带电容滤波的三相不控整流桥仿真全面版资料.docx
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带电容滤波的三相不控整流桥仿真全面版资料
1.题目——带电容滤波的三相不控整流桥仿真
1.1总体要求
利用“simpowersystems”建立三相不控整流桥的仿真模型。
输入三相电压源，线电压380V，50Hz，内阻0.001欧姆。
三相二极管整流桥可用“UniversalBridge”模块，二极管采用默认参数。
直流滤波电容3300μF，负载为电阻。
仿真时间0.3s。
注：
前三项只考虑稳态情况，第四项注重启动过程。
1.直流电压与负载电阻的关系
1.1实验内容
分别仿真整流电路空载及负载电阻为10、1和0.1欧姆时的情况。
记录直流电压波形，根据仿真结果求出直流电压，并比较分析其与负载的关系。
1.2实验仿真结果
A.整流电路空载时，测得直流侧输出电压为537.4V
整体波形如下所示
细微波形如下所示
B.整流电路负载阻抗为10欧姆时，测得直流侧输出电压为523.3V
细微波形如下所示（最小分度为0.005s）
C.整流电路负载阻抗为1欧姆时，测得直流侧输出电压为511.1V
细微波形如下所示（最小分度为0.005s）
D.整流电路负载阻抗为0.1欧姆时，测得直流侧输出电压为493.5V
细微波形如下所示（最小分度为0.005s）
1.3实验结果分析
分析仿真图形和数据可以得出直流电压与负载电阻的关系：
空载时，输出的直流电压波形近似为直线，负载越大电压的波纹越严重；随着电阻的增大，电压平均值越来越小。
2.电流波形与负载的关系
2.1实验内容
记录直流电流和a相交流电流，并分析规律。
2.2实验仿真结果
A．负载电阻为10欧姆时，仿真模型如下所示，记录直流电流为52.32A，a相交流电流为-9.871A；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
B．负载电阻为1.67欧姆时，仿真模型如下所示，记录直流电流为305.8A，a相交流电流为-43.97A；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
C．负载电阻为0.5欧姆时，仿真模型如下所示，记录直流电流为1018A，a相交流电流为-113.2A；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
2.3实验结果分析
随着负载的加大（10、1.67、0.5），直流侧的电流逐渐增大，且直流侧电流起伏逐渐增大，波纹增加，同时，a相的电流也逐渐增大，并且更接近正弦。
当负载为10时，直流侧电流为断续；负载为1.67时，直流侧电流为临界状态；负载为0.5时，直流侧电流为连续。
3.平波电抗器的作用
3.1实验内容
直流侧加1mH电感。
分别仿真轻载50欧姆和重载0.5欧姆时的情况，记录直流和交流电流波形，并计算交流电流的THD。
仿真同样负载条件下，未加平波电抗器的情况，并加以比较分析。
3.2实验仿真结果
A.直流侧加1mH电感，轻载50欧姆时，仿真模型如下所示，交流电流的THD（%）值为0.9064；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
B.直流侧加1mH电感，重载0.5欧姆时，仿真模型如下所示，交流电流的THD（%）值为0.3089；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
C.直流侧不加1mH电感，轻载50欧姆时，仿真模型如下所示，交流电流的THD（%）值为2.401；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
D.直流侧不加1mH电感，重载0.5欧姆时，仿真模型如下所示，交流电流的THD（%）值为0.3438；
电流波形如下所示（其中上方为a相电流，下方为直流侧电流，最小分度为0.005s）
3.3实验结果分析
交流电流的THD（%）值如下表所示
负载
平波电抗器
交流电流的THD（%）
50欧姆
加
0.9064
不加
2.401
0.5欧姆
加
0.3089
不加
0.3438
分析波形和THD值，可知同样负载条件下：
有平波电抗器时，直流电流明显平稳很多；有平波电抗器时，a相电流也平稳很多；有平波电抗器时THD较小。
4.抑制充电电流的方法
4.1实验内容
