电工电能新技术

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周大宁，刘亚东，黄立培

电工电能新技术. 2006, 25(3): 1-4.

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本文基于600V 100A逆阻式IGBT(RB-IGBT)研制了一台三相三相矩阵变换器样机。实验中采用间接空间矢量调制算法，实现了该样机对一台异步电机的转差频率闭环恒压频比控制。提出了一种新颖的两步换流策略实现了双向功率开关间的可靠换流。该换流策略不需要任何电流电压传感器，仅依靠本文为RB-IGBT设计的驱动保护电路中的集-射电压检测单元即可获取换流所需信息。文中最后给出了样机照片和在不同负载条件下系统的实验结果。实验结果表明，所提出的换流策略是有效的，用于矩阵变换器-异步电机系统，具有较好的驱动性能。

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变电站混成自动电压控制策略研究

王智涛，梅生伟，胡　伟

电工电能新技术. 2006, 25(3): 5-8.

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介绍了一种基于混成控制理论的变电站电压无功综合控制策略。该控制策略采用无功分层分区平衡优化原则，改进了传统的变电站“九区图”控制方法。新的混成控制策略不仅能够避免OLTC分接头调节、并联电容器的投切引起的振荡问题，还可以及时响应整个电网无功全局优化的调控命令。仿真分析验证了HAVC控制策略的有效性。

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基于动态测试技术的交流接触器性能评判系统

缪希仁，林苏斌，张培铭

电工电能新技术. 2006, 25(3): 9-12.

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本文基于动态特性测试技术，开发交流接触器性能综合评判系统。针对交流接触器动态特性参数的数据特点，提出自适应模糊分级聚类方法，并以模糊分级聚类为基准，形成基于模糊聚类及神经网络的交流接触器综合性能评判系统。本文提出的理论与方法，对电器产品的研发样机与出厂产品检测，具有实际指导意义。

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浸润式混合强迫内冷的蒸发冷却汽轮发电机定子三维温度场的仿真分析

温志伟，傅德平，顾国彪

电工电能新技术. 2006, 25(3): 13-17.

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汽轮发电机采用定子浸润与强迫内冷的蒸发冷却方式优越于传统的其它冷却方式，可以为电机的运行提供安全、可靠和高效的绝缘及冷却效果，相应的温度场分析计算值得深入研究。本文以一台50MW汽轮发电机的定子为研究对象，首次提出了完整的采用铁芯浸润式与强迫循环绕组内冷结合的蒸发冷却电机的定子三维温度场的仿真计算模型，并分析了负荷变化以及定子绕组内冷对电机温度场的影响，对仿真计算与试验的结果进行了对比分析，为更大容量蒸发冷却汽轮发电机的设计、制造提供了理论依据。

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基于PSM技术的高压开关电源研究

杜少武，杨钰辉

电工电能新技术. 2006, 25(3): 18-20.

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脉冲阶梯调制(PSM)技术是将脉宽调制(PWM)技术与阶梯调制(SM)技术相结合，是高电压、大功率电源系统中的一种重要的调制技术。本文在阐述了SM(阶梯调制)技术和PWM技术的工作原理和特点的基础上，详细论述了PSM技术的基本原理及其控制方法，并通过实验验证了应用此技术的电源系统的可行性和优越性。

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宽范围交流大电流高准确度测量方法研究

陈　鹏，陆俭国，李　新，杨彦杰

电工电能新技术. 2006, 25(3): 21-24.

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在继电保护系统中常需测量一次侧大电流。电力系统中，一次侧电流变化范围很大，传统的方法难以满足要求。将Rogowski线圈和数字信号处理技术有机地结合，实现了在大电流范围内进行高准确度的测量。Rogowski线圈不饱和特性使之能够测量大范围的电流，结合数字信号处理的无零漂积分器的测量方法，消除了模拟信号调理电路的零点漂移，并把其非线性因素影响降低到比较低的水平，它测量大电流具有较高的准确度，实现简单，是一种测量宽范围变化的交流电流的较为理想的选择。

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一种基于有限状态机的电力电子电路控制方法的研究

唐雄民，易　娜，彭永进

电工电能新技术. 2006, 25(3): 25-28.

