《电工电能新技术》2003年第3期

京沪高速线应决策采用磁浮方案
严陆光
（中国科学院电工研究所, 北京 100080）
摘要: 上海磁浮示范运营线已于2002年12月31日举行了通车典礼，世界第一条商业运营线正式在我国诞生，国内外均十分关注我国下一阶段将如何发展。在多年来积极促进我国发展高速磁浮列车体系的工作基础上，简述上海线的建成已为决策京沪线采用磁浮方案奠立了良好基础，京沪线采用磁浮方案的重大意义，投资问题，风险问题，提出了“京沪线应决策采用磁浮方案，近期先建沪宁、京津段”的工作建议。
关键词： 高速磁浮列车； 北京-上海高速线； 方案选择

级联式谐振变换器的电路特性及其非连续导通模式的分析
朱建华，罗方林
(南洋理工大学电气工程系， 新加坡 639798)
摘要：本文介绍了一种多元件级联式谐振变换器，该变换器结合了串联谐振变换器和并联谐振变换器的特点，并且在运行性能上有所提高。文章利用经典交流分析法，推导了电压传输增益，同时分析了非连续导通模式下的各种开关状态，得出相应的等效电路，并且运用数值解法求得谐振电压电流的波形和临界负载电流。
关键词：级联式谐振变换器； 多元件谐振变换器； 谐振变换器； 非连续导通模式
 
多通道伪火花放电开关及其半导体表面放电触发器研究
谢建民1，2,  邱毓昌1
(1. 西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049；
2. 宁夏大学物理与电气信息学院，宁夏 银川 750021)
摘要：本文设计了典型参数下的同轴式三通道伪火花放电开关及其氧化锌表面放电触发器，进行了空气介质下的放电实验研究，测量了开关的放电曲线，给出了产生伪火花放电的气压范围，计算了开关的放电电流上升陡度，并与相同尺寸下的单通道伪火花开关进行了比较，试验结果表明，采用多通道结构后，开关的长期通流能力由单通道的40kA提高到120kA，电路的电流上升陡度也有很大提高（15%～20%），而电极烧损则大大降低。同时首次采用氧化锌半导体设计了开关的表面放电触发器。实验表明，对耐受电压37kV的伪火花开关，在气压不变的条件下，开关的可触发开关电压可低至440V；在30～2kV的放电电压下，放电电流的时延及其抖动分别为（100～500ns）和（20～50ns）。
关键词：伪火花开关（PSS）; 同轴式多通道开关; 氧化锌表面放电触发器

SPWM逆变电源的自动主从并联控制技术
姜桂宾， 裴云庆， 王 峰, 杨 旭， 王兆安
(西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049）
摘要：本文提出了一种可用于分布式发电系统或大容量UPS系统的逆变电源并联控制技术—
自动主从并联控制技术。这种控制技术以并联的逆变电源输出功率的特性为基础，并采用自
动主从控制策略来实现逆变电源的同步并联运行。实验装置以DSP为核心，并以带电容电流
反馈的高性能SPWM逆变电源为基础，采用自动主从并联控制技术实现了逆变电源的并联运行
。实验结果表明，逆变电源之间的均流效果很好。
关键词：自动主从控制；分布式发电系统；SPWM逆变器；并联；环流

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究
孙广生, 孔 力, 李安定
(中国科学院电工研究所, 北京 100080)
摘要：由中国科学院电工研究所研建的西藏安多光伏电站是目前世界海拔最高、容量最大的
光伏电站。文章讨论了高原环境对于电气设备的影响，研究了低气压条件下的气体击穿特性
和电气设备的绝缘性能，介绍了安多光伏电站采取的确保安全工作的措施。
关键词：巴申定律;  绝缘特性;  标准大气压

XLPE电缆绝缘中电树枝生长的阶段性特性实验研究
郑晓泉1, G CHEN2 ， A E DAVIS2
（1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西 西安 710049;
2. 英国南安普敦大学电子与计算机科学系，南安普敦  SO17 1BJ，英国）
摘要：本文研究发现，XLPE电缆绝缘中电树枝的生长过程多数呈阶段性特征，并且在较低的电压频率下伴随着两种不同的电树枝结构。 但在较高的电压频率下电树枝生长的阶段性不甚明显，并且仅仅存在一种电树枝结构。本文最后分析了产生这个实验现象的原因。
关键词：XLPE; 电树枝；阶段性；结构