观察前述仿真中，启动时的直流电流大小，分析原因，提出解决方法并进行仿真验证。
4.2实验仿真结果
A．串电阻时的交流侧启动电流，仿真模型如下所示
启动电流波形如下所示（最小分度为0.02s）
B.不串电阻时的交流启动电流，仿真波形如下所示
启动电流波形如下所示（最小分度为0.02s）
4.3实验结果分析
观察前述仿真在启动时的交流有一个很大的冲击。
再负载的交流侧串电阻，在启动后的某时间内再将电阻切除，可以减小启动时大的交流冲击电流。
5.收获
本次实验应该算是初次接触Matlab中的simpowersystems；通过本次实验，我在原有的基础上对Matlab有了更深一步的了解，熟练了操作，并学会用仿真地方法发现问题，解决问题。
另外，本次实验与《电力电子学》紧密结合，通过实际的仿真现象，我更加熟知了课本中的原理概念，更加形象的理解了相关方面的知识，在脑海里留下了深刻的印象。
随机信号分析原理大作业报告
专业:
水声工程
姓名:
xxx
学号:
xxxxxxxxxx
题目要求:
给定一个白噪声信号,它的均值和方差自定。
1.设计一个线性滤波器,使该滤波器的输出为一个窄带信号。
并给出
该窄带信号在不同的3个典型中心频率和带宽时的波形。
2.对该滤波器输出的上述窄带信号,用莱斯表示法对其进行建模,画
出（ta和（tb的波形。
3.计算上述3种窄带信号对应的瞬时频率和瞬时相位,并进行包络检
测。
整个频率区间,即
图6滤波器2输出信号的时域波形
附件一滤波器1输出信号仿真程序clearall
closeall
clc
%产生高斯白噪声
N=25000;%序列长度
my_var=2;
noise=sqrt（my_var*randn（1,N;%均值为0,方差为2figure（1
plot（noise
title（'均值为0方差为2的高斯白噪声'
gridon
fs=25000;%采样频率
f0=1000;%中心频率
%滤波器
f_pass=[9001100];
omega_pass=2*f_pass/fs;
b=fir1（192,omega_pass;
figure（2
freqz（b,1,1024%滤波器幅度和相位图像
gridon
%噪声通过窄带滤波器
filter_outpu=filter（b,1,noise;
figure（3
plot（filter_outpu
title（'窄带信号在时域的波形'
gridon
%做fft变换
Nfft=fs;
fft_x=fft（filter_outpu,Nfft;
ff=0:
fs/Nfft:
fs-fs/Nfft;
figure（4
plot（ff,20*log10（abs（fft_x%窄带信号的频谱
title（'窄带信号的频谱'
xlabel（'频率Hz'
ylabel（'幅度dB'
gridon
%窄带信号在时域的波形
X_t=filter_outpu;
t=0:
1/fs:
1-1/fs;
figure（5
plot（t,X_t
title（'窄带信号在时域的波形'
xlabel（'t/s'
gridon
%莱斯表示法
h_X=hilbert（X_t,Nfft;%希尔伯特变换
omega0=2*pi*f0;
A_t=X_t.*cos（omega0*t+h_X.*sin（omega0*t;
B_t=-1*X_t.*sin（omega0*t+h_X.*cos（omega0*t;figure（6
subplot（2,1,1;
plot（t,A_t
gridon
holdon
subplot（2,1,2;
plot（t,B_t
gridon
%瞬时频率瞬时相位
theta_t=atan（h_X./X_t;xh1=unwrap（angle（h_X;omega_t=fs*diff（xh1/（2*pi;figure（7
plot（omega_t;
title（'瞬时频率'
omega_t=diff（theta_t;figure（8
plot（t,theta_t
title（'瞬时相位'
gridon
%包络检测
am=abs（h_X;
figure（9
plot（t,X_t,t,am,'r'%包络title（'窄带信号的包络'
gridon
《滤波与均衡效果》微课电子讲义
滤波；均衡
2.8滤波与均衡效果
在滤波与均衡效果中，包括FFT滤波、图形EQ均衡处理以及参数均衡效果器等。
使用FFT添滤波效果器可以在音乐中制作低通滤波声效；使用EQ均衡处理能提升或削减音乐中10段、20段或30段之间的音乐频段；使用参数均衡效果器可以对音乐的音调均衡进行调节。
FFT滤波效果器
1．什么是滤波？
