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电气工程学报 [Journal of Electrical Engineering]

基本信息

  • ISSN:2095-9524
  • 出版时间:-
  • 出版者:电气工程学报
  • 期刊网址: 点此访问
  • 语种: Chinese;
  • 出版格式:

出版信息

  • 总访问量:679314次
  • 变频空调用PFC电感的仿真研究

    关键词: 变频空调 PFC 电感 有限元 电磁热场 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过 热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的 功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器 件的设计具有参考价值。

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  • 负载特性对不均匀气隙结构异步起动永磁同步电机退磁的影响

    关键词: 永磁同步电机 永磁体退磁 转动惯量 异步起动 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:不均匀气隙结构的异步起动永磁体同步电机是针对普通异步起动永磁同步 电机由于气隙磁场谐波复杂而导致的运行过程中转矩脉动大、电磁噪声高等问题提出 的,此结构电机的永磁体退磁情况与普通电机有较大不同。本文基于永磁体内各处的 磁场矢量基本相同的原则,利用永磁体内部一点的磁密表征整个永磁体在运行过程中 磁密的变化,对不均匀气隙结构异步起动永磁体同步电机永磁体工作点展开了理论研 究与有限元仿真。分析了影响电机退磁的因素,研究了施加不同负载与转动惯量时永 磁体的磁密变化情况,得到电机稳态运行时和起动过程中永磁体工作点的变化规律, 提出了获得永磁体磁密最小工作点的研究方法。

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  • 基于动态柯西蜂群算法优化支持向量机的风机叶片故障诊断

    关键词: 动态柯西因子 蜂群算法 支持向量机 风机叶片 故障诊断 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:为了提高风力发电机叶片故障的识别率,利用支持向量机建立风力发电机 叶片故障和特征参数之间的非线性关系。在蜂群算法中引入一种动态柯西因子,动态 调节蜂群寻优过程中的搜索步长,提高蜂群算法的扰动能力,避免蜂群陷入局部搜索, 采用这种动态柯西蜂群算法对支持向量机的参数寻优,建立动态柯西蜂群算法优化的 支持向量机模型。采集南方某风场风力发电机叶片的四种工况下的特征数据训练此模 型并进行故障诊断,诊断结果表明改进后的蜂群算法优化支持向量机模型能够提高风 力发电机叶片的故障识别率,具有一定的工程参考意义。

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  • 一种ICPT系统松耦合线圈最佳径距比的设计方法

    关键词: 单管逆变 感应耦合电能传输 径距比 电流密度 有限元仿真 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:传统的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,松耦合变压器接收线圈 Rx 的 半径与发射线圈 Tx 到接收线圈 Rx 之间的距离 h 的最佳比例系数,即径距比 γ 的求取, 是通过系统建模来推出 Tx 和 Rx 间的互感值,并辅以大量实验来获得的。针对这种缺 少理论依据并浪费人力、物力的问题,本文提出了一种通过仿真观察 Rx 中电流密度变 化规律来获得 Rx 半径与 h 比例系数的最佳值的设计方法。首先求取单管 ICPT 系统之 一次侧并联、二次侧并联(PP)结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出 Rx 上 的电流密度和互感 M、系统传输功率的关系;并通过公式分析,确定 Rx 电感 L1 与 Tx 电感 L2 的比值 a 和系统的耦合系数 λ 的取值,来确定在不同频率下 L1 和 L2 的值,从 而建立仿真模型,利用有限元仿真软件对 γ 的最优值进行研究。相比于通过线圈互感 值来优化线圈的方法,本文中的电流密度可以通过软件直接观测到,形象而且直观,节省时间和成本,有效提高设计效率。综合仿真结果确定了松耦合线圈最佳径距比γ,该参数与企业通过生产实践总结出的经验值相吻合。

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  • 应用TCSC抑制电力系统次同步谐振的研究

    关键词: 可控硅控串联电容补偿器 次同步谐振 串联补偿 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:针对 IEEE 次同步谐振第一标准测试系统,提出抑制次同步谐振的可控串补 (TCSC)方案。利用 PSCAD/EMTDC 仿真软件,建立 TCSC 及其控制仿真模型,仿真 研究得到能抑制次同步谐振的可控串补和固定串补组合方案。采用开环阻抗控制策略 对 TCSC 抑制次同步谐振的性能进行仿真验证。

