《电工电能新技术》2004年第2期

一种UPS的无互联线并联控制技术研究
段善旭，刘邦银，毛谷雨，陈  坚
（华中科技大学电气与电子工程学院， 湖北 武汉 430074）
摘要: 由于模块化电压型逆变器并联控制便于系统扩容和提高系统可靠性，因而逆变器之间或逆变器与公共电网之间组成的并联运行系统正向众多领域(如UPS系统)推广应用。 本文介绍了一种基于频率和电压下垂均流控制的无互联线并联UPS系统。由于采用有功和无功功率作为控制变量，从理论上分析了输出功率与两台UPS之间的输出电压的相位差和幅值差的关系，给出了系统的数字控制方案，在采用TMS320F240控制的两台3KVA的UPS上进行了实验验证了理论分析。
关键词：不间断电源；无互联线并联；并联冗余，模块化，负载均流

混合封装IPEM中功率电路的高频环流及其对控制驱动电路的影响
曾翔君1， 王晓宝2， 杨  旭1， 王兆安1
（1. 西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049；
2. 西安电力电子研究所，陕西 西安710049）
摘要：混合封装电力电子集成模块（IPEM）内功率电路对控制和驱动电路的电磁干扰是非常重要的问题，本文通过仿真和实验发现直流母线的寄生电感与功率器件的寄生电容在开关瞬态的高频寄生振荡是引起IPEM内EMI的主要原因之一。研究表明这个寄生振荡电流不经过负载而直接在正负直流母线和开关器件之间流动，形成一个高频的环流，从而对模块内的控制和驱动电路造成不利的影响。
关键词：电力电子集成模块；环流；EMI

矩阵式变换器在电源异常时的运行性能分析
孙  凯1, 周大宁1, 黄立培1, 濑户诚2, 木全政弘2
(1. 清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084;
2. 三菱电机株式会社， 日本 尼崎 661－8661）

摘要：矩阵式变换器是一种直接型的三相交流－交流电能变换装置。由于不具有直流储能环节，其输入侧电源的异常情况直接影响到输出侧的性能。本文根据矩阵式变换器的工作原理，从理论上分析了变换器在输入侧电源电压幅值不平衡和波形非正弦两种情况下的输出特性，讨论了输入侧电压变化对输出电压和电流中谐波成分的影响。分析了输入侧电源瞬时断电时矩阵式变换器的运行特性。按照上述三种异常情况，在一台2.7kVA的矩阵式变换器样机上进行了实验评估。
关键词：矩阵式变换器；不平衡；非正弦；瞬时断电

正负斜率锯齿载波下软开关三相逆变器的电流补偿方法
许春雨，陈国呈，孙承波，屈克庆 
(上海大学机电工程与自动化学院,上海 200072)
摘要：在本软开关三相PWM逆变器中，采用正负斜率锯齿载波调制方式，可实现逆变器开关器件的软开关动作，但同时会出现逆变器输出电流波形失真。本文根据电机相电流过零时的PWM动作模式和磁链轨迹，对此电流波形失真形成的原因进行了详细的分析，探明了其失真原因，提出了一种电流补偿方法，即在某相电流极性翻转后，立即对此载波周期中的PWM脉冲宽度进行调整，较好地改善了逆变器的输出电流波形。实验结果证明：采用了本文提出的电流波形补偿方法后，逆变器输出电流波形具有良好的正弦度，系统谐波分量小。
关键词：软开关；逆变器；磁链轨迹；电流补偿方法

基于联想记忆神经网络的变流器故障诊断研究
汪木兰， 张崇巍， 顾绳谷
 (合肥工业大学电气工程学院，安徽 合肥 230009)
摘要：提出将联想记忆神经网络应用于电力变流系统的故障诊断。介绍了基于联想记忆模型的诊断算法，总结出交-直-交变频器的故障模式及故障分析表，然后将该样本向量进行HADAMARD预处理、存储记忆后，可据此模型进行样本和非样本的并行联想回忆，实现诊断功能。最后进行了数字仿真研究，并且还提出利用大规模现场可编程逻辑门阵列器件进行软件硬化实现的基本思路。
关键词：人工神经网络；变流器；故障诊断；现场可编程逻辑门阵列(FPGA)

