交-交变频交流励磁发电机的建模与仿真

交流励磁发电机励磁控制仿真大多针对采用交直交变频器的情况。大容量水电机组宜采用交-交变频器。为了分析交流励磁发电机采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制的效果,建立了基于MATLAB/Simulink S-函数的交-交变频器模型,搭建了基于交流励磁发电机标幺值方程和定子磁场定向矢量控制的交-交变频励磁发电机仿真模型。基于该模型对有功功率和无功功率解耦控制以及转子转速超同步与亚同步转换等动态过程进行仿真。结果表明,采用交-交变频器和定子磁场定向矢量控制可以实现有功无功的独立快速调节;在调节过程中,定子电压频率稳定不变;转子转速在超同步与亚同步之间转换时,三相转子电流进行了换相。仿真结果与理论分析结果相一致。     

转子侧交-直-交变频器的双馈水轮发电机系统的建模与仿真

为了分析考虑水轮机调节系统影响的双馈水轮发电机系统的运行特性,首先基于双馈发电机和水轮机导叶开度的模型,应用小信号分析方法建立了双馈水轮发电机系统的数学模型;其次,研究了基于电压空间矢量脉宽调制(VSVPWM)控制策略的发电机系统的谐波特性。为了验证文中所提出的系统模型的正确性和可行性,采用Matlab/Simulink软件对双馈水轮发电机系统的稳态调节特性和暂态运行特性进行了研究。仿真结果表明双馈水轮发电机系统可实现定子有功功率和无功功率的独立稳态调节,在暂态运行特性中显示了很好的稳定性和动态性能。     

一种基于SPWM的交-直-交型变频器系统简化模型

针对应用Matlab/Simulink/PSB对交-直-交变频器建模仿真存在运算量大,耗时长的问题,提出了一种适合于控制系统分析设计的简化高效的基于SPWM变频器系统模型.首先详细推导了基于通用模块的变频器开关函数模型;然后提出一种代替SPWM脉宽调制环节的等效方法,组成了变频器系统的简化模型,并分析了基于简化模型设计控制系统的有效性;最后通过仿真进行验证.结果表明简化模型保持了原模型的外部特性而实际用时显著缩短,适合于控制技术研究的仿真应用.     

交-交矩阵变换器电压传输比的仿真研究

针对矩阵变换器电压传输比低的缺陷,提出了一种新颖的调制策略。借助矩阵变换器间接变换法的基本思路,虚拟整流过程中,采用输入电流的空间矢量调制;虚拟逆变过程中,采用输出电压空间矢量过调制模式I,然后,消除中间直流环节,得到交-交矩阵变换器的控制策略。着重对输出电压空间矢量过调制模式I进行了详细的分析,给出了有关具体的控制算法以及电压传输比与调制系数的关系式等,由计算可知,电压传输比可以提高到0.91。最后,运用MATLAB语言进行了建模,通过仿真实验验证了这种新颖控制策略的可行性。     

高速磁悬浮系统谐波检测的小波降噪仿真分析

高速磁悬浮列车是一种新型的谐波源,采用半控双三相12脉冲整流器,所产生的谐波以23次、25次高频谐波为主,这些高频谐波对磁悬浮列车的安全稳定运行造成了很大的危害。准确地分析、检测出高速磁悬浮列车分高频谐波具有非常重要的意义。针对高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波的特征,分析了小波降噪在高速磁悬浮列车牵引供电系统的应用并进行了仿真;由于在小波降噪中不同的阈值适应的信号特征不同,采用多种小波阈值对牵引供电系统谐波信号进行降噪,并从中选择了最优的降噪阈值,达到对信号的优化处理。仿真结果表明,高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波信号的最优阈值为sqrt(2log(length(X)))阈值,它降噪后可使信号中的谐波成分有明显的降低。     

直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真

根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比.根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制.搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真教学模型.以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究.仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行.     

