舰船电力电子设备在线阻抗建模方法.pdf

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1、第34卷第7期2012年7月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34，No．7Jul．，2012舰船电力电子设备在线阻抗建模方法刘建涛1，阎毓杰2(1．海装沈阳局，辽宁沈阳110031；2．武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：从二端口网络分析出发，设计一种基于差分方式的在线阻抗测试方法。运用人工神经网络的优化方法。提出一种阻抗等效电路参数的提取算法，由此建立在线阻抗等效电路模型。应用该方法实现了电力电子设备阻抗的在线工程测量，实测与仿真结果表明基于该建模方法所获得的阻抗等效电路能准确反映设备在线运行的阻抗

2、特征。关键词：电磁兼容；舰船；电力电子设备；在线阻抗；人工神经网络中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1672—7649(2012)07—0068—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2012．07．014Theonlineimpedancemodelofelectricpower’andelectronicequipmentinshipLIUJian．t001，YANYu-jie2(1．ShenyangMilitaryRepresentativeBureauofNavyEquipmentDepartment，Shen

3、yang110031，China；2．WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Adifferencebasedmeasurementmethodoftheonlineimpedanceinequipmentisformulatedwiththemethodoftwo．portelectricnetworkanalysis．Theextractionalgorithmfortheparametersoftheimpedanceequivalentcircui

4、tisproposedwithHopfieldartificialneuralnetworks，whichhelpstOformulatetheonlineimpedanceequivalentcircuitmodel．Thismethodisalsoappliedtomeasuretheonlineimpedanceoftheelectricpowerandelectronicequipmentinship．Thetestingandsimulationresultsshowthattheimpedanceequivalentcircuitmodel

5、basedontheproposedmethodcouldexactlyreflecttheimpedancecharacteristicofonlinerunning．Keywords：EMC；ship；electricpowerandelectronicequipment；onlineimpedance；artificialneuralnetworks0引言电力电子设备的电磁模型是开展舰船电磁兼容工程设计的重要基础⋯，它主要包括了船用典型设备的电磁发射、等效电路以及线缆的传输参数等。这些参数的获取往往依赖于设备的阻抗模型，其模型建立的准确与否直接关

6、系到对设备电磁敏感度的分析，以至影响系统、总体的电磁兼容性设计旧1。在船用电力电子设备中，除发电机外，电力变压器、电力线路、电容器及电抗器等均为无源设备，它们均可以用RLC三种基本电路元件及其组合来等值。若能获取每个元件的等值电路参数，运用电路分析理论构建设备的等效阻抗模型，将能有效分析舰船电力电子设备的诸多特性。阻抗分析通常多采用测量的方法"1，主要有电桥法、谐振法和伏安法等。电桥法利用电桥平衡原理来测量元件阻抗，主要用于标准实验室测量；谐振法是通过产生串联或并联谐振来测量电抗值；伏安法则根据待测元件两端电压和电流相量来确定元件性质和参数。尽管这些方

7、法都具有测量简便和准确度高等优点，但从工程应用的角度来看，它们还存在一定的缺点。由于设备的阻抗受外界环境和自身收稿日期：201I—08一08；修回日期：2011—09一15作者简介：刘建涛(1978-)，男，工程师，专业领域为水声电子工程。第7期刘建涛，等：舰船电力电子设备在线阻抗建模方法·69·工作条件状态的影响，只有在线实时测景才能反映真实参数。而上述方法均难以实现在线测量，参考文献[4]虽然提出了变压器短路电抗的在线测量方法，但不具备通用性。此外，对于设备在线阻抗的等效电路参数数值的获取一直以来也是难题，如何通过数值计算的方法获取全局最优的解是其

8、关键∞1。针对上述问题，本文从二端口网络分析出发．利用船上火线、零线都是浮地的特征，设计一种基