基于精确建模下的永磁同步电动机(PMSM)最佳效率控制研究
宋聚明， 苏彦民
(西安交通大学电气学院， 陕西 西安 710049)
摘要：精确的PMSM数学模型对精确的力矩控制和（或）高效率的传动控制都是不可缺少的。本文提出了一种精确的PMSM模型，把电机的铜损耗、铁损耗、机械损耗和杂散损耗都考虑在内。在精确建模的基础上，提出了该模型下的最佳效率控制，并推导出最佳效率控制的控制公式。实验证明，该模型和最佳效率控制是有效的。
关键词：PMSM数学模型； 控制； 最佳效率

杯状纵磁真空灭弧室三维涡流场仿真
刘志远, 谢克松, 王仲奕, 王季梅
(西安交通大学电气工程学院，陕西　西安　710049)
摘要: 对杯状纵磁真空灭弧室触头建立了与实际触头结构完全一致的有限元分析模型，模型中把电弧弧柱处理成圆柱形金属导体。对模型用有限元法进行了三维涡流场仿真。仿真结果表明，考虑电弧以及杯和电弧的涡流效应后，在电流峰值时，触头片中电流密度最大值变大；触头片上槽一侧的纵向磁场比另一侧强；磁感应强度B矢量在触头表面上的分布呈“旋涡”形状，其纵向分量在触头中心较大，越靠近触头边缘越小，而横向分量则增大；电流过零时，与未考虑电弧以及杯和电弧的涡流效应时的计算结果相比，触头间隙中心平面上及触头表面上的纵向磁场分布变为“帐篷”形状，纵向磁感应强度最大值也变大。在触头开距中心处纵向磁场较强且纵向磁场滞后时间也相对较长。
关键词：真空灭弧室；纵向磁场；真空电弧

非脆弱鲁棒控制的μ综合权函数选择研究
恒庆海
(北京信息工程学院，北京 100101)
摘要: 利用非脆弱鲁棒性能概念和μ综合设计方法，解决了一类常规的鲁棒性能设计不能保证控制器摄动时系统具有较好性能的问题。给出了用μ综合求解非脆弱鲁棒控制器的一种设计方法。并且指出，即使采用了μ综合方法，但如果性能权函数选择不当，也不能得到较好的非脆弱鲁棒性能。给出了权函数的正确选择。求解了μ综合非脆弱鲁棒PI控制器。对电厂锅炉过热汽温示例的不同设计结果进行了仿真对比，表明在被控对象和控制器同时摄动时系统仍具有较好的性能。
关键词：权函数选择；控制器摄动；非脆弱鲁棒控制；μ综合；锅炉过热汽温

同杆双回线故障的精确计算
 林  军,  温步瀛
(福州大学电气工程系，福建 福州 350002)　
摘要: 本文介绍用复矩阵特征模量分解方法精确计算高压同杆双回线故障。在计及线路换位和分布参数条件下精确计算单线和跨线故障。文中还介绍了横向复杂故障的计算方法。该算法可用于研究同杆双回线上运行的继电保护等装置的动作行为和进行事故分析。
关键词: 同杆双回线; 故障计算; 分布参数; 特征模量

开关电源传导电磁干扰传播通道特性的参数灵敏度分析
黄江江, 薛  亮, 和军平, 孙旭东, 姜建国
（清华大学电机工程与应用电子技术系, 北京100084）
摘要：本文在讨论如何建立电力电子装置的传导干扰传播通道的电路模型的基础上，籍助OrCAD/PSpice软件对一开关电源进行了灵敏度分析。仿真与实测结果表明，建立较准确的电路模型，籍助于计算机软件实现对传导电磁干扰传播通道的灵敏度分析，可系统地分析各元件对传导干扰影响的大小，为电力电子装置的电磁兼容的设计和调试提供有效的指导。
关键词：开关电源; 传导干扰; 传播通道; 灵敏度分析

