交流-交流变换（共7篇）
交流-交流变换 篇1
1 引言
目前双馈电机交流励磁器主要分为交直交型变频器和交交型变频器。其中交直交型变频器含有大电感或大电容作为直流储能元件,不仅体积大重量重,而且不易维护,尤其是大电解电容,由于电解液挥发,需要定期更换电容。而矩阵变换器是一种交交型变频器,无中间直流环节,具有结构紧凑,体积小,效率高等优点[1]。从发展趋势来看,海上风力发电逐渐成为未来发展方向。海上风力发电机组的结构特点决定其变频器安装空间有限,因此希望变频器的体积越小越好,矩阵变换器相比于传统变频器更具这方面优势,因而具有更好的发展前景。
目前,双馈型风力发电机组交流励磁系统的控制策略研究得比较多。文献[2-4]给出了几种双馈发电机交流励磁系统控制策略,但励磁系统全部使用传统的交直交变频器。文献[5]虽然给出矩阵变换器交流励磁系统控制策略,但主要是发电运行时功率解耦控制及仿真研究,缺乏并网控制及相关实验验证。本文在此基础上提出了双馈电机并网和发电运行时矩阵变换器交流励磁系统的控制策略,并设计了一套基于矩阵变换器交流励磁系统的11kW风力发电机组,进行了相关实验研究。实验结果表明,该控制策略可以实现双馈电机并网,以及输出有功功率和无功功率,从而验证了该控制策略的可行性。
2 双馈电机数学模型及定子电压定向
双馈电机在d-q轴坐标系下的定子、转子磁链方程和定子、转子电压方程分别为[13,14]:
式中:ψsd、ψsq、isd、isq、usd、usq分别为定子d、q轴向磁链、电流、电压。ψrd、ψrq、ird、irq、urd、urq分别为转子d、q轴向磁链、电流、电压。ωs为同步频率,ωs1为转差频率。Lm为互感,Lr为转子电感,Rr为转子电阻,Te为电磁转矩,pn为极对数,D为微分算子。
本文采用以电机定子电压方向为d-q坐标轴下的q轴方向。在工频条件下忽略定子电阻不计,则定子电压矢量超前于定子磁链矢量90°,双馈电机的数学模型可以简化为:
将式(6)和式(7)代入式(3)可得:
3 矩阵变换器交流励磁控制
3.1 矩阵变换器间接矢量调制
矩阵式变换器在理论上可以等效为一个整流器和逆变器的虚拟连接,其传递函数为[1]:
式中:TVSI为输入侧虚拟整流器函数矩阵;TVSR为输出侧虚拟逆变器函数矩阵;m为矢量调制系数;ωi为输入电压频率;ωo为输出电压频率;φi为输入相电压与相电流之间的相位差;φo为输出电压初相位;φi为矩阵变换器的输入功率因数角。
3.2 定子电压定向矢量控制
为了实现双馈电机功率解耦控制,本文采用定子电压定向矢量控制,其控制框图如图1所示。其中有功功率P和无功功率Q的表达式分别为:
由上式可知,有功功率P和无功功率Q可由定子电流isd和isq独立控制。将式(7)代入式(1)后得到[10]:
再由上式代入式(2)得到:
其中:。将上式代入式(4)可得:
上式中u*rd、u*rq为转子输入电压,u'rd、u'rq为扰动补偿电压,其表达式如下:
3.3 电网侧整流器控制策略
由于矩阵变换器没有实际的直流环节,所以电网侧采用虚拟整流控制,通过计算输入电压可以求得虚拟直流电压值:
式中:Uim为输入相电压幅值。矩阵变换器的输入端无功功率可以根据需要在一定范围内调节[6,7]。
在本系统中,为了便于工程实现,设置矩阵变换器的功率因数角φi=0,由式(16)可知,此时输入无功功率Q=0,虚拟整流器输出直流电压为:
3.4 并网的控制策略
双馈电机并网时,为了减少冲击电流,要求定子电压的幅值、频率、相位、相序以及波形与电网电压相近。并网前双馈电机为空载,此时定子电压与电网电压不相同,实际上并网控制是以电网电压定向的矢量控制,使定子电压跟随电网电压。
双馈电机并网前,其给定有功功率和无功功率均为零,相应的给定定子电流也为零,故可将式(11)简化为:
式中:ug为电网电压,ψs可以理解为电网的虚拟磁链。由式(17)得到并网时转子电流控制框图(如图2所示)。
4 实验系统设计
为了验证矩阵变换器交流励磁控制系统的可行性,本文研制了一套11kW变速恒频双馈型发电机组交流励磁控制实验系统(如图3所示),该实验系统由变频器驱动一台异步电动机模拟风力机驱动装置,双馈电机则是一台绕线式电动机。控制板主要由DSP、CPLD以及相应的调理电路组成,DSP主要负责实现核心算法,CPLD主要负责PWM脉宽调制信号,实现基于输出电流方向检测的四步换流策略[1]。实验参数:异步电动机:PN=15kW,UN=380V,nN=1460r/min
双馈电机:PN=11kW,nN=960r/min,定子额定电压UN=380V,额定电流IN=26A,转子堵转开路电压UN=900V,转子额定电流IN=8A。
5 实验结果
本文进行了基于矩阵变换器交流励磁系统的双馈发电机组并网试验,试验波形是由FLUCK示波器得到。图4给出了转子转速在900r/min时,并网实验的试验结果。从实验结果可以得出,并网瞬时最大电流为18A,小于定子额定电流26A,说明该系统实现了软并网。
图5是双馈电机定子线电压和电流实验波形,图6是双馈电机转子线电压和电流实验波形,(测量时,示波器使用了10kHz低通滤波功能),此时双馈电机转速900r/min,给定输出有功功率为1000W,无功功率为400var。
6 结论
根据双馈电机和矩阵变换器的模型,本文重点研究了矩阵变换器作为双馈电机交流励磁的控制策略及实验系统,该策略是将矩阵变换器的间接矢量控制和功率解耦控制相结合,并考虑了并网时的控制策略,最后进行了实验研究。实验结果表明,该策略可以实现双馈电机的并网,以及有功功率和无功功率的输出,从而验证了该控制策略可行性。矩阵变换器具有功率密度高,体积小等优点,但作为一种新型变频器,其稳定性和可靠性还有待进一步研究提高。