直流接触器磁系统的动态特性计算及其可视化仿真
张敬菽,  陈德桂,  向洪岗,  刘 刚,  黄琳敏
（西安交通大学电器教研室， 陕西 西安 710049）
摘要：本文将面向对象技术，可视化技术，人机交互技术等引入到电磁系统设计和特性计算
软件中，可以方便地以交互式图形方式输入磁系统结构尺寸，使建立模型直观且快速，大幅
度减轻了输入工作量。作为机车的牵引电器——直流接触器，动态特性反映了它的实际工作
状态。本文提供了两种方法求解动态微分方程组：一种是二元函数插值法；另一种是迭代法
。借助功能强大的ANSYS软件包分析了磁系统的三维磁场，推导出磁路模型中各气隙磁导和
漏磁导的计算公式。实验证明，动静特性的计算结果与实验结果较吻合，该软件具有较强的
通用性。
关键词：直流接触器；ANSYS软件包；动态特性；可视化仿真；OpenGL

基于小波和神经网络的电能质量辨识方法
欧阳森，王建华，耿英三，宋政湘，陈德桂，张桂青
（西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049）
摘要：本文提出一种新的基于小波和神经网络技术的电能质量辨识方法。对各种电能质量信号进行时域、频域和幅值分析，并从小波变换结果中提取与信号时域、频域和幅值量相关的几个特征量来表征不同电能质量信号。将这些特征量作为神经网络的输入可以实现电能质量的辨识。计算结果表明该方法的有效性和准确性。
关键词：电能质量；小波变换；神经网络；信号辨识

基于空间矢量电流调节器的三相四桥臂逆变器的解耦控制研究
孙 驰, 毕增军, 魏光辉
（军械工程学院静电与电磁防护研究所， 河北 石家庄 050003）
摘要：该文提出了一种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。内环使用了一基于三维空间矢量的电感电流内环调节器，使电感电流相当于一受控电流源，解除了电感电流引起的耦合效应。外环采用了同步电压控制器，使用一个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。电容电流参考前馈策略的使用解除了由滤波电容引起的耦合效应；负载电流前馈策略的使用使系统具有对各种负载的快速反应和适用能力。建立了整个系统在dqo空间的控制模型，实现了对d,q,o三个分量的独立解耦控制。给出了在各种不平衡和非线性负载情况下的仿真结果，验证了该控制方案的可行性。
关键词：四臂逆变器；解耦；模型；控制

成套电器分布式智能设计系统的研究
张国钢， 耿英三， 陈德桂， 王建华
（西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049）
摘要：电气原理图的自动设计是提高成套电器的产品设计效率的关键。本文提出一种知识推理和实例推理相结合的方法，通过知识推理进行系统的初步设计和功能划分，运用实例推理实现各个子系统原理图设计。基于XML国际标准，建立了一种通用的电气图描述语言XvgML。实现了一种基于拓扑图搜索的原理图分析算法，可以从设计图纸中自动抽取电路功能单元的实例，在专家协助下更新知识库和实例库。基于Web开放式体系结构建立了一种分布式协同框架，并在此基础之上实现了成套电器的分布式智能设计系统。
关键词：成套电器；智能CAD；专家系统；实例推理；XML

基于改进遗传算法的干式空心电抗器优化设计
刘志刚，欧阳森，耿英三，王建华
（西安交通大学电气工程学院，陕西 西安 710049）
摘要：建立了干式空心电抗器优化设计模型，优化方法采用改进的遗传算法，这种方法对设计结果不需要进行规划。设计了一种线性尺度变换方法，并对最优保存策略作了改进。同时采用了自适应性变异、移民以及自适应惩罚函数等方法，从而增强遗传算法的全局寻优能力。以一种空心电抗器为例，将优化方案与原设计方案进行比较可见空心电抗器的结构尺寸、重量和损耗都显着减小，表明在空心电抗器设计中采用改进的遗传算法取得了良好效果。
关键词：干式空心电抗器；优化设计；遗传算法

一种低速下磁链观测补偿的新方法
张 旭, 瞿文龙
（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084）
摘要：在电压模型磁链观测中，常用一阶惯性环节代替纯积分环节，解决直流偏置和初始值等问题。但低速时在磁链观测上的误差，会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。本文从理论上和仿真上对低速下的磁链和转矩的观测误差进行了分析，提出了一种新型的在低速下采用电压模型观测异步电机定子磁链的补偿方法。该方法采用检测电机定子电流在低速下对滤波器截止频率进行动态调整的补偿方法，给出了原理框图和实现方法。在数字控制系统中，该补偿方法具有简单、容易实现的优点。并对补偿前后的观测结果进行了仿真比较和试验。仿真和试验结果表明经补偿后直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高，从而证实了该补偿方法的有效性。
关键词：异步电机；直接转矩控制；定子磁链观测；磁链补偿