基于RBF网络的光纤位移传感器温度补偿研究
韦兆碧，刘  晔，马志瀛，胡光辉, 时德钢
（西安交通大学电气工程学院, 陕西 西安 710049）
摘要：提出了一种解决光纤位移传感器温度影响的软件补偿方法。该方法基于RBF神经网络理论，将位移传感器和温度传感器的输出进行神经网络处理，基本消除了温度对光纤位移传感器的影响。为存在温度影响的光纤类传感器的实用化设计提供了一种可行途径。实验表明，神经网络处理后光纤位移传感器的温度敏感度系数下降了两个数量级，测量准确度和系统稳定性均得到提高。
关键词：光纤位移传感器；温度敏感度；补偿；RBF神经网络

几种典型的高速磁悬浮列车方案比较
张瑞华1,2, 严陆光1, 徐善纲1, 武  瑛1,2
（1. 中国科学院电工研究所，北京100080；2. 中国科学院研究生院，北京100039）
摘要：由于高速磁悬浮列车的诸多优点，世界许多国家都在积极进行研究，目前以德、日两国技术较为成熟，同时美国、瑞士等国也有几种磁悬浮列车方案正在研究发展中。因此，对这几个国家的典型方案进行研究分析对我国的磁悬浮列车技术发展有很大的借鉴作用。本文介绍了德国的Transrapid磁浮列车、日本MLU系列、美国的Magplane等高速磁悬浮列车方案，并从原理、车辆、道岔、造价等方面对这几种方案进行了比较，通过对各方案优缺点的综合分析，可以看出德国方案比较成熟。
关键词: 磁悬浮列车; 高速; 方案比较

无弧有载调压变压器方案的研究
赵  刚， 施  围
（西安交通大学电气工程学院，陕西 西安710049）
摘要：本文对三种无弧有载调压变压器的技术方案进行了深入的研究。分析了晶闸管与机械开关相结合的无弧有载分接开关的灭弧机理和灭弧特性，论述了晶闸管控制串联调压变压器的工作原理和调压性能。通过物理模拟试验明确了它们不同的灭弧效果和动态响应特性。经过对三种方案的比较，提出晶闸管控制串联调压变压器是无弧有载调压的最佳方案。
关键词：电力电子技术；电压控制；有载分接开关；无弧有载调压变压器;晶闸管

低场核磁共振系统的脉冲功率激励源
周莹， 张一鸣， 唐晓泉， 荆伯弘
（中国科学院电工研究所，北京100080）

摘要：本文提出了一种实用可靠、经济简单的低场核磁共振系统的脉冲功率激励源设计方案。通过理论和实验结果验证了开关功率放大的互补输出电路可以满足低场核磁共振系统中功率激励源的特殊要求。给出了功率MOSFET在开关频率2MHz以下的驱动电路设计。该方案已应用在低场核磁共振系统中的脉冲激励源上，具有输出效率高、频率范围宽、调谐方便，有利于核磁共振实验时谐振点搜寻等优点。
关键词：低场核磁共振；脉冲功率激励源； 高速功率MOSFET驱动

基于DSP的电流型空间矢量PWM整流器
余勇1,  张兴2,  刘正之1
（1.中科院等离子体物理研究所，安徽 合肥230031；
2.合肥工业大学，安徽 合肥230009）
摘要：传统的电流型PWM整流器（CSR）一般采用三值逻辑SPWM调制技术，通过相间解耦预处理的方法获得实际PWM控制波形，过程复杂且直流电流利用率较低。本文基于矢量控制思想，充分挖掘DSP芯片二级中断功能，使得三值逻辑PWM控制波形的发生和控制方案的实现大为简化。文中建立了近似的电流型PWM整流器传递函数模型，为系统的综合提供了依据。实验结果验证了电流空间矢量整流器基本原理、PWM波形发生技术以及控制方案的正确性和可行性。
关键词：脉宽调制;  电流型整流器;  矢量控制