参考文献
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交流-交流变换 篇2
在文化传播公司工作的晓丽是个短信狂人，她每天都要给男朋友和其他朋友发很多短信，不管是中午下班还是晚上下班都发，这已经是她的习惯。
每天走在路上，晓丽哪怕看到一个她认为模样怪怪的人，她都要给有关朋友发个短信描述一番，因为她很想跟大家一起分享她的那种感觉和心情，
不过说是说分享，如果有人没有回她的短信，晓丽还是会不爽。晓丽认为没有收到回信，就说明自己没有受到人家的重视。这种事情发生几次后，晓丽真是觉得心里空空的。
尤其是男朋友，晓丽最计较他回不回短信。其实刚跟男朋友交往时，晓丽每天都等他发短信，而自己并不会主动给他发。她认为谈恋爱，作为男的应主动些，但经常等不来他的短信，晓丽就很焦躁，会觉得他不想她。这么越想就会越生气。
交流-交流变换 篇3
随着脉冲功率技术的深入发展和更加广泛的应用, 高功率密度、高效率、高安全性能的高频高压电容充电电源已成为迫切要求。高频谐振变换器可以实现软开关, 减少开关损耗、降低EMI, 使开关电源工作在更高的开关频率, 所以其成为了电容充电电源的主要充电方式。谐振变换器是以谐振电路为基本单元, 利用谐振原理, 使得器件实现零电流/零电压导通和关断, 从而让器件在开通和关断的过程中损耗接近为零。
传统的AC-DC变换主要采用中间存在直流储能环节 (DC-Link) 的变换器, 首先将工频交流整流成直流, 然后将直流逆变成高频的交流, 之后再整流成直流。这种拓扑结构可以工作在高频条件下, 使得能量变换装置的体积和重量大大降低, 输出谐波为高次谐波, 易于滤除, 其滤波器的体积和重量大大降低, 效率大大提高。但是, 基于DC-Link技术的变换器无源元件较多, 特别是中间储能电容, 重量和体积占整个变换器很大的比重, 降低了电源的功率密度, 且功率因数不高。高频交流链接技术 (AC-Link) 是一种国外近几年发展起来的新型变换技术[1,2,3,4,5,6,7,8,9]。高频链接技术不需要整流部分, 可以直接将交流变换成直流, 且其本身具有谐振电路结构软开关的特点。本文研究了基于交流链接技术并联谐振的变换器, 利用电荷分配控制思想, 其链接采用并联LC, 矩阵开关和并联谐振电路相连。开关切换为自然的软切换, 因此开关损耗小、能够实现较高的效率;采用电荷控制方式可以使输出端电压和电流同相, 从而达到很高的功率因数。
1 新型拓扑结构分析
基于交流链接技术的并联谐振变换器由三相输入滤波器, 每一列与三相输入滤波器的每一相相连的开关矩阵, 与开关矩阵输出端相连的LC并联谐振电路, 与LC并联谐振电路输出端相连的一个输出端开关, 与输出端开关相连的高频变压器, 对升压后的电压进行整流的高频整流器以及负载电容组成。它的电路拓扑结构如图1所示。图中L1, L2, L3为三相滤波电感;C1, C2, C3为三相滤波电容;L4为谐振电感;C4为谐振电容;C5为负载充电电容;开关S1~S6是输入端开关;开关S0是输出端开关。
三相输入滤波器由三相滤波电感和三相滤波电容组成。其中, 三相滤波电容一端分别与三相滤波电感中一个电感的输出端相连, 而另一端相互连接成Y形连接方式;三相滤波电感的输出端与开关矩阵每一列依次相连。
输入端开关矩阵为2×3矩阵, 共有6个开关, 且输入端开关矩阵中的每个开关都由半导体双向开关组成。其中三相滤波电感的输出端与开关矩阵每一列的两个开关相连, 两个开关的另一列与LC并联谐振电路相并联。输出端开关也是一个半导体双向开关, 其中开关一端和LC并联谐振电路并联, 另一端和高频变压器相连。半导体双向开关如图2所示。
LC并联谐振电路包括电感和与并联在电感两端的电容, 其中LC并联谐振电路与开关矩阵的一个输出端并联, 与输出端半导体双向开关和LC并联谐振电路相并联。
输出端开关也是一个半导体双向开关, 其中开关一端和LC并联谐振电路并联, 另一端和高压变压器相串联。
2 工作原理
一个工作周期的谐振电流波形如图3所示 (谐振模式简化为竖线) 。结合谐振电感正向和反向充放电为一个工作周期, 可以分为12个工作模式。其中有4个工作模式为谐振电感充电模式, 2个工作模式为谐振电感放电模式, 剩下的6个工作模式为并联谐振LC谐振。
输入端开关矩阵的导通原理:判断某一个时刻的三相线电压的大小, 确定出最大线电压组和第二线电压组。先导通最大线电压组对应的输入端开关, 再导通第二大线电压组对应的输入端开关。
正向充放电包括模式1~模式6:
模式1 (正向充电模式) :根据当前的三相电压的大小确定需要导通的高底线电压线组。刚开始时, 导通高线电压对应线组的输入开关对谐振电感充电, 当电感电流到达I1时, 模式1结束, 如图3所示, 其充电时间为t1。
模式2 (谐振模式) :第一个充电模式结束后断开所有开关, 并联谐振LC回路开始谐振, 当链路电压谐振到与低线电压相等时, 开通低线电压对应的输入端开关, 下一个充电模式开始。
模式3 (正向充电模式) :此时开通低线电压对应的输入端开关对谐振电感继续充电, 当电感电流到达I2时, 模式3结束, 如图3所示, 其充电时间为t2。
