VT5012-S43-R1-E基于幅相控制的变频器能量回馈控制系统张承慧李珂杜春水崔纳新（山东大学控制科学与工程学院济南250061）基于幅相控制的SPWM能量回馈控制系统，克服了传统Bang-Bang控制存在的控制精度低的缺陷，实现了单位功率因数正弦波电流回馈和对回馈电流精确控制，使变频器可四象限运行。首先给出了主电路、控制电路的设计思路，然后从回馈电流谐波分析入手推导了能量回馈系统扼流电抗器的电感量的设计公式。电压矢量图可知，在电网电压Ea和La、Ra―定的情况下，只要调节Ua的幅值和相位，就能控制Ia的幅值和相位，从而达到了控制回馈电流大小和回馈功率因数的目的。然而，Ua的幅值和相位存在耦合关系，这在单位功率因数情况下的电压矢量图中表现得尤为明显，需要通过计算得到所需的控制量。
VT5012-S43-R1-E为讨论方便，只分析单位功率因数回馈情况下各变量间的关系由和开关频率的增大，电感量取值变小。从成本、体积和回馈电流质量等多方面综合考虑，上的下限对于电感量的选取更有意义，可根据下限及一定的裕量选定电抗器的电感值。
6电路得到方波。同步信号如a所示，方波上升沿与交流周期过零点同步。
b为回馈电流和电网电压波形，CH1为电网电压波形，取自同步变压器二次侧，CH2为回馈电流波形。可以看到，电压电流波形反相，实测功率因数绝对值0.98.如，同步变压器二次侧取得的电压波形较差，是因为实验室电网质量较差，并非回馈所致（回馈和不回馈情况下，电网电压畸变率都在6.5%）。回馈电流近似于正弦波，利用FLUKE-41B多功能谐波分析仪测得总谐波畸变率7结论本文通过分析有源逆变交、直流侧各个变量静态关系，设计了一种基于幅相控制原理的变频器能量回馈控制系统，它克服了传统Bang-Bang能量回馈控制装置存在的回馈电流精度低和质量差的缺点，实现了单位功率因数正弦波电流回馈。文中给出了能量回馈关键器件扼流电抗器的选取原则和电感值设计公式。实验表明整个系统设计合理，扼流电抗器参数设计正确。系统操作简单，控制灵活，功能强大，有效的限制了泵升电压，实现了节能降耗和精密制动，使其可广泛应用于高速电梯、矿用提升机、大型龙门刨等需要四象限运行的系统中。
能量回馈装置运行安全可靠，可作为通用变频器相对独立的附件，代替价格昂贵的国外同类产品。
教育部超重力工程研究中心，北京化工大学，北京100029）钛酸钡（BaTi03）作为最具代表性的钙钛矿结构类型材料一直是电子陶瓷等领域进行科学研究的基础材料，并且由于其特殊的晶体结构，在多种领域展示了极大的应用价值，特别是在陶瓷电容器的制造方面显示了其特有的优势。近年来对小型、多层陶瓷电容器的需求不断增加，在提高电容器电容量的同时要求采用篼介电常数的瓷料以减小介质层的厚度。因此作为基本材料的纳米BaTi03粉体正在为人们广泛研究。
当今，流延成型已成为生产多层电容器和多层陶瓷基片的支柱技术。使用水作溶剂的水基流延成型工艺与传统的以有机物座溶剂的流延成型工艺相比具有悬浮体粘度低，悬浮体的固相体积分数篼，有利于提高生坯密度，同时还具有环保、无毒、不燃、成本低等优点，应用前景十分看好。水基溶剂流延成型工艺中使用水替代有机溶剂，因此在悬浮体配制、流延、干燥等各工序上与传统工艺有很大不同。需要在诸如添加剂的选择，陶瓷粉料在水基悬浮体中的分散，悬浮体的流变特性、干燥性能等各方面进行深入研究。
本文以超重力反应沉淀法合成的纳米钛酸钡粉体为原料，并对粉体进行表面改性，以聚丙烯酸为分散剂，适当加入添加剂后制备出高固相含量的满足流延成型需要的水基流延悬浮体。在不同pH时，测得了一次颗粒的平均直径为90nmBaTiO3粉体的Zeta电位，确定粉体在水基介质中分散的基本条件。通过不同分散剂用量对稀悬浮体粒度分布的影响和混合球磨时间对悬浮体吸附特性的影响研究，确定了制备低粘度浓悬浮体的工艺条件，研究不同体积分数的BaTiOK基悬浮体的流变特性。采用IR-FT和XPS分析分散剂与BaTi03S体颗粒表面的相互吸附作用。使用上述流延悬浮体流延成型出无裂纹、高密度的钛酸钡陶瓷生坯片。
研究结果表明：超细BaTi03粉体在水中的等电点约为pH=2.8，悬浮体的粒度分布随着分散剂用量的增加而逐渐变窄，分散剂的最佳用量为粉体用量的~1.2wt%.分散剂在钛酸钡颗粒表面的吸附不仅存在物理吸附还有化学吸附。在pH=10和最佳分散剂用量的条件下，制备出了篼体积分数（45vol%）、分散稳定性好的BaTi03水基悬浮体。所有悬浮体均表现出了随剪切速率的增加粘度降低的现象，即剪切变薄的假塑性形为。流延的钛酸钡陶瓷生坯片具有较高的相对密度56.3%.