滤波：
是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。
又分为低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波。
低通滤波：
低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。
高通滤波：
高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱
带通滤波：
能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平。
带阻滤波：
能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平。
●实例：
在音乐中制作低通滤波声效
FFT滤波效果器可以产生宽的高通或低通滤波器（保持高频或低频）、窄的带通滤波器（模拟一个的声音）或陷波滤波器（消除小的、精确的频段）。
Step1：
按Ctrl+O组合键，打开一段音频素材天空之歌.mp3”。
Step2：
在菜单栏中，单击“效果”|“滤波与均衡”|“FFT滤波”命令，弹出“效果-FFT滤波”对话框，如图2-1所示，
图2-1弹出“效果-FFT滤波”对话框
Step3：
在中间的图形区域，添加两个关键帧，并调整关键帧的位置，绘制凹凸线型，如图2-2所示。
图2-2绘制凹凸线型
Step4：
绘制完成后，单击“应用”按钮，即可运用FFT滤波效果器处理音频，在“编辑器”窗口中可以查看处理后的音乐音波效果。
2.8.2EQ均衡处理
在AuditionCS6软件中，图形均衡器有10段、20段和30段三种。
运用图形均衡器可以提升或削减音乐频段
图形均衡器将声音分成不同的频段（如图2-3所示中的10段效果器），每一个频段用一个滑块来控制，默认滑块位于滑道的中央部分，通过上下滑动来实现对相应频段的控制，增大或者减小
图2-3图形均衡器10段
对音色不是很了解的同学，可以通过均衡器来先了解一下不同频段的音对整个声音的影响，在此基础上调节出自己喜欢的音色来。
由于均衡器可改变各频段电平，那么要想通过调节均衡来达到改善音质的目的，就必须掌握各频段的作用和各音源重要频段的音色特性及主观感受：
100Hz属于温暖段，如果使这部分加强，能使低音部分更加的柔和温暖；
200Hz属于混浊低沉，调音色时可适当减弱本段；
300Hz~1KHz属于大多数音乐中的主要频段，突出这一频带可以加强音色的骨骼，主要是在300Hz~800Hz之间；
1.5KHz~2KHz这一频段很容易有“嗡嗡”的声音，削弱该频带会使声音干净，但同时也失去一部分效果
2KHz~4KHz属于温暖而又不失亮度，非常适合吉他类的乐器
4KHz~5KHz属于音质比较粗糙的频段，这部分的过高会导致整体音量的上升！
7KHz或7KHz以上，就属于高频段，音质上显得尖锐很有攻击性，很容易产生嘶嘶声音
8KHz~10KHz范围属于钗片的音色范围
●实例1：
提升音乐中10段之间的音乐频段
Step1：
按Ctrl+O组合键，打开一段音频素材“美丽的凤凰.mp3”。
Step2：
在菜单栏中，单击“效果”|“滤波与均衡”|“图形均衡器（10段）”命令，弹出“效果-图形均衡器（10段）”对话框，如图2-4所示。
Step3：
在其中设置“预设”为1965-Part2，在下方显示相关预设参数，如图2-5所示。
Step4：
设置完成后，单击“应用”按钮，即可运用图形均衡处理器（10段）效果器处理音频，在“编辑器”窗口中可以看处理后的音乐音波效果。
图2-4弹出“效果-图形均衡器（10段）”对话框图2-5预设“1965-Part2”相关参数
●实例2：
削减音乐中20段之间的音乐频段
Step1：
按Ctrl+O组合键，打开一段音频素材“圣诞的礼物.mp3”。
Step2：
在菜单栏中，单击“效果”|“滤波与均衡”|“图形均衡器（20段）”命令，弹出“效果-图形均衡器（20段）”对话框，如图2-6所示。
Step3：
在其中设置“预设”为PossibleBass，在下方显示相关预设参数，如图2-7所示。
Step4：
设置完成后，单击“应用”按钮，即可运用图形均衡处理器（20段）效果器处理音频，在“编辑器”窗口中可以查看处理后的音乐音波效果。
图2-6弹出“效果-图形均衡器（20段）”对话框
图2-7预设PossibleBass相关参数
●实例3：
处理音乐中30段之间的音乐频段
