基于改进DPWM的三电平逆变器多目标优化算法

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作者 柴锦 王伟胜 +2 位作者 卢家璇 刘通 陈阿莲 《电源学报》 北大核心 2025年第4期79-88,共10页

三电平逆变器在中高压场合受到了广泛关注,但是传统的连续脉宽调制CPWM(continuous pulse width modulation)方法具有开关损耗大、共模电压CMV(common-mode voltage)波动大、中点电位不平衡等缺点。为解决上述问题,在分析共模电压产生... 三电平逆变器在中高压场合受到了广泛关注,但是传统的连续脉宽调制CPWM(continuous pulse width modulation)方法具有开关损耗大、共模电压CMV(common-mode voltage)波动大、中点电位不平衡等缺点。为解决上述问题,在分析共模电压产生机理的基础上,推导出基于离散脉宽调制DPWM(discrete pulse width modu-lation)的共模电压抑制条件,提出1种改进的DPWM调制策略,其可在DPWM0~DPWM3调制下降低开关损耗的同时实现共模电压抑制。此外,在所提DPWM调制策略的基础上,探究了中点电位控制方法,最终实现了三电平逆变器的多目标优化控制。仿真和实验验证了所提DPWM控制策略的有效性。 展开更多

关键词 三电平逆变器 共模电压 离散脉宽调制 中点电位平衡

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一种基于虚拟矢量PWM的准Z源三电平逆变器新型控制算法实现

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作者 柴锦 刘通 +1 位作者 王伟胜 陈阿莲 《电源学报》 北大核心 2025年第2期57-66,共10页

准Z源三电平逆变器的升压控制和中点电位平衡控制之间的耦合严重限制了其控制性能。为解决上述问题,提出1种基于虚拟矢量脉宽调制方法的中点电位平衡策略,通过直流母线电容电压闭环控制实现中点电位平衡控制,消除了中点电位低频波动,同... 准Z源三电平逆变器的升压控制和中点电位平衡控制之间的耦合严重限制了其控制性能。为解决上述问题,提出1种基于虚拟矢量脉宽调制方法的中点电位平衡策略,通过直流母线电容电压闭环控制实现中点电位平衡控制,消除了中点电位低频波动,同时采用恒直通升压调制策略,避免了升压控制对中点电位的影响,保证了准Z源网络充足的升压空间。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 准Z源三电平逆变器 中点电位平衡 虚拟矢量脉宽调制

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脉冲参数对6061铝合金MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

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作者 李志勇 王学礼 +3 位作者 李朋 张杰 王世路 张光先 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期64-68,73,共6页

搭建由焊接系统、高速摄像及同步波形信息采集设备的试验系统,研究不同脉冲波形参数对6061铝合金脉冲MIG焊熔滴过渡、焊缝成形及气孔率的影响规律。结果表明,在平均输出电流200 A与300 A的条件下,相比一脉一滴过渡形式的标准脉冲波形,... 搭建由焊接系统、高速摄像及同步波形信息采集设备的试验系统,研究不同脉冲波形参数对6061铝合金脉冲MIG焊熔滴过渡、焊缝成形及气孔率的影响规律。结果表明,在平均输出电流200 A与300 A的条件下,相比一脉一滴过渡形式的标准脉冲波形,通过增大脉冲波形峰值时间、降低脉冲频率的方式,熔滴过渡变为射滴+射流的混合过渡形式,此时液柱对熔池的冲击强度和持续时间增大,能够显著增大焊缝熔深,200 A与300 A时的焊缝熔深相较于一脉一滴过渡分别提高16.2%和38.8%。此外,在混合过渡形式下,熔滴对熔池的冲击震荡使得熔池中气体更易逸出,气孔率相对减小。 展开更多

关键词 铝合金 MIG焊 脉冲参数 熔滴过渡 焊缝成形 气孔率

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双丝单弧脉冲GMAW熔滴过渡行为与焊缝成形分析

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作者 李志勇 王勇 +3 位作者 张杰 韩涛 李朋 张光先 《焊接学报》 北大核心 2025年第9期28-36,共9页