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  • 真空断路器触头电磨损在线检测系统研究

    关键词: 真空断路器 电磨损 在线监测 触头系统;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:智能电网技术的发展给高压开关设备智能化提出了新的要求和挑战。本文 依据高压开关智能化要求,自监测、自诊断和自控制能力,设计真空断路器智能化过 程中触头系统电磨损在线监测装置。该装置触头系统磨损量计算采用改进的开断电流 累计加权方法,其中权值的选择和磨损总量的计算依据电寿命曲线采用最小二乘法拟 合得到,该法具有通用性,可应用于不同型号的真空断路器;加权积分系数 K,采用 训练好的 LM-BP 神经网络,进行动态预测,使 K 值的选择更加符合工程实际;采用 燃弧时间感应器对燃弧时间进行采集,且给出燃弧时间感应器的安装位置和采用的屏 蔽措施;硬件处理核心采用 TMS320F2812 微处理芯片,主要负责算法处理、上位机通 信和 CAN-BUS 控制器局域网通信;短路电流采用罗氏线圈进行采集,且设计电流处 理电路,并给出 2812AD 采样校正办法;最后给出触头系统磨损量在线监测软件流程 和设计时应注意的关键技术。

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  • 永磁体削角对表贴式永磁同步电机齿槽转矩的影响研究

    关键词: 表贴式永磁同步电机 有限元法 齿槽转矩 削角 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:针对永磁电机的齿槽转矩影响其控制精度和性能的问题,本文提出削角可 以有效抑制齿槽转矩的方案。以一台 30 槽 10 极永磁电机为例,利用数值仿真原理, 建立电机电磁场有限元模型,对削角削弱齿槽转矩的方法进行仿真分析。研究表明, 齿槽转矩的大小与削角高度和削角宽度有关,选取合适的削角高度和宽度可以有效地 削弱齿槽转矩。仿真结果证明了本文基于削角的齿槽转矩削弱方法的有效性和正确性。

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  • 核电站对时系统设计优化

    关键词: 核电站 对时网络 对时精度 传输延时 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:核电站厂区大,需要对时的系统多、分布广,而且对精度要求、接口形式 各不相同。因此目前核电站内存在多套对时系统,无法实现时钟信号的共享。为解决 各系统之间时钟相互独立、对时系统重复配置的问题,本文通过分析核电站内的设备 对时方式、精度需求、传输通道,进而采用全厂统一时钟源的对时网络结构。该对时 网络配置高精度、高可靠性的主钟系统和 GPS/ 北斗双模天线,系统可用性大大提高; 主钟与二级钟之间由光缆连接,通过设置光缆传输延时提高二级钟的精度。分析结果 表明,该对时网络在可靠性和对时精度方面都有较大提高,实现了技术和经济上的统 一、优化。

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  • 霍尔传感器故障造成特高压直流阀组解锁失败案例分析

    关键词: 特高压直流 霍尔传感器 旁路断路器 解锁失败;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:霍尔传感器是特高压直流输电系统中旁路断路器特有的分合闸位置传感元 件,在同一极中单阀组运行状态下解锁另一阀组的过程中起到重要作用。本文分析了 一起由于霍尔传感器故障造成阀组解锁不成功的案例,提出对霍尔传感器进行定期校 验的改进建议。

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  • 基于Edgeworth级数和多重线性化的概率潮流算法

    关键词: 概率潮流 多重线性化 递推性 Edgeworth 级数 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:对含随机变量的大规模概率潮流问题,若使用 Gram-Charlier 级数展开式逼 近随机变量的概率分布,计算量较大。建立考虑风电出力随机性和负荷波动性的概率 潮流模型,并采用 Edgeworth 通过的 Hermite 正交矩阵的递推性降低级数高阶展开的 计算复杂度,针对级数变换法高次项被舍去影响逼近精度的问题,采用多重线性化的 方法通过对系统总有功功率的均匀划分,减小因潮流方程线性化时输入的随机变量的 变化范围较大而引起的截断误差。IEEE 39 节点系统的算例仿真结果验证了本方法的 有效性。