模式4 (谐振模式) :当模式3结束后断开所有开关, 并联谐振LC回路开始谐振, 当链路电压谐振到与负载电压相等时, 开通对应的输出端开关, 谐振电感放电模式开始。
模式5 (正向放电模式) :只导通对应的输出端开关, 使谐振电感对负载放电, 但是不能为完全放电, 电流需要有一定的余值, 目的是使模式6能谐振到所对应的值, 如图3所示, 其放电时间为t3。
模式6 (谐振模式) :此时输出端开关断开, 并联谐振LC回路开始谐振, 当链路电压谐振到与反向充电高线负电压值相等时, 模式6结束。
反向充放电包括模式7~模式12。其过程与正向相似, 只是全部为反向接入。
3 理论分析
假设所有开关和整流器件都是理想的, 不考虑开关损耗, 也不考虑变压器的分布电容和分布电感。等效电路图和谐振电感波形如图4所示。在充电过程中, 从高线电压组切换到低线电压, 三相线组都会参与工作, 这个过程中负载和并联谐振链路是不相连的, 也可以说隔离的, 所以其等效电路图如图4 (a) 所示。工作模式1和工作模式3都对应同样的等效电路, 由于工作模式2为谐振模式, 时间很短可以忽略, 故其谐振电感波形如图4 (b) 所示。在图4 (b) 中, t1为模式1的充电时间, I1为模式1充电结束时的电感电流, t2为模式3的充电时间, I2为模式3充电结束时的电感电流。
假设三相电压的大小关系为:
所以:
模式1工作时输入电压为U1;模式3工作时输入电压为U2。U1为高线电压, U2为低线电压, 此时, U1>U2。
t1时刻的电感电流为:
t2时刻的电感电流为:
模式1的初始条件为电感电流的初始值:
根据回路得电压电流关系式:
其中L为谐振电感值。
由式 (1) ~式 (4) 可得:
在0~t1时间段, 从C相和B相流出的电荷量Q1的表达式为:
模式2的初始条件为电感电流的初始值:
根据回路电压电流关系式:
其中L为谐振电感值。
由式 (7) ~式 (9) 可得:
在t1~t2时间段, 从A相和B相流出的电荷量Q2的表达式为:
输入端充电控制采用为电荷分配控制策略, 即某两相相电压之比等于从这两相流出的电荷量之比。这样的控制策略能使输入端电流很好的跟随输入端电压, 实现基本同相。
结合控制策略可知:
综上可得:
其中I2是电感电流的峰值, 由负载的功率确定, 根据I2的值计算出I1的值, 从而得到开关的切换参数。
4 仿真实验结果
采用Matlab中的Simulink仿真模块对该并联谐振变换器进行了仿真验证。仿真参数如表1所示。
图5为输入端功率因数波形, 从图5中可以看出功率因数很高, 接近于1。
图6是三相输入电流和三相输入电压波形, 从图中可得输入端三相电压和三相电流基本同相, 成一定的比例, 谐波含量低, 这也是获得高功率因数的原因。
图7是负载输出电压波形, 从图中可得负载电容电压达到50 kV, 所需要的充电时间约为0.005 8 s。
5 结论
通过理论分析和仿真验证表明, 基于高频交流链接技术的并联谐振变换器通过适当的控制的策略, 其输入端三相电流和输入端三相电压相位基本一致, 具有功率因数高 (功率因数接近1) 、谐波含量低的特点, 减小了对电网和负载的影响。高频交流链接技术省去了中间的直流存储环节 (即中间储能电容) , 采用输入端开关矩阵、输出端开关以及LC并联谐振电路, 对谐振电感正反向充放电, 可以使高压充电电源工作在连续模式下, 同时还可以使开关工作在软开关条件下, 使整体结构更加紧凑, 减小了整体重量和体积。
参考文献
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经验交流会交流稿王柳燕 篇4
王柳燕
尊敬的各位领导、各位同仁们，大家好。
非常感谢领导给我这个机会，把自己不成熟的做法跟家大交流，有一个提升自己的机会。想一想，今年我参加工作已经13年了，13年弹指一挥间，我觉得在教科研方面自己做得还不够，如果说一定要有个提升，我还是觉得用《学习、实践、反思》作为交流的题目，把自己曾经做过、正在做和即将继续做的跟大家交流一下，有不周之处敬请批评指正。
一、首先来说学习
学习是社会发展的需要，是课程改革的需要，更是我们自身求得生存与发展的需要。随着社会的进步，我们已经进入了知识经济时代，这个时代也是一个学历贬值、经验贬值的时代，说学历贬值是因为未来几年里我们将面临这样的情况，社会上60%的人都是研究生，剩下40%的人手里都拿着本科文凭。说经验贬值是因为我们处于信息化社会，知识不断更新，教育教学也不会存在一劳永逸的事，我们用昨天的教育方法未必能教育好今天的学生，我们的教学不再是年复一年地重复昨天的故事。一位教师要想在社会不断向前发展的情况下保值，不仅要靠学历、靠经验，更要靠学习。
只要我们有学习的决心，学习的方式有多种。我自己想一想，按照学习途径的不同，适合我的学习方式有一下几种：
1．从听课中学习
利用空节多听听同事的课将对自身成长大有益处，因为教师们各具千秋，听课有利于博采众长；同时也有利于发现不足，有时一个缺点表现在自己身上，可能不以为然；如果表现在别人身上，会更容易发现。．从网络上学习
“人民教育出版社”“特级教师家园”等很多教育网站上有专家讲座，课堂教学实录、教学设计等丰富的内容，我们随时点击都可以学习。很多时候我们可以实行“拿来主义”，只有我们教得轻松，学生学得愉快时，教育才真正成为师生共同享受的幸福生活。
3．从书中学习
每当我们有机会外出时，女士逛得最多的是服装店，男士出入最频繁的是饭 1