基于现有双丝焊接技术的局限性,提出一种新型双丝单弧焊接方法,该方法焊接系统由单电源、单送丝机、单焊枪组成,双丝在电磁力作用下相互吸引形成单电弧和“共熔滴”,有效解决了传统双丝焊存在的电弧干扰问题,还显著拓宽了气保焊焊接电... 基于现有双丝焊接技术的局限性,提出一种新型双丝单弧焊接方法,该方法焊接系统由单电源、单送丝机、单焊枪组成,双丝在电磁力作用下相互吸引形成单电弧和“共熔滴”,有效解决了传统双丝焊存在的电弧干扰问题,还显著拓宽了气保焊焊接电流的可用上限.采用高速摄像和信息同步装备,分析了双丝间距对熔滴过渡行为及焊缝形貌的影响,并通过调整焊接波形参数,对熔滴过渡行为进行优化.结果表明,在焊接电流485 A时,随着双丝间距增大,熔滴过渡的形式由一脉一滴向两脉一滴、多脉一滴转变,过渡频率逐渐降低,焊接过程稳定性变差.当间距2.8 mm时,通过调节波形参数优化了过渡行为,使得焊接电流增加到598 A,此条件下焊缝截面呈现出“碗状”形态,熔敷效率约为14.1 Kg/h,通过控制双丝间距与电流,可一定程度上实现对成形系数的解耦调节,为焊接工艺的优化提供了新的思路与途径. 展开更多

关键词 双丝单弧熔化极气体保护电弧焊 双丝间距 波形控制 熔滴过渡 焊缝成形

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焊后碾压对X80钢焊接接头CGHAZ组织及性能的影响

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作者 王刚 曹江海 +3 位作者 薛皓月 王敬文 姚宗湘 尹立孟 《热加工工艺》 北大核心 2025年第17期51-57,共7页

焊后塑性变形可改善接头残余应力分布,提高接头韧性。通过对比分析X80钢多层多道焊接头在焊态、焊后450℃和650℃碾压3种状态下CGHAZ组织形态、晶粒尺寸及取向、应力分布、韧性和断口形貌,探寻焊后碾压对改善X80管线钢接头组织性能的影... 焊后塑性变形可改善接头残余应力分布,提高接头韧性。通过对比分析X80钢多层多道焊接头在焊态、焊后450℃和650℃碾压3种状态下CGHAZ组织形态、晶粒尺寸及取向、应力分布、韧性和断口形貌,探寻焊后碾压对改善X80管线钢接头组织性能的影响规律。结果表明:随着焊后碾压进行,CGHAZ区针状铁素体的数量逐渐增加,且形状不规则,晶粒受到一定的变形以及晶粒的均匀性受到改善;焊后碾压能一定程度上细化晶粒尺寸,随着焊后碾压温度升高,CGHAZ内晶粒的局部取向差平均值逐渐增加,小角度晶界的含量逐渐下降,大角度晶界的含量逐渐上升;经焊后碾压,焊接接头的冲击韧性均提高,断口上韧窝的密度有所增加,为明显的韧性断裂;焊后碾压能减小残余应力,同时使残余拉应力变为残余压应力,从而改善接头残余应力分布。 展开更多

关键词 焊后碾压 X80 晶粒取向 残余应力

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并联逆变器参数协同自适应VSG控制策略 被引量：1

6

作者 张玉璇 杜春水 +2 位作者 施其国 王爱平 炊德政 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期47-59,共13页

虚拟同步发电机(VSG)控制的微电网逆变器并联时,因线路阻抗不匹配存在无法实现功率均分的现象,尤其在受到负载功率扰动时系统的频率稳定性变差。针对此问题,提出一种阻抗-惯量-阻尼3个参数协同自适应VSG控制策略。通过建立系统的小信号... 虚拟同步发电机(VSG)控制的微电网逆变器并联时,因线路阻抗不匹配存在无法实现功率均分的现象,尤其在受到负载功率扰动时系统的频率稳定性变差。针对此问题,提出一种阻抗-惯量-阻尼3个参数协同自适应VSG控制策略。通过建立系统的小信号模型推导出系统闭环的根轨迹方程,进而分析惯量、阻尼等系统主要参数变化对系统稳定性的影响。利用线路首末端电压和输出功率信息准确反算线路阻抗,并通过自适应虚拟阻抗实时修正线路阻抗,使等效输出阻抗与功率容量成比例,实现功率分配。在此基础上,利用自适应惯量和阻尼系数保障系统的频率稳定性。通过上述3个参数协同的VSG控制提升并联系统的功率分配精度和频率响应特性。最后,通过仿真与实验结果验证所提控制方法的可行性和正确性。 展开更多

关键词 微电网 逆变器并联 虚拟同步发电机 功率分配 虚拟阻抗 自适应控制

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玻纤增强PA6焊机外壳性能的影响因素数值模拟 被引量：1

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作者 张守会 孟凡涛 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期87-93,共7页