等离子体反应器的改进及其与脉冲电源间的匹配
聂  勇, 李  伟, 施  耀, 谭天恩
（浙江大学环境工程系, 浙江 杭州 310027）
摘要：采用一种基于闸流管开关、Blumlein脉冲形成网络和脉冲变压器技术的高压脉冲电源，以模拟甲苯废气为净化对象，在线板式反应器内进行了结构改进试验。考察了线板式反应器内的电晕线间距及在反应器内引入的折流板、阻挡介质陶瓷板和催化剂对甲苯去除率的影响，分析了反应器峰值阻抗与电源的输出特性阻抗的匹配关系，为优化反应器设计及与电源匹配提供了基础数据。结果表明：反应器设计中，电晕线间距和电晕线与极板间距之比以0.8左右较好；反应器内加折流板，甲苯的去除率有所提高；负载Mn催化剂的陶瓷板阻挡反应器的去除率及能量利用率最高，陶瓷板阻挡的次之，无阻挡的最低；峰值电压增大，反应器的峰值阻抗降低，其与脉冲电源的输出特性阻抗比值β趋近1，电源的能量效率相应增大，最大可达92%。
关键词：高压脉冲电源；等离子体反应器；改进；匹配；甲苯废气

基于DFT谐波检测方法的大容量并联型有源电力滤波器的研制
雷万钧1，李红雨1，卓  放1，吴隆辉1，王兆安1, 林  烽2，纪  勇2
(1. 西安交通大学，陕西 西安 710049;
2. 河南电力中心实验研究所，河南 郑州 450052）
摘要：本文介绍了采用多重化主电路设计、基于离散傅立叶变换（DFT）谐波检测方法的100kVA并联型有源电力滤波器的研制情况。文章对并联型有源电力滤波器补偿谐波与无功电流的工作原理进行了分析，论述了选择DFT作为电流检测算法的优点，并对采用二重化方法设计的主电路结构以及相应控制策略的实现方法进行了介绍，最后给出了实验结果。实验证明，该系统满足设计要求，补偿效果良好。
关键词：有源电力滤波器；离散傅立叶变换；电能质量

BP神经网络在大型发电机主绝缘击穿电压预测中的初步应用
刘丽兵 ， 高乃奎 ，马小芹 ，谢恒堃
（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）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
摘要: 击穿电压在大电机主绝缘寿命评估中有着重要的作用。本文讨论了BP神经网络在谏壁7#机更换线棒主绝缘击穿电压预测中的应用。首先作者用所测得的试样介质损耗参量、局部放电参量和击穿电压值作为样本提供给BP神经网络学习。然后，用训练好的神经网络对击穿电压进行预测。结果表明训练好的BP神经网络对该批更换线棒击穿电压的预测是可行的，并有较高的准确度。此方法可应用到其他材料和结构相同的发电机击穿电压的预测。
关键词: 神经网络; 介质损耗; 局部放电; 击穿电压

纳米二氧化钛等离子体放电催化杀菌的试验研究
夏  天1，杨学昌1，周远翔1，柯  锐1，赵大庆1，李明贤2，李汝南2
（1.清华大学，北京100084；2.北京华怡净化科技研究所，北京100088）
摘要：论文提出了纳米二氧化钛等离子体放电催化灭菌消毒的新方法，介绍了纳米二氧化钛等离子体放电催化的原理和装置，进行了杀灭芽孢杆菌的试验研究。试验证明，纳米二氧化钛等离子体放电催化具有很强的灭菌能力，一分钟内即可将105数量级的芽孢杆菌百分之百杀灭。
关键词：纳米二氧化钛；等离子体放电；催化；杀菌；芽孢杆菌