

根据铁路机车信号设备自身的信号译码需求,提出一种基于正交小波包技术的轨道电路信号的快速压缩方法,以改善目前机车信号记录器直接存储方式给波形数据存储造成的局限性.该方法利用截频性能出色的dmey小波的正交镜像小波滤波器组对机车信号记录器的记录波形信号进行3级小波包分解,按照记录信号制式的不同,在考虑dmey小波滤波器截频特性的前提下,根据小波包分解后的信号频带对应关系,只保留当前轨道电路信号所在频带的波形数据,以达到信号压缩的目的.实验表明,该方法可以对目前铁路现场主要使用的国产移频信号、UM71信号和ZPW-2000信号进行有效压缩和精确重构,且具有算法简单和方案灵活等特点,能够满足铁路现场实际运用的需要.     

利用小波分析技术提取移频信号信息特征

针对铁路移频信号的信息特点,提出了利用小波脊线技术分析移频信号信息特征的具体方法。该方法可以快速、准确地计算出移频信号的瞬时频率和信号包络,并根据所得出的瞬时频率推算出相应的调制低频信息,为铁路移频和UM71信号的分析和译码提供了一个新的方案。