店，而很多名师、特级教师最常去的是书店。他们都有一个共同的嗜好是读书。他们充满智慧和灵气的课堂正是得益于广博的知识积累和深厚的文化底蕴。向名师学习，我每次学习回来都给自己和孩子买书，当女儿翻遍兜子找糖时，我告诉她“书中有糖甜如蜜”。读书不能做表面文章，像囫囵吞枣式的读只能消化不良，要深入地读，就得细嚼慢咽，慢慢品味，把有用的东西提炼出来化为自己的思想。说到这里，不防给大家介绍几本好书，孙维刚著《全班55%怎样考入清华北大》，魏书生的《学生实用学习法》，林崇德《教育的智慧》。最近我从书中看见这样一句话，感受颇深，与大家共勉。人生有两大痛苦，一个是努力的痛苦，一个是后悔的痛苦，与其面临后悔的痛苦，不如面对努力的痛苦。
4.从学生那里学习。其实教和学是一个相长的过程。这一点大家都清楚。
二、其次说说实践
学以致用，学习的目的是为了指导实践，学习的内容是否实用还需要用实践来验证。比如我在引导学生探究名著阅读的时候，感到那么悲催，学生厌烦，我也好烦。每天课前要牺牲好长的时间，费时费工地解读名著。让很多孩子很难接受。于是我想这样教学不但自己痛苦，学生也痛苦。作为学生们的引导者，我有责任把孩子们领上一条快乐的学习之路。因此我反复研究，2009年我把《让学生爱上名著阅读》确立为小课题集中突破。采用“六加一”法进行探究。具体说包括以下六法加上一法：
1．回目抄写背诵，了解章节内容。
我要求每名同学把研究的名著内容抄写在专门的本子上，并且根据学期目标，有计划的背诵，进行背诵回目的比赛。四大名著的回目很有特点，很多内容像诗歌一样精彩，而且讲究对仗，背起来朗朗上口。
同学们很感兴趣，任务刚刚下达，同学们就纷纷背诵起来，一时间对于回目的识记贯穿了同学们学习的始终。课堂内外到处都可以看到同学们背诵的情形。每个小组的同学背下来及时向小组长汇报，小组长也接受同学们的监督和检查。如果把回目背诵了下来，很多内容就一目了然了，而且很多同学对回目所提示的内容产生了浓厚的兴趣和爱好，自觉地阅读起期中的内容。起到了抛砖引玉的作用。
2.知人论世，作者不平凡的经历。
让学生首先感知名著的作者。名著的作者个个都有一个不平凡的经历，走进
他们，让学生先充分认识这些现实中的人物，他们的命运，他们生活的环境，他们传奇的经历等。曹雪芹、罗贯中，施耐庵等人用他们精彩智慧的语言把当时的社会现状真实的呈现在读者面前，为后人留下了一部部瑰丽的文化奇宝。
3.高瞻远瞩，总体把握内容。
在识记回目的基础上，让同学们借助手中的参考资料，总体把握小说的主要内容，把这作为一个专题来研究，重在激趣，激发学生继续探究的兴趣。
4．精雕细琢，引导学生概括精彩章节的内容。
阅读每一段，可以选择粗读、精读、略读、品读的方法进行，首先寻找每一段的关键词、再画出关键句、关键段，然后用通顺的语言连接起来就是内容的概括。
5.学会品析，引导学生如何评价人物形象。
小说是以刻画人物形象为中心，反映社会生活。因此小说中的人物一定要引领同学们对所涉及到的人物用事实解读、分析、评价。于是我看到孩子们解读分析的人物有诸葛亮、刘备、关羽、张飞、周瑜、曹操、杨修、林黛玉、贾宝玉、薛宝钗等金陵十二钗，方方面面。内容详实，分析到位给力。孩子们用稚嫩的笔写出了他们眼中的历史人物的优缺点。并能够表达向他们取长补短的决心。
6.学以致用，以读促写，自主研读。
我引导学生把自己的阅读心得随时写下来，与写作训练相结合，还有同学开始写读后感，把自己对名著的阅读理解升华。产生了一篇篇独特见解的文章，分别从不同程度上深化了学生对名著的理解。根据新课标的要求，学生们自主完成了《西游记》《水浒》《朝花夕拾》《骆驼祥子》《繁星•春水》《鲁滨孙漂流记》《格列佛游记》《童年》《钢铁是怎样炼成的》《名人传》等初中生必读的课外读物，提高了写作水平，把那些写作文感觉困难的同学领上了一条自主的乐于写作的道路。又何乐而不为呢。
7.自信展示，给学生提供学生独特的解读名著的平台和机会。
鼓励同学们自编自创手抄报。并利用班级墙壁、走廊等公共场所进行汇报展示。同学们充分发挥他们的特长和天赋，从不同角度进行设计。公示一个月左右，然后取得初中组的教师们、学校的领导参与投票评选，评出三个等级的奖来。对于获奖的同学张榜公布，并设计奖状，加盖学校的公章发给他们。孩子们既学习了名著的内容，又收获了荣誉和自豪感。在这样的氛围中学习，他们不感到增加
负担，也没有感到学习的枯燥。建立了超强的自信。
每一学期期末举行大型走进名著观摩课。邀请全校领导、教师参观。引导学生在课堂上把自己的学习见闻、感悟，采用各种形式表达出来。课后精心设计半学期的综合评比。
这些内容得到了学校领导的大力支持，刘校长亲自过目，从语文专家的角度帮我解读；孟校长亲自带领初中组语文教师会课评课，给我提出了很多宝贵的意见；科研处黄主任字斟句酌，努力帮我解决课题突破过程中的疑难点；孩子们乐于学习了，我也得到了意外的收获。2011年我的小课题获得了长春地区小课题一等奖。我的课题也由四大名著提升到所有名著。读书的氛围浓厚了，孩子们的创作意识也提高了。一篇篇文章在报刊杂志上发表。而我也有幸走进了中国作家协会，吉林省作家协会，并担任青少年作家协会的常任理事。这些都得益于我的科研意识的提高，得益于科研过程的扎实有效。
三、最后得益于反思
课堂实践过后，我们会很自然地感受成功的喜悦，或对缺憾的思考，把这些上升为理论并及时记录下来就是反思。就教学而言，实践本身产生的是经验，并不会产生智慧，只有在实践后反思，才会产生真正的智慧。所以我说反思能成就飞跃。低下头需要勇气，抬起头需要实力。实力来自于低头努力的过程！我在课堂上反复实践，课后不断反思，学生的没一点进步就像一颗颗珍珠，需要整理与反思时用一条线将珍珠串成项链，这样才不易丢失。而我就是那个辛苦穿珍珠的人。
