三电平特低频发射机无窄脉冲高质量调制技术

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作者 张国澎 马原 +2 位作者 陶海军 谭兴国 陈卓 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期423-432,共10页

针对单相中点钳位型(NPC)三电平特低频数字发射机的窄脉冲问题,分析调制比、载波频率和死区时间对窄脉冲的影响,得到NPC三电平发射机窄脉冲的分布规律.提出无窄脉冲的高频逆变调制方法,消除了调制波峰、谷值及过零点附近的窄脉冲.探讨... 针对单相中点钳位型(NPC)三电平特低频数字发射机的窄脉冲问题,分析调制比、载波频率和死区时间对窄脉冲的影响,得到NPC三电平发射机窄脉冲的分布规律.提出无窄脉冲的高频逆变调制方法,消除了调制波峰、谷值及过零点附近的窄脉冲.探讨该方法的数字化实现以及该方法导致的调制波峰谷值和过零点附近的波形畸变问题,提出三拍载波的预测方法,解决了窄脉冲消除策略导致的谐波问题,保障了无窄脉冲调制的输出波形质量.在搭建的实验平台上,验证了所提方法在高频调制过程中对窄脉冲的消除.三拍载波预测改善了调制在电流过零点附近的波形质量,加入了传统窄脉冲消除的调制方法,进行对比实验.所提策略在不同的调制比和载波频率下均可以大幅提升逆变调制输出的波形质量. 展开更多

关键词 三电平 单相逆变器 特低频 窄脉冲 波形质量 高频逆变

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双有源桥无回流功率控制的死区影响与补偿

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作者 张国澎 蒋闯闯 +1 位作者 陶海军 陈卓 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2406-2416,共11页

针对三重移相协同控制(CTPS)加入桥臂死区后,会导致双有源桥(DAB)变换器回流功率发生及软开关失效的问题,提出针对CTPS控制的死区补偿策略.通过分析CTPS控制不同模式下桥臂死区引起的变压器原副边电压及漏感电流的变化,基于回流功率产... 针对三重移相协同控制(CTPS)加入桥臂死区后,会导致双有源桥(DAB)变换器回流功率发生及软开关失效的问题,提出针对CTPS控制的死区补偿策略.通过分析CTPS控制不同模式下桥臂死区引起的变压器原副边电压及漏感电流的变化,基于回流功率产生的原理,更正了不同模式移相比之间的耦合关系,对功率传输模型及CTPS控制模式的切换条件进行修正,实现了死区对CTPS控制影响的有效控制.利用所提的补偿方案,抑制了由死区引起的回流功率,恢复了CTPS控制的软开关性能,具有较补偿前更优的电流应力.分别开展死区补偿前、后的实验,对死区影响的分析和所提出的补偿策略进行验证. 展开更多

关键词 双有源桥变换器 CTPS控制 回流功率 软开关 死区补偿

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隔离型交−直流固态变压器前后级一体化滑模控制

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作者 张国澎 李子汉 +1 位作者 王浩 郑征 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期622-630,共9页

为了提高固态变压器(SST)控制系统的动态性能和鲁棒性,提出SST前后级一体化滑模控制方法.根据SST前后级的非线性特性,建立整体仿射非线性的数学模型,采用输入−输出精确反馈线性化,实现前级电流环、前后级级间电压以及SST直流侧电压的解... 为了提高固态变压器(SST)控制系统的动态性能和鲁棒性,提出SST前后级一体化滑模控制方法.根据SST前后级的非线性特性,建立整体仿射非线性的数学模型,采用输入−输出精确反馈线性化,实现前级电流环、前后级级间电压以及SST直流侧电压的解耦,加强前后两级功率传递的一致性.将解耦的线性系统与积分滑模控制器结合,进一步提高系统整体动态性能,改善系统对参数摄动的鲁棒性.仿真和实验结果表明,在外部发生扰动时,SST采用一体化滑模控制方法能够快速、有效地调整电网侧电压、两级间电压和直流侧电压的波动,改善前、后级功率传递的一致性,在发生参数变化时仍具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 固态变压器 前后级 精确反馈线性化 暂态性能 一体化滑模控制

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基于采煤机和刮板输送机能耗模型的速度协同优化控制 被引量：22

4

作者 陈迪蕾 郑征 +1 位作者 黄涛 张国澎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2483-2498,共16页