混合动力调车机车牵引系统建模与仿真

分析了混合动力调车机车牵引系统的结构,介绍了多种动力模式下牵引系统的工作原理.在此基础上采用MATLAB/Simulink构建了混合动力调车机车牵引系统的主电路模型及动力蓄电池模型,对所构建的混合动力调车机车牵引系统模型进行了混合动力牵引、纯柴油发电机牵引、纯动力蓄电池牵引等工况的仿真实验仿真结果表明,该混合动力调车机车的主电路结构、参数及系统能量管理策略可以实现混合动力调车机车在不同工况下的可靠运行.     

红外正交四元探测器的时域建模与仿真

时域建模与仿真是系统分析的重要方法。通过对红外正交四元探测器原理与结构的分析,用数学方法详细描述了弥散圆在通过各个探测元的过程中产生的功率,推导出了正交四元探测器所产生的脉冲位置、波形与时间的函数关系,建立了正交四元探测器的时域数学模型,并运用该模型对目标波形和脉位进行了仿真。结果证明了模型的实用性,为该探测器的信号处理、目标识别和系统仿真奠定了基础。     

基于PLECS的直驱永磁风电系统直接功率控制研究

在研究风力机特性和永磁同步发电机运行机理的基础上,建立了直驱式永磁风力发电系统数学模型,在实现最大风能捕获的同时,分析了负载变化对发电机侧电能转换单元控制参数的影响。对于网侧逆变器控制,采用基于直轴虚拟电网磁链定向的直接功率控制,避免了对电网电压的检测和电流闭环控制,有效简化了系统结构,提高了工作可靠性。通过在Matlab/Simulink环境下嵌入PLECS工具箱进行仿真研究,结果表明该系统具有较好的控制鲁棒性和低电压穿越能力,进一步验证了基于PLECS工具箱进行风电系统建模与仿真的可行性。     

新型牵引-制动型液力变矩器动态特性研究

基于一维束流理论对牵引-制动型液力变矩器的动力学特性进行分析，建立了以能量平衡为基础的牵引动态特性和制动动态特性的数学模型。进行了仿真计算和结果分析，证明模型是合理可行的。     

光伏并网逆变器复用技术仿真研究

光伏并网逆变器的富余功率容量可以补偿非线性负载的谐波电流。采用能量回馈MPPT算法能够将有功功率逆变器控制与光伏电池输出电压控制结合起来,达到较高的能量效率。利用FBD算法能够实时检测非线性负载电流中的谐波成分,并加以补偿。仿真模型和结果验证该方法的有效性。

Abstract：

The capacity of grid-connected PV inverters exceeds the real power of PV cells, which can be used to compensate the harmonic current of nonlinear loads. Higher energy efficiency can be archived by power-feedback control MPPT arithmetic which changes the output voltage of PV cells by changing the inverter power. FBD method is employed to detect the harmonics of load instantaneously. The simulation model and result validate the proposed scheme.     

电力机车模糊间接自适应粘着控制

分析了电力机车牵引系统动力学模型及其粘着控制问题,利用基于多分辨率分析的模糊系统(MAFS)方法,根据系统输入和输出数据,建立具有优化结构的电力机车粘着控制对象的模糊系统模型。在此基础上,结合粘着控制模型,给出了基于MAFS及其辨识算法的模糊自适应粘着控制器。仿真结果表明该粘着控制方法的可行性和优越性。     

谐振注入式混合型有源滤波器的仿真研究

提出了一种适用于中高压系统的并联谐振注入式混合型有源滤波器,给出了拓扑结构。对注入支路的参数进行设计和分析;建立并联谐振注入式混合型有源电力滤波器的简化电气模型,提出了两种控制策略,在MATLAB仿真平台上,利用谐波抑制函数分析研究了不同基本控制策略下电网及系统各个参数波动对装置的谐波补偿特性的影响;给出了该结构的无功补偿特性,解决了传统注入式混合有源电力滤波器存在谐波注入能力与无功容易过补互相矛盾的问题。对并联谐振注入式混合型有源电力滤波器作了仿真实验,结果验证了理论分析的正确性,谐波和无功都得到很好的抑制。     