交流-交流变换 篇5
矩阵变换器分为交交型和交直交型两类。传统的矩阵变换器是交交型的,采用9个双向开关的矩阵的主电路拓扑。交直交型矩阵变换器与交交型矩阵变换器有了较大的不同,主电路采用单向开关,由矩阵式整流器和采用空间矢量调制的PWM逆变器组成,存在有实际的直流环节。它同样能提供正弦的输入电流和输出电压,输入功率因数可调,无需储能元件,能量可双向流动等[1,2]。但交交型和交直交型两类的电压传输比较低,线性调制时的最大电压传输比只有0.866[3]。针对这个问题曾提出过一些改善的方法,如采用过调制或谐波注入等方法可将电压传输比提高到1.0,但存在输出波形谐波过大等问题等。
交直交两级变换器的结构形式将矩阵变换器的主电路拆分成实际的整流和逆变两个部分,存在实际的中间直流环节。基于这一特点,本文提出一类新颖的交直交矩阵变换器的电路拓扑结构,其整流级和交直交矩阵变换器的整流级相同,为一个3/2相矩阵变换器,逆变级则采用基于交流斩波原理的逆变器的结构形式(也称之为DC-AC逆变器,DC-AC Inverter),本文将这种MC称之为ACCMC(AC Chopper Matrix Converter)。文中首先讨论3/2相矩阵整流器和三种ACCMC的电路拓扑结构,分析了其工作原理,并通过Matlab/Simulink及样机试验对其进行了验证。结果表明ACCMC可实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比超过1.0,从而有效解决了矩阵变换器电压传输比低的问题。
2 ACCMC的工作原理
2.1 3/2相矩阵变换器
交-直-交矩阵变换器的一般形式,在不同的约束条件下,可以演变成多种形式的拓扑电路。理想开关用双向开关(由两个带反向二极管的单向开关并联组成)代替,可得到24开关拓扑电路,其中整流部分是12开关拓扑电路(见图2a)。这种拓扑电路是传统矩阵变换器双空间矢量调制中,矩阵变换器的一种虚拟等效形式[4]。
整流部分12开关拓扑电路可以进一步简化,以减少开关数量:
1) 9开关拓扑
以a相为例进行说明,当输入侧开关Spa和Sap闭合时,输入a相与p极双向连接,如图1a所示。当Udc>0时,开关San起封锁作用;当Udc<0时,开关Sna起封锁作用。
因此,当约束条件Udc>0时,开关Sna不起作用,可以和开关Sap合并成一个开关Sa。当Idc>0, Ia>0时,a相经Dan、Sa与p极连接;当Idc>0,Ia<0时,a相经Dpa、Sa与n极连接。反之,当Idc<0, Ia>0时,a相经Dan、San与n极连接;
当Idc<0,Ia<0时,a相经Dpa、Spa与p极连接,如图1b、1c所示。同理对b相和c相简化,得到9开关,如图2b所示。
2) 6开关和3开关
当满足约束条件Idc≥0时,12开关和9开关拓扑电路中Spx和Sxn(x=a,b,c)可以省去,从而分别得到6开关和3开关拓扑电路,如图2c、d所示。由于在流通回路中多一个二极管,因此6开关和3开关拓扑电路的导通损耗分别比12开关和9开关拓扑电路略高,3开关比6开关拓扑电路的导通损耗略高。这两种新的拓扑电路具有相同特点:一、能量只能从输入侧流向输出侧;二、输出侧负载功率因数比须大于0.866。因此两种拓扑电路适用于高功率因数负载。
2.2 2/3相交流斩波器式逆变器
以单相Boost DC-AC交流斩波器式逆变器为例分析其基本工作原理,其拓扑结构如图3所示。假设图中左半部为正组逆变器,右半部为负组逆变器。
利用局部平均值的概念,可得输出输入电压关系式为
式中:u1为电容C1两端的电压;
设u1=uD+uo1,其中uD为电容电压的直流分量,uo1为电容电压的正弦分量,则有:uo1=u1-uD,根据文献[5],可得单相Boost逆变器交流输出电压相对于直流输入的电压增益为:
式中:Gm为最大电压增益
3 ACCMC拓扑族仿真研究
整流部分为一个3/2相矩阵变换器,通常采用双电压合成的空间矢量调制方法,将三相交流整流成PWM形式的直流电压,而逆变部分则可由三个电流可双向流动的交流斩波式DC/AC逆变器组成[6,7]。DC/AC逆变器选用了三种不同的拓扑电路,结合矩阵式整流部分可以形成三种不同的ACCMC,分别称为CMC、SMC和ZMC。这三种拓扑结构均可实现调压调频的功能[8,9]。
表1中三个相电压波形为采用Matlab/Simulink进行仿真研究得到。假设三相输入电压源、功率开关、电感及电容等元件均为理想元件。在参考输出相电压峰峰值为311V,频率为50Hz时,即电压传输比为1.0,对三种电路拓扑进行仿真。参数设置如下:输入为对称三相电源,其相电压有效值及频率分别为:220V/50Hz;三相电阻负载,每相均为R=50Ω,PWM开关频率取30kHz。整流部分采用无零矢量的空间矢量调制策略,以获得最大的电压利用率。逆变部分采用双闭环控制策略,内环和外环分别以输入电感电流和输出电容电压作为控制变量,并用PI控制器调节以跟随给定。电压外环控制系数取:KP=1.2,KI=4.99e-4;电流内环控制系数取:KP=80,KI=8.44e-5。
由仿真结果可见:三种ACCMC电压传输比均可达到1.0,且输出波形三相正弦性好,失真小。理论分析的电压传输比可以更高,仿真研究也已证实。
4 样机实验