综采工作面“智能化+装备”协同控制是实现煤矿综采智能化关键技术之一,采煤机和刮板输送机作为综采工作面的两大核心装备,其协同运行状态决定了整个综采过程的智能化程度、效率和能耗。基于前期研究建立的采煤机能耗模型,结合双向割煤... 综采工作面“智能化+装备”协同控制是实现煤矿综采智能化关键技术之一,采煤机和刮板输送机作为综采工作面的两大核心装备,其协同运行状态决定了整个综采过程的智能化程度、效率和能耗。基于前期研究建立的采煤机能耗模型,结合双向割煤工艺特点,通过对刮板输送机在不同工艺阶段的煤量线密度、实时煤量及运行阻力的分析,建立了刮板输送机的能耗模型。为验证该模型的合理性,以山西某煤矿9105综采工作面双机系统作为研究对象,通过MATLAB仿真得到的双机基准速度及其同比率增加或减少时的系统能耗变化趋势与实际经验相符。为明确牵引速度、滚筒转速及刮板链速度变化对采煤机和刮板输送机能耗的影响,通过对45组不同速度协同组合下采煤机和刮板输送机的能耗变化情况进行仿真分析,得出双机能耗最速下降路径的速度协同组合方向。其次,在满足采煤量、速度要求、生产时间等约束条件下,以采煤机和刮板输送机协同运行时的总能耗最小为目标,建立了双机速度协同优化模型,提出基于双机能耗模型的速度协同优化控制方法。为突出协同优化控制方法的优势,以同一综采工作面为研究对象,通过仿真得到优化协同速度及相应的能耗,与基准速度下的能耗相比,在一个生产循环中,采煤机可节能4.47%,刮板输送机可节能11.71%,双机系统总节能可达10.9%,因此,所提出的协同优化控制方法能有效降低采煤机和刮板输送机双机系统的能耗。 展开更多

关键词 速度协同 优化控制 能耗模型 采煤机 刮板输送机

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LCL型并网逆变器并联谐振机理分析及抑制方法 被引量：7

5

作者 陶海军 周犹松 +1 位作者 张国澎 郑征 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1065-1073,共9页

针对两个并网逆变器并联系统,利用叠加定理分析了各逆变器对并网电流的影响,对并网电流进行分解,研究了由交互电流和公共电流产生谐振的机理,对比分析了相同和不同容量多个并网逆变器并联系统的谐振频率点特性.基于并联系统中交互电流... 针对两个并网逆变器并联系统,利用叠加定理分析了各逆变器对并网电流的影响,对并网电流进行分解,研究了由交互电流和公共电流产生谐振的机理,对比分析了相同和不同容量多个并网逆变器并联系统的谐振频率点特性.基于并联系统中交互电流产生的谐振频率点,设计了数字陷波器,引入到传统电容电流反馈有源阻尼控制中,实现了对基波信号的无静差控制,满足了此类系统的并网要求.搭建了相同和不同容量的逆变器并联系统模型,仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性. 展开更多

关键词 多逆变器并联 不同容量 数字陷波器 谐振

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煤矿井下无工频变压器级联式多电平变换器的应用与实现 被引量：4

6

作者 程红 夏志超 +1 位作者 张国澎 王聪 《煤炭工程》 北大核心 2011年第3期7-9,共3页

文章对一种新型的功率单元级联式多电平变换器的基本工作原理进行了深入详细的理论分析,论述了可能的具体的实现方式和控制策略,并给出了相应的仿真实验波形。并且提出应用此种新型的功率单元级联式多电平变换器代替目前煤矿井下体积庞... 文章对一种新型的功率单元级联式多电平变换器的基本工作原理进行了深入详细的理论分析,论述了可能的具体的实现方式和控制策略,并给出了相应的仿真实验波形。并且提出应用此种新型的功率单元级联式多电平变换器代替目前煤矿井下体积庞大、重量重、综合性能不高的供电设备、传动装置,具有的无可比拟的优势。 展开更多

关键词 无工频变压器 级联式 多电平 单位功率因数 煤矿井下

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LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略 被引量：8

7

作者 杨明 宋明洋 +1 位作者 张国澎 解宝 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期399-408,共10页

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传... 在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为(0,0.477f3)。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。 展开更多

关键词 数字控制 弱电网 并网逆变器 有源阻尼 有效阻尼区

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基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案 被引量：3

8

作者 李斌 许磊 +2 位作者 郑征 胡丹丹 张国澎 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1400-1406,共7页

均衡控制作为解决电动汽车电池组不一致性问题的有效方式,已发展成为汽车动力电池的关键技术之一。针对目前电感式拓扑均衡时间长、均衡速度慢的问题,本文提出了一种基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案。以单体电池作为研究对象,引入中... 均衡控制作为解决电动汽车电池组不一致性问题的有效方式,已发展成为汽车动力电池的关键技术之一。针对目前电感式拓扑均衡时间长、均衡速度慢的问题,本文提出了一种基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案。以单体电池作为研究对象,引入中止参数,完成均衡策略的设计与优化,最终实现均衡控制。该均衡方案拓扑结构简单、均衡速度快,克服了传统电感式均衡能量转移路径长的缺点,并且实现了自适应调节均衡模块的控制信号占空比。最后搭建10节电池的均衡仿真模型进行验证,仿真结果表明了该均衡方案明显提高了均衡速度,改善了电池组的不一致性。 展开更多