在AuditionCS6软件中，运用图形均衡器（30段）效果器可以提升或削减音乐中30段之间的音乐频段。
Step1：
按Ctrl+O组合键，打开一段音频素材“圣诞的礼物.mp3”。
Step2：
在菜单栏中，单击“效果”|“滤波与均衡”|“图形均衡器（30段）”命令，弹出“效果-图形均衡器（30段）”对话框。
Step3：
在其中设置“预设”值。
Step4：
设置完成后，单击“应用”按钮，即可运用图形均衡处理器（30段）效果器处理音频，在“编辑器”窗口中可以查看处理后的音乐音波效果。
2.8.3参数均衡效果器
参数均衡器是通过控制参数来实现对音色控制的均衡器,与图形均衡器不同，它可对各均衡参量分别进行调整，是所有均衡器中用途最大的
参数均衡器是很好的音质加工工具，可美化（包括丑化）和修饰声音，使声音（或音乐）风格更加鲜明
调音台上的均衡器一般都是参量式或准参量式均衡，通常把20Hz~20KHz的频率范围分为2-4段来调整，先进的调音台都采用4段均衡，即高频、中高频、中低频和低频，之所以把中频分成两部分是因为大多数乐器的能量都集中在这一频段，而人耳对这一频段的灵敏度也比较高。
●实例：
对音乐中的音调均衡进行调节
Step1：
按Ctrl+O组合键，打开一段音频素材“和平之月.mp3”。
Step2：
在菜单栏中，单击“效果”|“滤波与均衡”|“参数均衡”命令，弹出“效果-参数均衡器”对话框。
如图2-8所示。
Step3：
在其中设置“预设”为OldTimeRadio，下方显示相关预设参数，如图2-9所示。
Step4：
设置完成后，单击“应用”按钮，即可运用参数均衡效果器处理音频，在“编辑器”窗口中可以查看处理后的音乐音波效果。
图8-4预设“1965-Part2”相关参数图8-8预设OldTimeRadio相关参数
图2-8弹出“效果-参数均衡器”对话框图2-9预设OldTimeRadio相关参数
2.8.4陷波滤波器
一种特殊的频率衰减器，可消除带宽很窄的频率，而对相邻的频段影响很小
通常可用来解决声音的回授问题，只要找对回授声的频率，在该频率进行陷波处理，就能够抵消回授声，同时对其他频率的影响很小
在实际录音中常需要对60Hz的低频嗡声进行陷波处理，把陷波器调在60Hz处，在很窄的带宽内对60Hz成分作很大的衰减，而对其他频率成分不会产生太大的影响
小结
本节主要讲解了滤波与均衡效果，包括用FFT滤波效果器，在音乐中制作低通滤波声效；用EQ均衡处理，提升音乐中10段之间的音乐频段；用EQ均衡处理，削减音乐中20段之间的音乐频段和用参数均衡效果器，对音乐的音调均衡进行调节。
带进位加法指令
带进位相加
1、操作码：
ADDC---带进位相加运算。
2、指令格式如表1所示。
3、指令功能：
将A的数据＋存储单元的数据＋CY的数据的结果存放于A。
表1：
ADDC指令一览表
指令
功能简述
字节数
机器周期数
ADDCA，Rn
累加器加寄存器和进位标志
1
1
ADDCA，@Ri
累加器加内部RAM单元和进位标志
1
1
ADDCA，#data
累加器加立即数和进位标志
2
1
ADDCA，direct
累加器加直接寻址单元和进位标志
2
1
例如：
ADDCA，@Ri；A←（A）＋（（Ri））+（cy）
A累加器内容＋Ri的内容所指向存储单元的内容＋cy的内容，结果存于A。
2021特高压输电技术国际会议论文集1
特高压直流输电用直流滤波电容器组的
设计问题研究
左强林、马维勇
（桂林电力电容器有限责任公司,中国广西桂林市建干路541004
摘要:
本文对特高压直流输电用直流滤波电容器组的关键技术问题进行深入的分析研究,提出了层间1min直流耐受电压的确定原则,得到了靠增加伞径来增加绝缘子的爬距对电容器组的均压是毫无意义的结论,认为特高压直流输电用直流滤波电容器组应采用H型接线、桥差电流保护方式,本文还研究了特高压直流滤波电容器组采用塔架式结构的可行性,并进行了抗震计算,希望这些问题的解决,对特高压直流输电用直流滤波电容器组的设计和生产有所帮助。
关键词:
特高压直流输电;直流滤波电容器组;设计问题;研究
1前言
我国西电东送的电力能源输送格局,决定了我国的直流输电技术的地位。
随着经济社会的快速发展,直流输电技术也在突飞猛进。
2021年,我国开始了向家坝-上海、云南-广东这两个±800kV特高压直流输电工程的建设,高压直流滤波电容器组C1成为电容器行业关注的热点。
随着溪落左岸-湖南、溪落右岸-浙江、锦屏-江苏等多个±800kV的特高压直流工程的建设,人们对特高压直流滤波电容器组C1的关注也进一步升温。