为了验证以上ACCMC拓扑结构的可行性、正确性和可实现性,本文以TI公司的TMS320F2812为控制核心、MOSFET为功率开关管制作了BMC的实验装置,采用开环控制方式。硬件部分包括主电路和控制电路、电源等电路。主电路分为整流级、逆变级和负载。控制电路包括TMS320F2812评估板、同步电路、过零检测电路和隔离光耦驱动电路。软件部分实现BMC的整流级PWM控制和逆变级控制,主要由主程序、下溢中断服务子程序、比较中断服务子程序和捕捉中断服务子程序等构成。
系统主要参数如下:三相交流输入相电压峰-峰值:100V;三相输出负载电阻:150Ω;调制频率:4KHz;输出频率分别为:25Hz、50Hz和75Hz。输出电压波形如图4、图5和图6所示,谐波含量较低,实测数据为:图4中总谐波含量(Total harmonic distortion,THD)分别为(a)3.46和(b)3.53,图5分别为(a)3.19和(b)3.26,图6分别为(a)5.42和(b)5.85。
由样机实验波形可以看出,BMC 输出电压幅值和频率可调,电压传输比可达到和超过1.0,输出波形近似正弦,验证了ACCMC的有效性和可行性。但输出电压的频率高于50HZ时,谐波含量有所增加,其主要原因是没有采用闭环控制等有效的手段以改善波形。实验中逆变部分各开关的占空比由SVPWM算法得出,没有实时地对波形进行调整。并且当频率高于50HZ时,调制波的频率越高,开关切换的次数越多,这样就会导致输出波形畸变越严重。解决的方法是在逆变侧采用闭环控制,如仿真研究中所提到的双闭环控制策略,还可以采用滑模、离散滑模、鲁棒PID、非线性控制等先进的控制方法[10,11,12]。
5 结论
本文提出了三种基于矩阵变换器和交流斩波电路的新型交直交矩阵变换器拓扑结构,阐述了其工作原理,并进行了仿真研究和样机实验。仿真结果表明:三种新型的矩阵变换器能实现输出电压幅值和频率的调整,电压传输比既可大于也可小于1.0,输出电压三相正弦性较好,失真较小,从而克服了传统矩阵变换器低电压传输比的固有缺陷,具有很好的研究价值与应用价值,为矩阵变换器的工程应用提供了理论基础。样机实验只是初步验证,还有很多工作有待进一步研究,希望能引起同行的兴趣。
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在学习中交流, 在交流中学习 篇6
一、在课堂教学中, 加强学生与教师之间的交流
1.学生与教师之间的情感交流
教师在教学中要充分发挥情感因素对学生学习的积极作用。如, 在教学“乘除法应用题和加法应用题的对比”时, 我提出这样一个问题:如何才能正确地分辨出应用题该用乘除法或加减法?一个学生说:“我们可以用每份数、份数、总数来分析, 如果有这三个数量, 我们就用乘除法;如果没有这三个数量, 就用加减法。”听了这位学生的回答, 我拍手叫好, 直叫全班学生向他学习。谁知, 这时又有一位学生站起来说:“老师, 我还有一个更好、更简单的方法, 只要看两个条件、一个问题的单位名称。如果单位名称不一样就不能用加减法, 只能用乘除法。”听了这位学生的话, 我被震撼了:学生的创造力是无法估量的, 我们千万不能低估了蕴藏在他们中间的创造精神。而这种创造精神却只有在平等、民主的师生关系中才能发挥出来。只有在这样的学习氛围中, 学生的思维才能最大限度地得到展现, 课堂教学效率才能得以提高。
2.学生与教师之间的评价交流
教师评价学生, 不能以一个完美无缺的答案作为评价结果的唯一标准, 而要针对学生的回答, 肯定其积极因素, 然后再提出改进的方法。这样的评价既可以保护学生的积极性, 帮助他们树立自尊、自信, 同时又教育学生应如何客观地评价人与事。
二、在课堂教学中加强学生与教材之间的交流
学生获取知识的主要渠道之一是教材, 教师在教学过程中要有意识地加强学生与教材之间的交流, 教会学生阅读教材, 引导学生对书上的知识质疑问难, 培养学生善思、敢问的学习品质。
1.转变课堂教学的模式
《课堂教学论》认为当前的课堂教学有两种基本模式: (1) 教师带着教材走向学生; (2) 教师带着学生走向教材。后来又有专家提出了“学生带着教材走向教师”的新观念, 可以说实现了课堂教学理论上的又一个重要突破。这一转变体现了陶行知先生所提倡的“生活即教育, 社会即学校”的开放式课堂教学思想, 真正体现了学生开放性的主体地位 (如图) 。 (教学模式发展)
2.提高阅读教材的能力
教师的教学是围绕教材进行的, 教师要重视教材的作用。课前要让学生先阅读教材, 从阅读中感知教学内容;教学过程中要适时安排学生阅读教材, 领会所学的知识, 质疑问难, 完成学习任务;课后让学生再阅读教材, 温习、巩固所学的知识, 检验学习效果。如, 教学应用题前, 教师可以让学生阅读题目, 明确要求。在教学过程中教师可以适时地安排学生读题, 明确条件和问题之间的数量关系, 再进行解答。解答完后, 再让学生阅读一次题目, 结合自己的解题过程, 作出正确的判断。这样, 通过多次阅读教材, 加强学生与教材之间的交流, 可以培养学生的阅读能力和理解能力。
3.培养善思敢问的品质
教师引导学生看书的过程并不是教学过程中的一个简单流程, 而是要让学生通过阅读, 理解书本上的知识, 并能积极主动地思考, 敢于提出自己的观点和见解, 即“探索发现法”。例如, 教学“圆柱体的体积计算公式”时, 教师先引导学生将圆柱体变成长方体, 而后由学生自己提出问题。 (1) 圆柱体变长方体后, 体积有没有变? (2) 原来圆柱体的底面积与高和长方体的底面积与高有什么联系?学生通过观察、提问、思考发现规律, 学得生动活泼、记得牢固。长期培养学生质疑问难, 指导学生学会思考, 就能充分发挥教材对学生获取知识的巨大作用。