深入探讨了玻璃纤维增强聚酰胺6在焊机外壳应用中的性能表现,并基于ANSYS软件平台,进行了静力学仿真和落球冲击仿真分析,旨在揭示玻纤含量、玻纤长径比以及玻纤取向等关键参数对焊机外壳性能的影响。静力学分析显示,当外壳承受2500 N的... 深入探讨了玻璃纤维增强聚酰胺6在焊机外壳应用中的性能表现,并基于ANSYS软件平台,进行了静力学仿真和落球冲击仿真分析,旨在揭示玻纤含量、玻纤长径比以及玻纤取向等关键参数对焊机外壳性能的影响。静力学分析显示,当外壳承受2500 N的拉力时,玻纤含量的增加对焊机外壳应力强度的影响较小,但能够降低了外壳变形程度。当玻纤质量分数超过25%时,等效应力趋于稳定(约51 MPa)。此外,玻纤的取向对焊机外壳性能具有显著影响。当纤维沿X轴和Z轴取向且各占50%时(方向向量为a2),外壳的等效应力达54.6 MPa,同时变形量最小,仅为0.5 mm,这一性能与玻纤质量分数为40%的外壳相当。而玻纤长径比的增加对等效应力的影响并不显著,但有助于减少变形。进一步,通过落球冲击分析发现,随着玻纤含量的增加,外壳的等效应力逐渐增大,变形逐渐减小,这一趋势与静力学分析结果高度一致。当玻纤质量分数低于20%时,焊机外壳在冲击下易出现破裂;然而,当玻纤质量分数为20%~35%时,外壳表现出了优异的冲击性能,未出现开裂现象。 展开更多

关键词 玻璃纤维 聚酰胺6 外壳性能 复合材料 仿真分析

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基于FPGA的永磁同步电机控制实验平台设计 被引量：4

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作者 柴锦 李昊 +1 位作者 张甫国 王伟胜 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第7期154-161,共8页

永磁同步电机因具有功率密度大、控制精度高、输出响应快等优势,在工业生产和日常生活中应用广泛。为充分发挥永磁同步电机的性能,该文研制了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的电机控制实验平台。平台以Xilinx公司的XC7A75T作为主控芯片... 永磁同步电机因具有功率密度大、控制精度高、输出响应快等优势,在工业生产和日常生活中应用广泛。为充分发挥永磁同步电机的性能,该文研制了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的电机控制实验平台。平台以Xilinx公司的XC7A75T作为主控芯片,采用磁场定向控制算法实现控制永磁同步电机的位置、速度和转矩,实验平台可在不同工作模式下稳定运行,为学生深入学习和理解永磁同步电机的工作原理提供了软硬件支撑。 展开更多

关键词 永磁同步电机 FPGA 实验平台 数字控制

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脉冲逆变焊接电源建模与仿真 被引量：5

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作者 段彬 张承慧 +2 位作者 孙同景 张光先 郭民 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期57-60,64,共5页

构建了包含输入、输出整流滤波和逆变、降压等电路的物理模型,通过非线性接口模型,研究了主回路和数字控制系统的整体建模与仿真.建立了动态焊接过程的系统数学模型,利用Matlab对焊接电源系统进行了仿真研究,然后定量分析了扰动作用下... 构建了包含输入、输出整流滤波和逆变、降压等电路的物理模型,通过非线性接口模型,研究了主回路和数字控制系统的整体建模与仿真.建立了动态焊接过程的系统数学模型,利用Matlab对焊接电源系统进行了仿真研究,然后定量分析了扰动作用下各物理量变化规律和系统动态响应过程,有效预测了脉冲MIG焊接电源的工作过程,指出了焊接电流和电弧电压控制的意义,为进一步研究指明了方向. 展开更多

关键词 逆变焊接电源 脉冲焊 数学建模 仿真

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多机器人协同的五电弧增材制造装备及其应用 被引量：7

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作者 何天英 余圣甫 +2 位作者 雷毅 张光先 刘增晓 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期26-35,共10页

电弧增材制造是用于大型复杂金属构件成形的新技术,其制造装备是实现金属构件形性一体化制造的关键。研制了可实现3台机器人协同工作、金属构件形性一体化制造的五电弧增材制造装备,由增材单元、测量单元和减材加工单元等组成。利用Robo... 电弧增材制造是用于大型复杂金属构件成形的新技术,其制造装备是实现金属构件形性一体化制造的关键。研制了可实现3台机器人协同工作、金属构件形性一体化制造的五电弧增材制造装备,由增材单元、测量单元和减材加工单元等组成。利用RoboTeam软件包实现3台机器人协同工作,在总控单元中开发机器人路径规划软件,分别对3台机器人进行路径规划。采用研制的装备成形艉轴架时,其抗拉强度为543 MPa,屈服强度为426 MPa,伸长率为24.2%,-20℃冲击功为132 J,优于同成分铸造件的力学性能;艉轴架的尺寸与标准模型之间的整体偏差为±0.65 mm。 展开更多