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  • 基于固态变压器直流侧电压平衡控制的SVPWM算法

    关键词: 固态变压器 单相级联 H 桥 均压 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:固态变压器作为能源互联网的核心设备具有电压等级转换和隔离的功能, 可以有效地整合分布式可再生能源,但模块级联 H 桥型固态变压器也存在各个 H 桥模 块之间的均压问题。本文首先研究了单相任意单元数级联 H 桥固态变压器的 SVPWM 及其电压平衡控制原理,提出一种固态变压器电压环控制一个 H 桥直流母线电压,然 后通过在 SVPWM 中增加一个新控制环控制其他 H 桥的矢量脉冲宽度,从而使其他 H 桥电压跟随的控制策略来实现各个 H 桥均压的目的。最后通过仿真验证了所提控制策 略的正确性。

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  • 基于特征频带小波包分析的配电网故障选线的研究

    关键词: 配电网 故障选线 特征频带 小波包 奇异性检测 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:通过对配电网单相接地故障暂态过程的分析,提出了对暂态接地电容电流 进行小波包分解,利用能量法提取出能量最大的频带,对各条线路的特征频带利用模 极大值和信号奇异性理论,从而判断出故障线路的新方法。对该方法的选线原理进行 了一定的介绍,仿真实验表明该方法具有精确、可靠、适应能力强等特点,具有重要 的实际应用价值。

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  • 经验模态分解在EAST超导线圈电压信号分析中的应用

    关键词: 微弱信号 经验模态分解 线圈电压 趋势项 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:超导托克马克聚变实验装置(EAST)的极向场超导线圈发生失超时,超导 线圈电阻变化引起的微弱电压信号变化被强噪声淹没。针对该问题,运用快速傅里叶 变化分析线圈电压信号的时频特性。根据分析结果,提出运用经验模态分解(EMD) 方法对超导线圈两端电压信号进行分析,得到若干固有模态分量和余项,并得知微弱 信号的能量主要分布在余项中。该方法能够消除环境影响,检测出电压信号的微弱变 化。

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  • 三相级联型高频链矩阵整流器及其换流策略研究

    关键词: 湘潭大学信息工程学院 湘潭 411105;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:提出了一种应用于高压场合的三相线电压级联型高频链矩阵整流器(LVCHLFMR)拓扑,该拓扑由基于 HLFMR 单元模块的三相线电压级联型变换器、高频变 压器、单相整流器构成,可直接与三相系统相连,具有开关数量少、省略直流储能环 节及结构紧凑等优点。分析了 HLFMR 的调制策略,在此基础上提出了针对三相桥直 接级联结构特点的 HFLMR 改进换流策略,解决了采用常规换流时出现的负载开路问 题,以及变换器工作状态切换至零矢量时的瞬时相间短路问题,仿真结果表明所提拓 扑的正确性及改进换流策略的有效性。

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  • 新能源配电网低碳高效运行的可拓层次评估方法

    关键词: 新能源配电网 低碳高效运行 可拓层次评估方法 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:本文在传统配电网评估模型的基础上,建立了新能源配电网的综合评估指 标体系,该指标体系从设备运行状态、供电可靠性、电能质量、经济性以及环保性五 个方面较为全面地对新能源配电网进行综合评估,突出了新能源配电网区别于传统配 电网的特性,同时提出了基于可拓层次分析法的综合评估方法,该方法在传统层次分 析法的基础上考虑了人为判断的模糊性,并且较容易满足判断矩阵的一致性要求。最 后通过算例分析验证了指标体系的全面性和评估方法的适应性。