关键词 串联电池组 Cuk电路 主动均衡 荷电状态

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隔离型交-直流固态变压器前后级协调控制对比 被引量：1

9

作者 郑征 姜鹏飞 +1 位作者 张国澎 李子汉 《电子科技》 2022年第7期79-86,共8页

隔离型交-直流固态变压器广泛采用双向变换器的前后多级级联结构。由于前后级控制带宽存在不同,导致两级传递功率存在不同。功率突变时,该差异会威胁此类SST的运行安全。针对此问题,文中分析了级间功率差异的产生机理,对各类减少级间功... 隔离型交-直流固态变压器广泛采用双向变换器的前后多级级联结构。由于前后级控制带宽存在不同,导致两级传递功率存在不同。功率突变时,该差异会威胁此类SST的运行安全。针对此问题,文中分析了级间功率差异的产生机理,对各类减少级间功率波动的控制策略进行归纳整理,推导了不同策略下负载扰动对两级间电压的数学模型,利用MATLAB得到了各类典型控制策略的闭环波特图与时域下对应的阶跃响应,并横向对比了各类策略的优势与不足。仿真及实验结果证明了分析比较结果的正确性和有效性。 展开更多

关键词 固态变压器 双向变换器 控制带宽 级间功率差异 负载扰动 波特图 阶跃响应 横向对比

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无工频变压器整流级稳定机理与控制策略研究 被引量：2

10

作者 胡敬朋 张国澎 《湘潭大学自然科学学报》 北大核心 2017年第4期73-76,共4页

通过对工频变压器级联式多电平变换器整流级单位功率因数运行的稳定工作区机理分析,找到决定直流侧电容电压能否平衡的边界条件点.当三相系统每相输出的功率不相等时,采用整流级各级联H桥直流电压平衡控制策略,在整流级交流侧注入零序电... 通过对工频变压器级联式多电平变换器整流级单位功率因数运行的稳定工作区机理分析,找到决定直流侧电容电压能否平衡的边界条件点.当三相系统每相输出的功率不相等时,采用整流级各级联H桥直流电压平衡控制策略,在整流级交流侧注入零序电压,平衡三相相间的直流侧电压.这种策略较好地解决了相间电压的平衡问题,减小了不平衡负载对电网的影响. 展开更多

关键词 无工频变压器 级联式多电平 整流级

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煤矿井下无工频变压器协调控制策略研究 被引量：1

11

作者 胡敬朋 张国澎 《科技通报》 2018年第2期172-175,共4页

为了驱动煤矿大功率的电机,现在煤矿用的大功率变频器、无功补偿和变压器,体积都很大。本文设计煤矿井下无工频变压器完全可以满足煤矿井下多负荷多电压等级的需要,它由前端整流级、中间高频隔离变换级和后端逆变级大部分组成,用工频变... 为了驱动煤矿大功率的电机,现在煤矿用的大功率变频器、无功补偿和变压器,体积都很大。本文设计煤矿井下无工频变压器完全可以满足煤矿井下多负荷多电压等级的需要,它由前端整流级、中间高频隔离变换级和后端逆变级大部分组成,用工频变换器取代了传统体积庞大的电磁变压器,不但节省了井下的空间,并且可以满足功率因数和AC的变频变压,使煤矿井下变压器具有可靠性高、谐波污染小、输入输出功率范围宽等优点。 展开更多

关键词 煤矿井下 无工频变压器:级联式多电平

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废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网关键技术及瓶颈问题 被引量：5

12

作者 王浩 李斌 +5 位作者 王雨婷 李绍令 张国澎 杨大山 白利军 王聪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1798-1813,共16页