带有电流控制电压型逆变器的新型双绕组异步发电机的电压控制
傅 玉，马伟明，李玉梅，王 东
(海军工程大学电力电子技术应用研究所，湖北 武汉430033)
摘要：带有电流控制电压型逆变器的新型双绕组异步发电机不仅克服了传统异步发电机电压随负载变化的缺点，而且提高了系统的电磁兼容性。其控制系统由两个PI电压控制器和一个滞环电流控制器组成。为了对其电压控制性能和调节速度进行研究，本文建立了计及磁路饱和的双绕组异步发电机及其控制系统的数学模型。对负载、转速突然变化等动态过程中电压控制性能进行了仿真研究。结果表明，该系统具有较好的电压控制性能和响应速度。
关键词：双绕组异步发电机；电流控制电压型逆变器；电压控制

集中绕组永磁无刷电机的转矩研究
吴敬爱，朱东起，姜新建
（清华大学电机系，北京 100084）
摘要：集中绕组永磁无刷电机由于绕组结构与常规60°相带分布绕组不同，定子磁动势的谐波含量增加，定子齿、槽的影响也加大。本文采用电机磁能虚位移原理计算电机转矩，并编制了计算软件，不仅可以计算电机的平均电磁转矩，还可以得到由谐波磁场产生的谐波脉动转矩。通过实例计算，本文还比较了整数槽绕组和分数槽绕组产生谐波转矩的情况，采用分数槽绕组可以消弱谐波脉动转矩。
关键词：集中绕组永磁无刷电机(CWBLPM Motor)；能量虚位移法；转矩

利用光照明模型显示平面矢量磁场
赵 宇， 柴建云
（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084）
摘要: 本文在正弦函数调制的灰度位势图的基础上，利用磁通量管和凹凸映射的概念，提出了一种用于显示磁场的光照明模型。其基本思想是为磁通量管图像上的每个像素建立适当的材料颜色和法向量，然后施加光源照明，利用Phong光照模型，绘制出磁场的图像。这种图像表现了有立体感的磁通量管形象，能很好地同时表达出磁场矢量的方向和强弱。该方法实现了场域内磁场的密集采样，生成的磁场图像速度快、质量高，显着地提高了灰度图像对矢量磁场的表现能力。
关键词：矢量场；可视化；纹理图像；光照明模型

低频方波输出的单级软开关DC/AC变换器的研究
林国庆1，2，陈大华1，陈和平3，张文雄3
(1. 复旦大学， 上海 200433； 2. 福州大学， 福建 福州 350002；
3. 福建源光亚明电器有限公司， 福建 福州 350001）
摘要：本文提出了一种单级DC/AC软开关变换器电路拓扑，并给出了其相应的控制方案，可
作为HID灯高性能的工作电源。它结合了BUCK DC/DC变换器和全桥DC/AC逆变器的特点， BUC
K半级工作在高频开关状态用于调节输出功率，全桥逆变器半级工作在低频条件使输出电压
为低频方波，可有效克服HID灯声共振现象。详细分析了它的工作原理和软开关情况，由于
实现了零电压软开关，可使开关管工作于高频状态，提高了效率。与传统两级电路相比，结
构简单、所用器件少、可靠性高，可用做高强度气体放电灯电子镇流器。电路仿真和实验结
果验证了该方案是可行的。
关键词：低频方波； 软开关DC/AC变换器； HID灯

新型的126kV真空灭弧室电极结构的磁场计算及分析
刘东晖1,2，王季梅1
(1. 西安交通大学，陕西 西安 710049; 2. 陕西电力调度中心, 陕西 西安 710004）
摘要：本文设计了两种新型的126kV多极纵向磁场真空灭弧室电极结构，即：双极和四极纵向磁场真空灭弧室电极结构，并对其纵向磁场进行了计算分析和比较，结果表明双极纵向磁场的电极结构较四极纵向磁场的电极结构产生的纵向磁场要大，且均匀性也较好，预计可以满足开断电弧电流的要求。
关键词: 真空灭弧室; 纵向磁场; 电极结构; 真空电弧

有源滤波器中数字低通滤波器设计及其实现
田大强，蒋 平，唐国庆
（东南大学电气工程系，江苏 南京 210096）
摘要: 本文介绍了数字滤波器的种类和设计方法，在MATLAB环境下对满足有源滤波器性能要求的低通数字式滤波器进行了实例设计，并分析了其滤波特性，最后结合有源滤波器中所使用的DSP控制器，完成了该低通数字滤波器的实现。
关键词: 有源滤波器；DSP；数字滤波器；MATLAB；BUTTERWORTH