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  • Z源并网风力发电系统机侧谐波抑制

    关键词: Z源逆变器 VIENNA整流器 风力发电 谐波抑制 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:传统Z源并网风力发电系统整流侧采用的是三相不可控整流,其定子侧的 电流谐波不仅会增大电机的铜耗和铁耗,降低发电效率,还有可能出现电机饱和以及 失控等现象,严重影响了系统的稳定性。本文将 VIENNA 整流器应用于 Z 源并网风力 发电系统,提出一种新的并网变流器控制方法。将定子输出电压的一个周期划分为 6 个扇区,通过扇区决策控制器给每个扇区内的不导通相提供电流通路,改善了机侧电 流与机侧电压的非线性关系。比较了采用三相不可控整流器和 VIENNA 整流器以及最 大升压控制和改进 SVPWM 控制下 Z 源并网风力发电系统的机侧电流谐波。仿真与实 验结果表明,本文方法减少了定子侧电流谐波,提高了系统的效率和稳定性。

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  • 风电场接地系统辅助设计软件的研究

    关键词: 高土壤电阻率 风电场 接地设计软件 参数仿真 数值计算法;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:风电场的接地不但要满足工频短路电流,还要满足雷电冲击的要求。如果 风电场的接地装置设计存在缺陷,会造成系统振荡、设备烧毁、全场停运甚至人员伤 亡等严重后果。发变电站接地系统的参数评估是电力系统设计的重要环节,进行准确 细致的接地网参数仿真计算是非常重要的。本文开发的风电场接地设计软件主要采用 数值计算方法,能够较为全面地考虑实际影响因素,为风力发电场的设计、建设和运 行提供有效的帮助。

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  • 恒、变磁通共铁心的自耦变压器的研制

    关键词: 恒磁通 变磁通 自耦变压器 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:针对相近电压等级电网互联时,自耦联络变压器效益系数太低设计难的问 题,本文提出了一种恒、变磁通共铁心的自耦变压器设计方案,通过多种工况的三维 电磁场仿真计算,求解了采用共铁心结构的自耦变压器在空载运行时的铁心主磁通分 布、各绕组电压,以及短路时的各绕组电流、变压器短路阻抗等重要参数。仿真和估 算结果基本吻合,证明了采用该结构的可行性。采用这种全新结构的变压器,能有效 节省主材成本、降低空载损耗及减轻产品运输重量,而且由于简化了产品结构,更便 于生产加工,提升了产品运行的安全可靠性。

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  • 基于VSG控制的微网逆变器最优虚拟惯性研究

    关键词: 微电网 虚拟同步发电机 频率控制 功率振荡 最优虚拟惯性 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:为了能够支撑微电网的电压和频率,提高微电网运行的稳定性,本文针对 采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略的微网逆变器进行了研究。由于 VSG 中虚拟惯 性的存在,在功率调度指令突变时,微网逆变器的频率和输出功率会发生振荡,严重 时将导致逆变器因过流保护而停机。本文在功率闭环传递函数根轨迹分析影响 VSG 稳 定性和动态性能的参数变化范围的基础上,采用线性二次型最优控制,以功率和频率 变化量为约束条件,提出了最优虚拟惯性控制策略,通过对 VSG 参数进行优化配置解 决了上述问题。Matlab 仿真和实验结果验证了该控制策略的正确性和有效性。

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  • 基于比例谐振的永磁直驱风电机组高电压穿越控制策略

    关键词: 永磁同步发电机 高电压穿越 比例谐振 ;

    提交时间: 2019-03-05

    摘要:本文提出一种基于比例谐振的永磁直驱风电机组高电压穿越控制策略。依 据电网电压骤升幅度,网侧变流器优先向故障电网输出一定比例的感性无功电流。在 直流母线电压超出限值后,超级电容器储存能量以稳定直流母线电压。本文所提策略 与传统的 PI 控制策略相比,能够在静止坐标系下对交流输入信号进行无静差控制。同 时,该策略减少了坐标旋转变换,不存在受温度及电路参数影响的耦合项和前馈补偿 项,简化了控制算法。仿真结果表明,该控制策略不仅可以保证永磁直驱风电机组在 电网高压故障期间不脱网连续运行,又可使该系统为电网电压的恢复提供一定的感性 无功。

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