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电力电子设备的控制主要是控制电力开关管的导通和关断顺序以及开关管导通和关断时间，根据这一特征和负载回路的具体结构，可以将电力电子电路的这些特定的工作模态划分为不同的工作状态，并可将这些工作状态组合成一个具体的有限状态机。因此当电力电子电路的控制电路中引入有限状态机的概念后，电力电子电路的控制就变成了对不同状态转移条件的控制。为说明有限状态机的电力电子电路的建模和应用方法，本文通过对脉冲密度调制(Pulse Density Modulation)的有限状态机建模、仿真和试验证明了采用有限状态机来实现电力电子电路的控制，具有实现方便、硬件回路简单、控制灵活的特点，是一种比较理想的电力电子电路控制回路建模方法。

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SPWM静态调制误差分析

姜　旭，肖湘宁，马玉龙，丁　辉，汪全涛

电工电能新技术. 2006, 25(3): 29-32.

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脉宽调制(PWM)技术是电力电子领域的核心技术，为了分析各种相关因素对PWM输出结果的影响，文中提出了PWM的静态调制误差(PWMSME)的概念。以SPWM为例，在Fourier变换的基础上推导出了其PWMSME随频率变化的精确数学表达式，分析了载波频率、死区及采样方式对PWMSME的影响，并给出了其量化的表达式。指出了在载波频率较低的情况下，由“冲量等面积原理”计算的输出结果会产生一定的误差。最后，通过对PSCAD建立的H桥逆变器模型的仿真结果、实验数据及相应公式的数值计算结果对比分析，验证了文中结论的正确性。

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外施电压频率对XLPE电缆绝缘中电树枝生长特性的影响

谢安生，李盛涛，郑晓泉， G CHEN

电工电能新技术. 2006, 25(3): 33-36.

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本文研究了半结晶交联聚乙烯(XLPE)电缆绝缘试样在50～ 2000Hz正弦电压下电树枝的结构特征与生长特性，发现由于XLPE的半结晶聚集态物理结构，在小于250Hz施压频率下会生成枝状、枝状与丛林混合状及纯丛林状三类电树枝，在500Hz以上高频下则只能生成稠密枝状电树枝，分别对应于不同的生长机理。低频下电树枝生长特性和电树枝结构与材料的聚集态密切相关，而高频下的电树枝生长特性与材料的聚集态关系不大。高频电树枝与环氧树脂、有机玻璃等高聚物材料中的生长规律相同。半结晶高聚物在低频下的电树枝生长特性主要取决于晶界与无定形界面的微孔、杂质集中情况以及针尖电极与晶块或无定形区所处的相对位置，而在高频下电极向介质中注入与抽出电荷的过程较低频下猛烈，会形成较均匀的介质弱区，因此高频电树枝引发与生长规律较为单一。

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独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

唐西胜，齐智平

电工电能新技术. 2006, 25(3): 37-41.

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超级电容器与蓄电池混合使用，可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点，大大提升储能系统的性能。针对独立光伏系统的特点，设计了一种有源式混合储能方案，建立了系统的模型和控制环节。实验结果表明，在光伏发电功率和负载功率脉动时，蓄电池能够工作在优化的充放电状态，并能够有效地减少充放电小循环次数。对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题，具有现实可行性。

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基于无源性的感应电机控制系统设计

顾　亮，沈传文，季筱隆

电工电能新技术. 2006, 25(3): 42-45.

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感应电机的无源性控制方法从能量的角度分析电机控制系统，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点。本文给出了感应电机的欧拉方程并将感应电机系统分解为电气和机械两个无源子系统的反馈并联，从而说明在设计控制器时只需要考虑电气子系统，简化了控制算法。在此基础上，利用无源性控制原理，设计了电机的转矩和转速控制器。该控制算法具有全局稳定，系统鲁棒性较好的特点。仿真和实验结果均证明了用此算法构成的感应电机控制系统能很好地跟踪速度给定，具有较好的动静态响应能力。

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基于电压微分反馈控制和重复控制的逆变电源控制技术

熊　健，史鹏飞，张　凯，周　亮

电工电能新技术. 2006, 25(3): 46-49.

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本文提出一种基于输出电压微分反馈控制和重复控制的逆变电源波形数字化控制方案。内层的电压微分反馈补偿器可以在离散域任意配置逆变电源极点位置，极大地改善了逆变电源动态性能，外层的重复控制则致力于提高稳态精度。该方案在一台基于DSP TMS320F240控制系统的PWM逆变电源上得到验证，实验结果证明在仅使用输出电压反馈的前提下，该方案能得到高质量的输出波形。

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一种基于滑动傅立叶分析的改进谐波电流检测方法研究

顾建军，钱　峰，李　凯，徐殿国，刘汉奎

电工电能新技术. 2006, 25(3): 50-53.