从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的... 从废弃矿井残留能源与空间资源协同利用出发,在废弃矿井绿色低碳多能互补体系框架下,统筹考虑废弃矿井采空区煤层气开采活动用电需求与采煤沉陷区可再生能源发电潜力,以及低浓度瓦斯发电和储能作为补充,提出探索构建集成风-光-气-储的废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统。相较于普通直流微电网,低系统惯量、弱电网连接、分布式发电随机波动和周期变工况负荷大扰动等多重不利因素叠加使得废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统稳定运行面临更加严峻的挑战。为此,有必要围绕废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统这一废弃矿井残留能源与空间资源协同利用潜在场景涉及的关键技术及背后的瓶颈问题展开系统梳理与探讨。首先,阐述了废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的拓扑结构与组成单元,并从能量流动模型出发探讨了在寻求系统容量优化配置过程中需要考虑的约束条件。接着,提炼出煤层气抽采机电动机周期变工况负荷分析、低浓度瓦斯发电机气-电转换环节耦合、电压稳定控制及协调运行等破解废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统可靠稳定及协调运行难题涉及的关键技术,总结和回顾了已有研究进展,分析了目前工作存在的难点和问题,同时探讨了可能的解决方法及后续工作建议。进一步指出亟待攻克低浓度瓦斯发电机气-电耦合长时间尺度与风光储短时间尺度联合建模,以及低惯量、弱连接、大扰动等多重不利因素作用导致的电压振荡机理等关键技术背后的核心瓶颈问题。最后,从已有工作基础、研究进展及经济效益评估等方面展望了构建废弃矿井残余煤层气开采多能互补直流微电网系统的可行性及应用前景。 展开更多

关键词 废弃矿井 煤层气 多能互补 直流微电网 关键技术 瓶颈问题 可行性

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基于PLC的农机零部件加工中机床电气控制系统 被引量：9

13

作者 李磊 张国澎 《农机化研究》 北大核心 2022年第10期193-197,共5页

分析了PLC控制器的结构和工作原理,并利用PLC控制技术实现了农机零部件加工机床电气控制系统软硬件设计及对加工机床进行精确控制。实验结果表明:主轴电动机在空载和有负载时电流波形正常,其电流形状和幅值具有较好的一致性,说明农机零... 分析了PLC控制器的结构和工作原理,并利用PLC控制技术实现了农机零部件加工机床电气控制系统软硬件设计及对加工机床进行精确控制。实验结果表明:主轴电动机在空载和有负载时电流波形正常,其电流形状和幅值具有较好的一致性,说明农机零部件加工机床电气控制系统稳定性和可靠性较高。 展开更多

关键词 农机零部件 加工机床 电气控制 PLC控制器

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直流微网母线电压纹波集中补偿自寻优策略 被引量：1

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作者 黄凯 张国澎 李子汉 《电子科技》 2022年第6期70-75,共6页

为抑制直流微网母线电压二次纹波,文中提出了一种直流有源滤波器集中补偿自寻优策略。在双向DC/DC变换器电压/电流双闭环控制的基础上,加入直流母线电压纹波控制,通过引入带通滤波器消除了传统控制方法中采用低通滤波器提取纹波时所产... 为抑制直流微网母线电压二次纹波,文中提出了一种直流有源滤波器集中补偿自寻优策略。在双向DC/DC变换器电压/电流双闭环控制的基础上,加入直流母线电压纹波控制,通过引入带通滤波器消除了传统控制方法中采用低通滤波器提取纹波时所产生的相位滞后问题。采用迭代自寻优方法获取重要控制参数阻抗系数K,实现直流有源滤波器对直流母线电压纹波变化的实时跟踪和集中补偿。在MATLAB/Simulink中搭建了含互联接口变流器、分布式电源、直流负荷、由DC/AC变流器接入的交流负荷以及直流有源滤波器的直流微网模型,建立了相应的实验平台。仿真和实验结果均验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 直流微网 母线电压 二次纹波 直流有源滤波器 集中补偿 自寻优 带通滤波器 阻抗系数

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交直流配网混合式接口变流器及其控制策略研究

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作者 王云峰 李志刚 +1 位作者 刘永辉 张国澎 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期142-151,共10页

交直流接口变流器是在当前交流配电网下构建直流供电系统的关键设备之一。传统的交直流接口变流器通常工作在较低的开关频率以降低大功率运行时的损耗,但同时会导致变流器对直流侧电压控制性能下降,直流电网的电能质量难以保障。由于直... 交直流接口变流器是在当前交流配电网下构建直流供电系统的关键设备之一。传统的交直流接口变流器通常工作在较低的开关频率以降低大功率运行时的损耗,但同时会导致变流器对直流侧电压控制性能下降,直流电网的电能质量难以保障。由于直流电网的阻抗会随其结构的改变而变化,直流电网电能质量的控制变得更加复杂。为解决传统交直流接口变流器效率与控制性能的矛盾,本文采用了一种前后两级级联的拓扑方案,将传统交直流接口变流器作为整流级,增加了由超级电容构建的功率缓冲级,提出了一种两级协调的控制方法,可在保证接口变流器效率的前提下,提高变流器的控制性能。功率缓冲级同时可实现直流电网电能质量的集中治理,提高交直流接口变流器对直流电网电能质量的控制能力。此外,还探讨了功率缓冲级中超级电容的设计与控制。仿真结果验证了所提方案的可行性与优越性。 展开更多

关键词 交直流接口变流器 直流电网 协调控制 电能质量

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