并联型电能质量控制器的建模仿真研究

非线性负荷的应用引起了电力系统的谐波，并联型电能质量控制器因其可进行谐波抑制和无功功率补偿而得到了广泛研究。在介绍其工作原理、谐波检测电路、补偿电流发生电路的基础上，用MATLAB对其进行了基于数学模型和器件模型的两种完备的系统走模仿真，并对其谐波补偿蛄果进行了对比分析。仿真研究表明，两种建模方式的并联型电能质量控制器都可有效地补偿非线性负载产生的谐波电流，均使系统电能质量指标得到了较大改善，相对而言后者的谐波补偿效果更佳。     

谐波对磁悬浮转子运动轨迹的影响分析及仿真

与机械轴承支承的控制力矩陀螺相比,磁悬浮控制力矩陀螺具有转速高、寿命长、体积小、重量轻、精度高等优点,因此是大型航天器的理想执行机构。分析了磁轴承支承的陀螺转子在离心力与干扰力的作用下,其中心运动轨迹为圆,但由于谐波(主要为三次谐波)成分的存在,改变了陀螺转子中心运动轨迹(使其运动轨迹变成近似矩形或菱形)、功耗增加、引起高频干扰,并通过磁悬浮控制力矩陀螺的实验进行了验证。对于如何减小系统的功耗、提高磁悬浮转子控制系统的性能提供了理论依据。     

两种整流方式的牵引供电系统仿真比较

24脉波整流器由于能量只能单向流动,制动时直流侧能量无法回馈,导致能量利用率较低,直流侧电压脉动大。新型城市轨道交通采用PWM整流器,很好的解决了这一问题。分别建立了24脉波整流器和PWM整流器的仿真模型,采用快扫描的方法分别对基于24脉波整流器的传统牵引供电系统和基于PWM整流器的新型牵引供电系统进行了运行仿真,对仿真结果进行了对比。从仿真的结果可以看出基于PWM整流器的新型牵引供电系统直流侧电压稳定,能提高能量利用率。     

基于混沌反控制降低Buck型变换器EMI及纹波研究

开关模式电源通常会产生电磁干扰。利用混沌能够降低开关模式电源的EMI(Electromagnetic interference),但会引起较大的输出电压纹波。基于新的电压反馈扰动方法可使Buck变换器工作在混沌状态,改善电感电流频谱分布,降低频谱峰值,使之满足EMI要求。Pspice仿真结果表明:该混沌反控制方法不仅能够有效的降低Buck型变换器的EMI水平,并且能够明显降低输出电压纹波。     

基于桥臂电流控制的风力发电并网逆变器研究

在大功率风力发电系统中,并网逆变器控制是实现电能转换与传输的重要环节。针对采用T型滤波器结构的风力发电并网逆变器,提出基于桥臂电流闭环结合前馈补偿间接控制逆变器并网输出电流的控制策略,并根据三相电压源型并网逆变器开关函数的数学模型进行了控制系统仿真研究。仿真实验结果证明采用该控制策略提高了并网逆变器的稳定性和动态性能,同时可以有效抑制并网节点输出电流中的电流谐波。     

Buck型交流斩波电压调节器的建模与控制

通过分析Buck型交流斩波电压调节器的工作原理和电路结构,建立了该电压调节器状态空间平均模型和小信号动态模型。在此基础上,利用输入电压前馈比例控制结合输出电压反馈控制的方法设计了系统控制器。仿真实验表明,所设计的交流斩波电压调节器与传统晶闸管相控调压器相比具有响应速度快,谐波含量小的显著优点;同时在输入电压波动时,输出电压稳定鲁棒性强。仿真实验结果验证了前馈-反馈控制器的有效性。     

基于单载波PWM调制法的高压变频器建模与仿真

在分析高压变频器调制方法的基础上,建立了在MATLAB/SIMULINK环境下的级联型多电平逆变器的仿真模型,针对国内大多数流行的调制方法是基于一个正弦参考信号与多个三角载波相交进行比较产生脉冲信号,提出了单载波PWM调制方法.对多电平电压频谱进行仿真分析,并将其谐波特性与其它PWM调制技术进行比较,结果表明在单载波PWM调制法控制下变频器的输出波形中无论相电压还是线电压的谐波含量都很少,显示了良好的谐波特性.