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本文针对电网频率波动时基于滑动坐标系的窗口傅立叶分析法会产生较大误差的不足，提出了一种改进的谐波电流检测方法。该检测方法在滑动傅立叶分析方法的基础上，引入了硬件锁相环，能够实时检测电网频率的变化，提高了混合型有源滤波器谐波电流的检测精度。最终的仿真结果也证明了改进方案的有效性。

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临界模式Boost功率因数校正电路中电感损耗的分析与比较

丁　昂，吴新科，钱照明

电工电能新技术. 2006, 25(3): 54-58.

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介绍了临界模式功率因数校正电路的工作原理和特点。通过对电感损耗的分析发现，高频电流在磁芯气隙附近产生的邻近磁场会在电感绕组上产生较大涡流损耗。避免在气隙附近绕线可以减少这种涡流损耗。根据绕组分布方式不同设计了5个电感，应用于200W的PFC样机上，通过实验比较，验证了这种新的绕组布置方法的优越性。

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城市轨道交通中直线感应电机的非线性设计

马欲洁，柴建云

电工电能新技术. 2006, 25(3): 59-63.

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本文提出用于城市轨道交通系统的直线感应电机(LIM)的非线性设计方法。该方法采用二维时步有限元法和外部驱动电路联立求解，考虑LIM的磁轭和背铁材料中的磁饱和现象和运动速度对端部效应的影响，直接计算出LIM在起动和正常工况运行时的电流、电压、磁密、推力、效率等参数。与传统的线性设计方法相比，非线性设计得到的电流与推力关系更为准确，为正确选择电机的冷却容量和驱动变频器的伏安容量提供了可靠的依据。计算实例验证了新方法的有效性。

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电力系统谐波源定位方法述评

徐志向，侯世英，吕厚余，张　柯

电工电能新技术. 2006, 25(3): 64-67.

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研究谐波源的定位问题对于规模大、负荷复杂的实际电网有重要的意义。本文对现有的谐波源定位方法进行了分析和评述，并对谐波源定位研究的发展提出了看法。

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一种新的应用于高压大容量变频器的失电跨越控制策略

张海涛，赵争鸣，袁立强，钱　珏，鲁　挺

电工电能新技术. 2006, 25(3): 68-72.

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高压大容量变频调速系统在某些应用场合，常伴随有电源瞬间跌落或消失的工况。功率电源瞬间失电跨越，是高压大容量变频调速系统的必备功能之一。本文结合实际的高压大容量变频器的控制和保护系统设计，提出了一种新的失电跨越控制策略。文中详细分析了这种策略的原理，控制及保护逻辑，最后给出样机试验结果。

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10kV电网过电压在线监测装置的研制及波形分析

周　凯，张　涛，董秀成，张彼德，席世友

电工电能新技术. 2006, 25(3): 73-76.

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本文介绍了监测10kV电网大气过电压和内过电压的在线监测装置的设计原理及方法，分析了用于过电压信号采集的分压器、前置硬件电路、数据采集卡、波形数据采集和分析软件的设计思想和关键技术。通过对长期的现场实测波形数据分析表明，本装置取得满意效果。

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一种多级重接式电磁发射系统的触发电路

赵　纯，邹积岩，廖敏夫，李小鹏，周正阳

电工电能新技术. 2006, 25(3): 77-80.

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重接式电磁发射是电磁发射的一种形式，利用电磁能量推动发射体前进。多级发射的关键在于各级能量的有序释放，因而要求开关正确而可靠地动作。所研究的触发电路中，高压触发脉冲发生电路采用三电极间隙产生陡化的高压触发脉冲，使触发真空开关导通延时的精度被控制在1μs以内。触发信号发生电路采用HFBR-0400系列光发射器和光接收器作执行元件，抗干扰能力强，在多级电磁发射实验中，消除了级间互扰造成的误触发。光发射器和光接收器之间采用光纤连接，有效地实现高压触发部分和低压控制部分的隔离。

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2006年, 第25卷, 第3期　刊出日期：2006-07-10

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