一种用于频率跟踪和相角估计的实用算法

电网电压的频率、幅值和谐波含量均随时间发生变化,它们严重影响着电网相量的测量精度．为此,在分析傅氏法计算误差与频偏、起始点相位关系的基础上,提出了一种基于准同步采样和傅氏分析的频率跟踪、相角估计的实用算法．它用离散傅氏法和线性插值法估计任意时刻的相量,用迭代算法寻找相角差为零的相邻周期的两个估计相量进行频率计算,继而对采样数据进行同步化处理以获取信号的真实相量．仿真结果表明,这种方法可使相角误差小于0．2°,并能够满足电网相量实时测量的快速性要求．     

基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》（GB/T 26862—2011）,具有较强的实际应用价值.     

电容分压型电子式电压互感器积分电路研究

针对电力系统中电容分压型电子式电压互感器(ECVT)的积分电路输入信号相位和幅值受到传感电路频率特性的影响,可采用无源与有源积分电路复合结构的方法。利用无源、有源积分电路分别处理高频段和低频段信号,并与复合电路仿真对比。结果表明,对有源、无源积分电路参数合理设计后所得的复合架构能够完成频率交叉点幅值与相角的配合,能够改善互感器输出性能。     

双频金属探测系统解调电路的设计

双频金属探测系统中存在解调电路,该电路需要先通过带通滤波,把其中得到的高频信号、低频信号分开,然后再对它们分别做相敏检波,信号中的相位和幅值便可转为另一种不同的信号电压。为了用于金属探测器的信号解调,研究设计了一种数字四通道锁相放大电路。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出了一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的三分之一。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

相关法动平衡校正中的3σ准则误差处理方法

在影响系数动平衡方。法中,校正的关键在于振动幅值和相位的准确提取。为了达到更好的动平衡效果,在传统的互相关函数法提取振动信号幅值和相位的基础上,利用3σ统计处理方法,对互相关函数法进行改进,更准确的提取出了振动信号的幅值和相位信息。用改进的方法进行刚性转子影响系数双面动平衡实验,达到了很好的平衡效果。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的1/3。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

零序功率方向继电器

功率方向继电器,是由电流信号移相电路、电流、电压矢量乘法器和电压相位锁相器构成。电流信号通过放大器进行移相,电压信号经比较器后变成同相位的方波信号,而与电压幅值无关,移相后的电流信号与方波信号进行矢量乘积运算,输出电平经比较器后控制继电器动作。由于采用了上述电路,使在正方向功率时动作,反方向功率时不动作,起到功率方向保护作用。     

基于改进的 STU KF 电压暂降检测方法

为了准确检测电压暂降,提出一种基于改进的强跟踪无迹卡尔曼滤波(STUKF)的电压暂降检测方法.该方法在建立的电压信号状态模型基础上,利用改进的STUKF对发生暂降的电压信号状态进行跟踪,从而实时提取出电压的幅值和相位信息.仿真结果和实际数据检测表明,所提方法能够有效地检测电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变.与传统的STUKF相比,改进的STUKF跟踪精度更高、鲁棒性更强.     

基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法

针对电网故障条件下，传统SRF-PLL在进行电网信号同步时存在频率和相位信号检测误差较大的问题，提出了一种基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法.在QT1-PLL中，利用级联滤波结构改善系统的滤波性能，并使系统的响应速度得到提升.在锁相环路内增加相位和幅值补偿环节以消除电网频率偏移对锁相结果的影响.仿真和实验结果表明:在电压信号发生20°的相位跳变和4Hz的频率跳变时，可以在1.5个电网周期内实现对频率和相位的准确检测；频率和相位超调量分别为0.5Hz和4°时，满足并网系统快速准确的要求，验证了所提理论的正确性和有效性.     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

气体绝缘开关内自由运动金属颗粒的超声波信号特性

为了研究气体绝缘开关(GIS)腔体内自由运动金属颗粒的超声波信号特性,首先简单分析了自由颗粒在电场中的受力,然后设计了一个模拟此类缺陷的模型,并测量了不同尺寸和形状的自由运动颗粒产生的超声波信号,最后分析了这些信号的工频相位相关性、幅值以及飞行时间等几个要素的特性.试验结果表明:当颗粒静止不动发生放电时,超声波信号幅值较小且有较强的相位相关性;当颗粒自由跳动时,信号幅值非常大且相位相关性较弱,颗粒的尺寸和形状会影响颗粒的飞行时间;与球状颗粒相比,丝状颗粒的飞行时间随电压的升高有更显著的变化,因此它们对GIS绝缘劣化的影响严重度不一样;这些信号的幅值、颗粒飞行时间的变化分布具有周期性.     