三、在课堂教学中, 还要加强学生与学生之间的交流
1.学生之间的合作交流
数学学科有利于培养学生的合作意识。因为无论是数学知识的获取还是数学问题的解决, 只要改变思考的角度, 就有可能产生不同的思路和方法。学生间的合作交流, 正是展现这种个性的好机会。教师在教学过程中要改变传统的教学模式, 充分发挥学生的主观能动性, 让学生积极主动地参与学习。在教学中我们可以组成学习小组, 提倡学生之间互帮互学, 教师的表扬与批评以小组整体水平的进步与否为标准, 而不是以个体去衡量, 在学生讨论后集体交流时, 不指名个体发言, 而是请第几小组回答问题, 学生的回答代表一个小组的集体智慧的结晶。如, 教学“圆的周长”一课, 在指导圆的周长和圆的直径的关系时, 让学生分四个小组进行, 用准备好的直尺、细线、圆形物体, 先量周长与直径, 再计算出周长与直径的比, 再进行小组讨论, 最后全班学生集体讨论, 得出结论。这样的教学过程, 不仅加深了学生之间的情感, 还让学生感受到了集体的力量和成功的喜悦。
2.学生之间的评价交流
要让学生真正成为学习的主人, 必须让学生主动参与评价。评价的形式有相互评价和自我评价。在学习小组中, 每个学生都有自由表达自己见解的机会。在组织学生进行相互评价时, 引导同组学生认真听取, 并帮助校对, 形成小组意见。在集体进行校对时, 训练学生做到要先肯定他人优点, 再发表自己的观点, 这样使每位学生都感到自己是被尊重的, 从而产生成功感和愉悦感, 产生对待学习的积极心态。而在自我评价中, 教师要引导学生把自己的认识与同学的认识相对照, 与书本上的结论相对照;把自己的解题方法和别人的解题方法相对照, 以他人之长补自己之短, 使自我评价变成一个自我反省、自我发展的过程。
3.学生之间的思想交流
教师在数学教学过程中要引导学生相互交流自己的学习方法, 交流克服困难的决心和信心。通过学生之间的思想交流, 教师就能及时把握他们的思想脉搏, 促使他们共同努力, 获得数学学习和思想上的共同进步。
总之, 数学学习离不开交流, 只有在不断地交流中才能更好地学习数学。
参考文献
[1]袁金华.课堂教学论.江苏教育出版社, 1996-12.
交流-交流变换 篇7
关键词：跨文化交际,文化差异,冲突,融合
跨文化交际是指不同文化背景的人们之间的交际。跨文化交际学就是专门研究跨文化交际中的矛盾与问题, 并探索如何提高跨文化交际能力的学科。一个民族的历史传统、宗教思想、价值观念、社会形态、风俗习惯、政治制度等对跨文化交际都会产生一定的影响。
1《刮痧》故事梗概
《刮痧》是当代作家王小平的一部走红小说, 是一部关于人类文化学的专著。后来经著名导演郑晓龙改编成为一部移民题材的电影, 并曾一度刮起了一股文化热潮。
故事的情节并不复杂:北京青年许大同和妻子简宁移民美国八年, 终于实现了自己的美国梦:有了一个幸福的家庭, 一个可爱的儿子, 令人羡慕的社会地位和丰厚的收入。然而, 从北京到美国和儿孙团聚的父亲许毅祥, 在一次偶然的机会, 为孙子丹尼斯用中国民间刮痧疗法治病而留下淤青, 被儿童医院的医生发现, 许大同顶替父亲被美国医院以虐待儿童罪告上法庭。于是, 这个家庭的灾难来临了:丹尼斯被儿童福利院收养, 法院宣布许大同为危险人物, 遭到警方逮捕, 父亲也无奈回国。职业被辞、朋友背弃、父子分离、夫妻分居……灾难接踵而来。圣诞之夜, 许大同想见一见儿子, 只好扮成圣诞老人, 他顺着楼外下水管道爬向八楼的家时, 再次引来呼啸而的警车……不过最后两种文化在碰撞交流后终于还是走向融合, 故事以大团圆结局。
2 故事主要矛盾冲突
毫无疑问, 故事中的种种矛盾冲突很大程度上是由于中西文化的差异造成的。首先就是中西医的差异, 刮痧是故事中冲突引发的导火索, 刮痧疗法在中国民间很常见, 是中医传统疗法。确实能够治愈中暑、急性肠炎、食物中毒等一些常见病。但是, 这种疗法到了美国, 却成了施以暴力的罪证。还有就是中国人的“面子观”, 在故事开头, 许大同因为自己的儿子没有向老板的儿子道歉, 便动手打了自己儿子一下, 老板看了觉得不可思议, 许大同对约翰解释这一举动说:“我为什么打我儿子, 那是出于我对你的尊重, 那是我给你面子。”这样的解释让这个西方人困惑不已, 他并不能理解这个东方人的奇怪逻辑。他只知道, 打人是违法的, 这是对人权的不尊重。法律观念的不同在故事中也表现明显, 在西方社会, 事事靠法律, 事事讲证据。而中国人则比较看重人情。如美国的法庭及儿童福利院虽被大同真挚而忘情的诉说所震慑, 却仍要求有“爱的证据”, 以供法庭判决。许大同对此就深为不解:父亲爱儿子天经地义, 还需要证据吗?还有就是不同的家庭观。这也是《刮痧》中冲突的本质所在。许大同对付美国社会的生活和工作都游刃有余, 这并不意味着他在成长中耳濡目染的中国传统文化观念就已经烟消云散。在许大同心中, 家庭才是他的精神支柱。三世同堂, 其乐融融, 是他奋斗的动力和意义所在。为了父亲能顺利拿到美国绿卡, 他替父“顶罪”;为了儿子能回家, 他和妻子分居;为了父亲能看一眼孙子, 把儿子从福利院偷了出来;在法庭上, 许大同爱子心切, 甚至和对方辩护打了起来;为了给孩子送圣诞礼物, 不顾危险爬到八楼, 完全有可能“坠楼而亡”……这种爱超越了自尊、自由、平等甚至人权。而在西方人眼里这些都完全是不可思议的。可以说, 我们在这个故事中看到的中西方文化差异是如此巨大!