关键词 五电弧增材制造装备 大型金属构件 多机器人协同 形性一体化

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基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理 被引量：7

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作者 刘亚辉 李昊 +2 位作者 张方义 贾明 张光先 《热加工工艺》 北大核心 2022年第7期128-132,136,共6页

大多数焊缝跟踪图像处理算法在滤波过程中存在冗余运算,实时性差的问题。为减少在滤除焊缝图像中噪声的过程中存在的大量冗余运算,根据焊缝图像中的弧光飞溅和激光条纹的形态特征,运用一阶马尔科夫链描述图像矩阵邻域的空间相关性,设计... 大多数焊缝跟踪图像处理算法在滤波过程中存在冗余运算,实时性差的问题。为减少在滤除焊缝图像中噪声的过程中存在的大量冗余运算,根据焊缝图像中的弧光飞溅和激光条纹的形态特征,运用一阶马尔科夫链描述图像矩阵邻域的空间相关性,设计了基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理算法。该算法在提取激光条纹中心线时,通过形态特征的判定,去除焊接图像中的噪声干扰,有效减少滤波过程冗余运算,提高了算法的实时性。实验结果表明,该方法抗噪声干扰能力强,能准确地提取激光条纹中心线,且处理分辨率为576×768的整幅图像耗时约为20 ms,能完成实时跟踪焊接且跟踪绝对平均误差为0.1358 mm。 展开更多

关键词 激光焊缝跟踪 形态特征滤波 激光条纹中心线 图像处理

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双丝单弧气保焊熔滴过渡及焊缝成形 被引量：2

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作者 李志勇 李朋 +1 位作者 胡广龙 张光先 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期160-164,共5页

双丝单弧气保焊是一种新型熔化极焊接方法,系统由单电源、单送丝机构和单焊枪组成,双丝共用一个具有两孔的导电嘴,单电源通过导电嘴同时向双丝输出电流形成单个电弧,双丝末端熔滴相互吸引形成共熔滴并稳定过渡到熔池。采用高速摄像、信... 双丝单弧气保焊是一种新型熔化极焊接方法,系统由单电源、单送丝机构和单焊枪组成,双丝共用一个具有两孔的导电嘴,单电源通过导电嘴同时向双丝输出电流形成单个电弧,双丝末端熔滴相互吸引形成共熔滴并稳定过渡到熔池。采用高速摄像、信息同步采集及焊接电源等装备,开发双丝单弧气保焊熔滴过渡试验系统,研究了不同焊接电流参数对熔滴大小、过渡行为及焊缝形貌的影响,并阐明了双丝单弧气保焊熔滴过渡机理。结果表明:随着焊接电流的增大,熔滴过渡形式依次为多脉一滴、一脉一滴、射流过渡和潜弧射流过渡四种模式,过渡频率逐渐增大,熔滴体积逐渐减小。焊缝形貌研究表明,随着焊接电流增大,焊缝熔深逐渐增大,熔宽先增大后减小,当焊接电流为570 A时,焊缝截面成形质量最佳,此时熔敷速度为15.8 kg/h。 展开更多

关键词 双丝单弧气保焊 焊接电流 熔滴过渡 焊缝成形

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基于预测控制的并联逆变器环流抑制研究 被引量：3

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作者 韩晓敏 张洪亮 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期1590-1594,共5页

光伏并网逆变器的并联可以增加系统容量,但随之而来的环流会降低系统效率,增加并网电流畸变。传统PI控制器方法,由于零序电流控制方法响应速度慢,当两台逆变器电感量或输出电流不相等时,对环流抑制难以实现精准控制。提出预测控制PWM控... 光伏并网逆变器的并联可以增加系统容量,但随之而来的环流会降低系统效率,增加并网电流畸变。传统PI控制器方法,由于零序电流控制方法响应速度慢,当两台逆变器电感量或输出电流不相等时,对环流抑制难以实现精准控制。提出预测控制PWM控制方案,可以准确实现两台逆变器并联时的环流抑制,基于数字信号处理器TMS320F2812PGFA的控制系统,快速有效的实现了预测控制的软件算法,实验结果验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 逆变器并联 环流 预测控制 数字信号处理器

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一种新型感应加热电源调功方式的研究与计算机仿真 被引量：2

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作者 韩晓敏 尹海 张光先 《现代电子技术》 2007年第11期106-108,共3页