UPQC补偿量综合检测方案设计

对UPQC补偿量检测方法进行了分析,提出在电网电压不对称且畸变的状态下实现UPQC补偿量综合检测的方法,该方法不存在锁相环和大量的坐标变换,通过正弦幅值积分器直接从不对称且畸变的电压中提取出基波正序电压,可直接用于电压补偿量的计算,同时为基于FBD法的谐波电流检测电路提供正弦参考信号,可快速准确地实现补偿量的检测。通过simiulink进行仿真,实现了电网电压谐波畸变且不对称状态下电压和电流补偿量的检测。     

分级变频的转矩平滑上升软起动器

采用基于恒压频比的分级变频方法,通过有规律地开通或者关断工频电源,获得可调的电压频率和幅值.分频后的三相电压组合很多,为了获得平滑上升且足够大的起动转矩,采用傅里叶变换提取上述电压组合中的基波电压的幅值和初始相位,按照恒压频比策略进行控制,然后逐步提高频率并起动电机,进行仿真并搭建基于单片机的实验电路.主电路由3对反并...     

参数化S谱幅值调制及轴承故障诊断应用

针对传统谱幅值调制方法易受噪声影响的问题,利用参数化S变换得到信号在时频域中的幅值,提出了一种参数化S谱幅值调制方法。该方法首先使用参数化S变换将信号转换到时频域并得到幅值和相位,然后将不同权重赋予时频域中的幅值以改变不同能量频率成分在信号中的占比,最后将调制后的幅值与原相位结合,使用参数化S逆变换重构一系列修正信号并计算其平方包络谱以提取故障特征。仿真和实验结果表明,该方法获得的幅值信息相比传统谱幅值调制方法更加准确和全面,对强噪声环境更具鲁棒性,能够有效实现滚动轴承的外圈、内圈和复合故障诊断。将所提方法与传统谱幅值调制方法和快速谱峭度方法进行对比,证明了参数化S谱幅值调制既能检测强噪声环境下的轴承故障信息,又能同时提取多种故障分量,在滚动轴承的故障特征提取中更具优越性。     

单片机综合应用实验设计——低频信号幅频综合检测

针对单片机综合应用实验设计,该文设计了低实验成本的低频信号幅频综合检测实验。实验涉及了单片机定时器、外部中断、AD接口技术以及电子测量技术等知识综合应用,知识考查面广。该文提出的幅频检测方案利用放大和整形电路将待测信号转换成单片机可识别的二值信号,再通过单片机利用测频法测出信号频率;利用具有电压负反馈的峰值保持电路和AD转换器采集待测信号的幅值。实验结果表明设计方案可行。通过实验可提高学生的创新实践能力,培养学生查找问题、分析问题和解决问题的能力。     

点相量图的研究

有向线段相量图只能体现各元件电压的大小及相位,但不能直接看出任意两节点问的电压大小及相位。为了能体现正弦稳态电路中任意两节点之间的电压相量及任意两网孔之间的电流相量,本文提出了点相量图。     

基于改进下垂控制的并联电流源环流抑制策略

传统的下垂控制为电压型控制,通过下垂方程对电压的幅值和相位进行整定,在电流源并联系统中受到限制,使得电流分配精度不高,且环流抑制效果有限。对此,采用了一种针对电流源并联系统的改进下垂控制策略,结合下垂方程对电流的幅值和相位进行调整,输出参考电流,提高了电流分配精度,可以更好地应用在电流控制系统中。该策略引入了纯感性的虚拟阻抗,在减小功率耦合的同时提高了环流抑制效果,同时针对虚拟阻抗的使用而导致的母线电压跌落,在无功下垂控制回路中使用了电压补偿,减小电压跌落的同时得到了更加精准的输出电流。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与搭建实物样机并进行相应实验,验证了理论分析的可行性。     

正弦交流电路中的相位实验研究初探

正弦交流电路中电压和电流的相位关系是交流电的基础内容,通过使用Multisim仿真软件分析了RC串联电路、RL串联电路以及RLC串联电路中电压和电流的相位关系,并给出了电路中各电压的相量图。说明了Muhisim仿真软件对实验教学有重要的辅助意义,提高了学生的学习效率。     

三相PWM整流器系统模型重构

以PWM整流器双环控制系统中电流环设计为基础,分析并推导了一种输入无电压幅值和相位检测的系统模型重构方案.该方案在不改变系统主电路拓扑结构和影响系统动静态性能的情况下,减少了交流侧电压传感器.以电流环调节器为基础,通过估算得到了输入交流电压的幅值和同步相位.在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同实验条件下的仿真波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.