3 产生矛盾的文化根源
3.1 中西哲学思维差异
中国哲学的一个最基本最重要的问题就是天与人, 或天道与人道、自然与人为的关系问题。中国人信奉“天人合一”, 即人与自然是整体、协调、有机的联系。“天人合一”的思想使中国文化强调人对自然的顺应、协调和感恩, 以人与自然的亲和为其文化的价值基础。它包括对家人的关怀与责任、对乡土的眷恋与归依, 也有一团和气与息事宁人的柔顺。而长期的中央集权和大一统思想的统治也使中国人具有保守、求稳、求统一的观念。这在中国人对待家庭的态度上有非常明显的表现。相对于中国而言, 西方各国四面临海, 生存条件十分恶劣。他们必须与这种恶劣条件做斗争, 进而去征服大海、征服自然。因此, 他们一定要产生哥伦布式的冒险人物, 向远方开拓。那种斗天斗地的思想是一定会产生的, 这些都与他们的生存条件息息相关。因此, 自然和他们的关系是对立的, 不是战胜自然就是成为自然的奴隶。所以西方人容易产生“天人两分”的思想。所以, 西方文化主要是理性文化, 西方哲学是实证论, 而西方医学也是建立在这一基础上的。因此中医传统刮痧就被认为显然是“非理性”的。
3.2 中西方价值观念差异
价值观念是社会或文化中的人们所回避不了的指令。人们的行为规则、思维方式、认知准绳、处世哲学、演绎推理模式、评价事物的规范、道德标准等都被深深地打上了各自不同的价值观烙印。
中国的伦理主张“礼”, 认为人对人之尊敬, 其目的是使人际关系和谐。家庭在中国社会居于中心地位。家庭不仅是基本的社会团体, 同时还是一切社会组织的模型。因此, 要孝顺父母、爱护子女。亲情价值观在一个中国人的心中占有十分重要的地位。当这种价值观与其他价值观, 如法制观发生冲突时, 它总是处于上风。与中国传统文化不同, 西方社会看重的是法制。西方的人权宣言, 明确政府有责任保护个人的权利。在强调个人权利为基准的社会里, 人与人之间的情义道德常常受到冷落, 而法律受到重视。他们深信, 在法律条文中可以找到解决一切问题的办法。
3.3 中西方宗教差异
宗教是人类历史上一种古老而又普遍的现象, 要深刻认识中西方文化的差异, 就不得不涉及这一领域。
在宗教方面, 中国的宗教精神是重今生轻来世。人们相信天命, 以现世的幸福为目的。而西方宗教精神则是轻今世重来世, 基督教弘扬顺从服从乞求来世的精神。这种精神使他们缺乏反抗精神, 但却也更多地表现出了自由平等的意识。《圣经》认为:世上的一切人, 不论老幼, 都是上帝的儿女, 人人平等。这对于西方人的人权意识有很大的影响。
4 冲突在交流中融合
随着科技日益发展, 世界变得越来越小, 不同民族人们之间的交往越来越密切。不同民族、不同国度间的语言文化不同, 人们的看法、行为和表现必然存在着很大的差异, 跨文化之间的主要障碍不是语言, 而是思想观念和社会文化。要完完全全地适应一种新的文化极其困难, 但是文化鸿沟也并不是不可逾越的。不同的文化之间需要有理解精神和博大的胸怀。回避交流、放弃自我、相互对立都不是解决文化冲突的途径。就像《刮痧》故事中的美好结局一样, 只要交际双方理解尊重对方的文化习俗、消除民族偏见、克服民族中心主义, 跨文化交际的障碍就能够被克服。
《刮痧》无疑给我们展示了一个很好的跨文化交际的成功范例。随着经济全球化进程的深入和信息技术的发展, 全世界各民族之间的交流空前频繁, 中西方文化的碰撞与冲突在所难免, 而中西方文化的融合才是世界文化发展的必然趋势。跨文化交际研究应顺应时代变化, 突破惯有的思维模式, 培养全球意识, 克服民族中心主义, 避免自我文化的优越感, 尽量理解对方文化, 努力消除对异质文化的隔膜。随着交际双方不断熟悉对方的文化, 因为文化差异而引起的困惑就会逐渐减少, 交际质量也会进一步提高。
参考文献
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