在对现有各种感应加热装置功率控制方式比较的基础上,提出一种基于频率跟踪的新型的、较优的PWM功率调节方式。这种控制方式解决了传统移相中存在的矛盾,实现了功率的大范围调节,并且主回路实现简单。给出了主回路的计算机仿真结果及实... 在对现有各种感应加热装置功率控制方式比较的基础上,提出一种基于频率跟踪的新型的、较优的PWM功率调节方式。这种控制方式解决了传统移相中存在的矛盾,实现了功率的大范围调节,并且主回路实现简单。给出了主回路的计算机仿真结果及实验结果,证明了此控制方式满足大中小功率感应加热应用。 展开更多

关键词 感应加热 脉宽调制 频率跟踪 功率调节 传统移相

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CT一次引线误压接引起主变保护潜在误动分析 被引量：1

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作者 惠杰 阎振坤 +3 位作者 李勇 王相锋 历吉文 成继东 《继电器》 CSCD 北大核心 2008年第7期83-85,共3页

针对主变用电流互感器(CT)二次电流的减小,根据现场实际电流数据,判断出是由于CT一次接线压接错误形成一次附加回路造成的。应用电磁场理论详细分析了CT二次电流减小的根本原因,并根据变压器负荷,计算出在此附加回路影响下的主变保护差... 针对主变用电流互感器(CT)二次电流的减小,根据现场实际电流数据,判断出是由于CT一次接线压接错误形成一次附加回路造成的。应用电磁场理论详细分析了CT二次电流减小的根本原因,并根据变压器负荷,计算出在此附加回路影响下的主变保护差动回路电流,通过分析得到RCS-978稳态比率差动保护潜在误动的可能性。提出了更换CT时应注意变比与引线压接螺栓的对应关系、控制字与抬高差动启动门槛相配合的方案以避免保护误动,从而提高了主变保护的可靠性。 展开更多

关键词 电流互感器 比率差动 主变保护 压接螺栓

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激光功率对铝/黄铜熔钎焊接头组织和性能的影响 被引量：6

16

作者 李志勇 周利 +3 位作者 何至正 宋晓国 张欣盟 冯吉才 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期669-681,共13页

采用激光填丝熔钎焊方法对5052铝合金和H62黄铜异种金属进行对接试验,填充材料为Zn-15%Al(质量分数)药芯焊丝,研究激光功率对接头微观组织、界面层结构和力学性能的影响。结果表明:当激光功率2100 W时,接头因热输入过低而发生断裂,激光... 采用激光填丝熔钎焊方法对5052铝合金和H62黄铜异种金属进行对接试验,填充材料为Zn-15%Al(质量分数)药芯焊丝,研究激光功率对接头微观组织、界面层结构和力学性能的影响。结果表明:当激光功率2100 W时,接头因热输入过低而发生断裂,激光功率在2400~3300 W范围时,获得了性能良好的接头。黄铜侧界面附近的过渡区有Al_(4.2)Cu_(3.2)Zn_(0.7)(T'相)和CuZn_(5)化合物生成,界面层结构可分为连续的CuZn相层和锯齿状的T'相层,且随着激光功率增大,CuZn界面层的厚度随之增大。界面层附近出现显微硬度最大值,焊缝区显微硬度大于母材。随着激光功率的增加,接头的拉伸强度先增大后减小,当激光功率为2700 W时,原始接头和磨平余高后接头的拉伸强度最大,分别为128 MPa和104 MPa。焊缝位置断口为准解理断裂,界面层位置断口为解理断裂。 展开更多

关键词 激光熔钎焊 铝/黄铜异种金属 微观组织 界面层结构 力学性能

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机械制造智能化技术与机电一体化的融合研究

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作者 石秀艳 成继东 《数字农业与智能农机》 2022年第22期117-119,共3页

随着国家经济发展水平不断提高,国家对各行业发展都提出了新要求。机械制造作为国家重点发展行业,在工业、制造业及建筑行业中都发挥着非常重要的作用。当下信息技术不断发展,已经渗透到社会各行各业中,智能化发展已经成为机械制造行业... 随着国家经济发展水平不断提高,国家对各行业发展都提出了新要求。机械制造作为国家重点发展行业,在工业、制造业及建筑行业中都发挥着非常重要的作用。当下信息技术不断发展,已经渗透到社会各行各业中,智能化发展已经成为机械制造行业的发展趋势。在新时期,机械制造行业只有不断提高自身智能化水平,与机电一体化进行有效融合,才能够满足行业持续发展需求。本文将围绕“机械制造的智能化技术与机电一体化的融合”进行研究。 展开更多

关键词 机械制造 智能化技术 机电一体化 融合

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