直流滤波电容器技术难度相对较高,与交流电容器相比技术差异很大。
本文作者一直致力于直流滤波电容器的技术研究,在2006年的特高压输电技术国际会议上参与发表文章[1],详细分析了电容器单元内部的技术问题,本文主要分析研究特高压直流输电用直流滤波电容器组（以下简称特高压电容器组的关键技术问题,结合特高压直流输电用直流滤波电容器组的技术规范和云南-广东±800kV特高压直流输电工程中部分电容器组的设计生产以及呼伦贝尔—辽宁、德阳—宝鸡两个直流工程C1电容器组的设计研究经验,分析的重点包括特高压电容器组的绝缘配合问题、均压问题、保护问题和抗震问题,希望有助于特高压电容器组的设计生产。
2绝缘配合问题研究
文献[2]对交流电容器组中的绝缘配合问题进
行了较为详细的分析。
直流滤波电容器组中的绝缘
配合问题与交流电容器组中的绝缘配合问题有一
定的类似之处,也包括短时工频耐受电压、爬距以
及BIL/SIL等,不同的是短时工频耐受电压的确定
对于直流滤波电容器组来说是次要的,爬距和
BIL/SIL是主要的。
本节主要分析特高压电容器组
的绝缘配合问题。
表1是±800kV特高压电容器组
C1的部分数据[3-4]。
表1±800kV特高压电容器组C1的部分数据
参数名称参数值
额定电容CNb1.2μF
额定直流电压UDC816
kV额定电压UNb1148kV
高低压端子间1950/1707
kV
高压端子与地间2100/1600
kV
BIL/
SIL
高压端子与地间750/750
kV
爬电比距54
mm/kV低压端子与地间的最小爬电
距离
1878mm
根据文献[2]的分析和表1的数据不难看出,对
于特高压电容器组而言,爬距的要求是主要的。
电
容器组的总爬距要求达到816×54=44064mm,如果
按纵向双塔布置高塔对地绝缘子的爬距至少要达
到44064/2+1878=23910mm,即使用500kV的支柱
绝缘子,也难以企及这个爬距。
所以电容器组不能
采用纵向双塔布置方式,只能用横向双塔或单塔布
置方式。
实际上纵向双塔布置还会带来均压问题,
不利于电容器组的安全运行。
从这个意义上说,也
应该避免这种布置方式。
根据文献[2]的分析,单塔
布置方式电容器组的层间绝缘配合问题主要包括
爬距和绝缘水平两个方面。
2.1爬距问题
对于直流滤波电容器组而言,爬距是最严格也
是最重要的绝缘配合指标。
所以首先要核定单台电
容器和支柱绝缘子的爬电距离。
对于单台电容器而
2特高压直流输电用直流滤波电容器组的设计问题研究
言,目前套管的爬距大于800mm就很难实现了。
也就是说,电容器组的层数会达到44064/800/2=28层,平均每层1m高,总高将达到28m。
与±500kV的高压直流电容器组相比,这就是特高压直流滤波电容器组最困难的地方。
目前电容器组的设计主要有塔架式和悬吊式两种结构。
2.2绝缘水平问题
从表1可以看出,对于一个28层的特高压电容器组而言,层间的BIL=1950/28=70kV,SIL=1707/28=61kV,对于800mm爬距的套管而言这个绝缘水平很容易达到,关键是如何选择绝缘子的短时工频交流试验电压和直流试验电压。
先看1min直流试验电压。
标准GB/T11024.1[5]规定,电容器的绝缘水平按端子间耐压增加15%确定,结合标准GB/T20993[6]的规定,层间1min直流耐受电压按下式确定:
Ut=2.6×1.15×k×UN（1式中:
Ut—1min直流试验电压;UN—电容器单元的额定电压;k—相对于外壳连接电位的串联单元数。
根据表1的数据,不难得到Ut的值。
在干燥状态下,这个耐受电压值不难达到,关键是在污秽条件下的耐受水平。
考虑到电压分布的不均匀性,上述计算需要考虑一个合适的安全系数,户内使用时这个安全系数可以取1.0,但根据文献[7]的数据,湿度大于70%时,这个安全系数应取适当取大一点。
标准GB/T20993[6]规定,电容器的短时工频耐受电压为1.1BIL/√2,这样层间绝缘子的短时工频耐受电压为1.1×70/√2=55kV,这个电压很容易达到。
为了尽量检出绝缘子的缺陷,笔者建议层间绝缘子的短时工频耐受电压根据爬距确定一个合理的工频耐受电压值。
3均压问题研究
均压技术是直流滤波电容器组中最为关键的技术,尤其是特高压电容器组。
均压问题的引出实际上是由直流电压和交流电压的分布原理不同造成的。
文献[1]对直流电容器
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