低压无功自动补偿装置的使用能够降低供配电设备电能损耗、提高供配电设备利用率，并在一定程度上改善供配电电压质量，因此历来受到电力部门的高度重视，得到非常广泛的应用。低压无功自动补偿装置具有数十年的历史，随着电力、电器和电子技术的不断发展，装置性能不断提高，特别是现代电力电子和微电子技术在低压无功自动补偿装置中的应用，使投切低压电力电容器的开关性能得到很大改善，并且可以实现测量、统计等方面的更多功能。
现有低压无功自动补偿装置是由1台智能式控制器和若干低压电力电容器、投切低压电力电容器的开关和一些保护组件在屏、柜或箱内组装而成，体积大，内部复杂，可维护性差，容量没有可扩性，装置的进一步智能化困难，例如很难实现装置的自诊断功能。
低压电力电容器向低压无功自动补偿智能化方向发展，形成低压无功自动补偿的单元装置，然后以这种单元装置积木式组成各种形式的低压无电力系统及其自动化和相关电气专业的工作。
功自动补偿装置。这将打破现有低压无功自动补偿装置的结构模式，克服现有模式的缺点，是低压无功自动补偿技术持续进步的一个新的方向。利用微电子技术、计算机软件技术、微型网络通信技术、微型电量传感技术、微型数显技术以及电力电子技术等方面的最新成就，实现低压电力电容器智能化是可行的，并且可以做到体积小型化、微型化，与现有产品相比，其性价比更高。本文提出了低压电力电容器无功补偿智能化的设想和具体方案，并给出了几种采用智能式电力电容器的低压无功自动补偿装置的结构。
1现有低压无功自动补偿装置结构分析现有低压无功自动补偿装置结构如所示。
近几年来，低压无功自动补偿装置的技术进步主要表现为改进或者完善中所示的各种部件的性能、质量，而不是改变装置的结构形式。例如低压无功自动补偿控制器的多功能化和高智能化；用电子开关（晶闸管、固态继电器）替代交流接触器，或者交流接触器和电子开关二者结合使用，改善和提高开关性能；将一部分三相三线电容器组换成三相四线电容器组进行三相分补等。
科技新苑Ci-Cu―低压电力电容器组；KA―交流接触器，投切低压电力电容器；FU―熔丝，电流保护之用；一电感，电容器投运瞬间限流；R―电阻，电容器退出放电之用现有低压无功自动补偿装置结构示意图以上低压无功自动补偿装置结构模式主要存在如下不足：①实现电容器过温、三相不平衡、断相保护以及故障自诊断等进一步智能化困难；②控制器是整个装置可靠性的瓶颈，一旦发生故障，整台补偿装置将停止工作；③容量的可扩性差，产品一旦形成，容量的扩展十分困难；④设备的可维护性差，故障的现场快速诊断和处理比较困难；⑤产品结构复杂、体积庞大，不易标准化、规范化，生产的流水化困难，生产成本较高。产品不便于远距离运输，生产厂家均在用户附近，不能形成规模化生产，影响了产品的质量。
2低压电力电容器智能化方案为智能式低压电容器工作原理示意图，是低压电力电容器智能化的一种方案。
智能式低压电力电容器主要由低压电力电容器、智能组件、开关器件、保护组件和人机联系组件等组成，可实现如下基本功能：控制根据无功功率缺额分相投切，电子开关零电压导通与零电流断开，自动/手动切换。
测量TA相位与变比自动校正，配电电压与电流、无功功率与功率因数测量，电容器三相电流与表面温度测量。
信号投运、退运、自诊断故障提示。
保护雷击、过压、欠压、涌流保护，电容器过电流、三相不平衡、断相和过温保护（过温能反映过电压、过谐波、电容器泄漏严重和环境温度过高等情况）。
智能式低压电容器工作原理示意图查询按键与数码管或红外抄表器2种方式。
统计配电电压、有功功率、功率因数等监测统计。积木式组合自动产生一个主机，其余则为从机，构成系统工作，个别从机故障自动退出，不影响其余工作，主机故障自动退出后在其余从机中自动产生一个新的主机，组成一个新的系统工作，根据无功功率缺额进行投切，容量相同的电容器按循环投切原则，容量不同的电容器按值投切。
3低压无功自动补偿装置的结构变革可以直接把智能式低压电力电容器安装于用电设备旁，实现低压无功就地自动补偿，或者安装于现有配电柜、配电箱内部和计量柜底部，对一些配变容量小于100kVA的用户及新村配电等进行低压无功自动补偿。该方式具有功能强、安装使用方便、投资省的优点。
单台使用接线示意图科技新苑在单台容量不够需要多台的场合，或者需要多台积木式组成各种规格、容量的低压无功自动补偿装置时，可按所示接线。
多台使用接线示意图在需要监测配电大量参数的场合，可以将配变综合测控装置与无功补偿电容器结合使用，如所示。
4结束语低压电力电容器的智能化是低压无功自动补偿装置技术及相关技术迅速发展的成果，这一成果与配变综合测控装置配合使用示意图将使低压无功自动补偿装置的结构形式产生变革，有利于低压无功自动补偿装置的设计、生产和运行维护。相信随着时间的推移，这一变革将极大地推动低压无功自动补偿技术的发展，产生很好的社会经济效益。！
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