基于双MPC与变斜率I/f的SPMSM快速启动控制策略研究

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作者 刘普 崔艺博 +2 位作者 王聪 韩坤 常忠廷 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期151-161,共11页

为了表贴式永磁同步电机(SPMSM)快速启动应用,针对现有恒流频比控制(I/f)启动采用固定参考斜率导致启动慢以及后续投切为双PI闭环磁场定向控制(FOC)策略动态响应能力不足的问题,提出一种内、外环均采用模型预测控制(MPC)策略的SPMSM变斜... 为了表贴式永磁同步电机(SPMSM)快速启动应用,针对现有恒流频比控制(I/f)启动采用固定参考斜率导致启动慢以及后续投切为双PI闭环磁场定向控制(FOC)策略动态响应能力不足的问题,提出一种内、外环均采用模型预测控制(MPC)策略的SPMSM变斜率I/f(DI/f)启动控制策略。首先通过模型预测推算出下一时刻的转子位置、转速。其中转速用于估算负载转矩,转子位置等效为变斜率I/f启动中的动态参考频率,构成变DI/f启动。当电机转速达到设定转速后,系统自动投切为双闭环MPC控制。模型预测转速外环通过当前转速与估算负载计算下一时刻q轴电流的额定值,实现启动到稳态的平稳快速切换。仿真与实验结果验证该算法的可行性与有效性,并使永磁同步电机的启动上升时间缩短了41.9%,调节时间缩短了41.1%。 展开更多

关键词 永磁同步电机 I/f控制 磁场定向控制 模型预测控制 复合控制 动态响应

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基于级联结构Thiran滤波器的分数阶双模重复控制

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作者 刘普 王聪 +2 位作者 崔艺博 常忠廷 方洁 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期361-368,共8页

针对双模重复控制器在电网频率波动时稳态误差大的问题,提出一种基于级联结构Thiran算法的无限脉冲响应滤波器(infinite impulse response filter,IIR)来逼近分数延迟环节,提高系统的稳态跟踪精度。该文采用一种由连分式推导得来的级联... 针对双模重复控制器在电网频率波动时稳态误差大的问题,提出一种基于级联结构Thiran算法的无限脉冲响应滤波器(infinite impulse response filter,IIR)来逼近分数延迟环节,提高系统的稳态跟踪精度。该文采用一种由连分式推导得来的级联结构替代以往实现Thiran算法的直接结构,所设计的级联结构Thiran算法用于IIR滤波器中能在线调整滤波器参数,且相较于以往的直接结构,级联结构每个“积木块”的功能仅用两个乘法器就可实现,简化了参数设计,便于应用推广。基于分数阶双模重复控制器,并采用比例-双模重复控制复合的电流控制策略,控制逆变器输出高质量的并网电流。最后,通过仿真与实验结果验证所提策略的准确性及有效性。 展开更多

关键词 并网逆变器 IIR滤波器 级联结构 分数阶双模重复控制 Thiran滤波器 分数阶延迟

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MW级LLC谐振式光伏并网变流器及控制策略研究 被引量：2

3

作者 张振兴 常忠廷 +1 位作者 甄帅 何青连 《电力电子技术》 北大核心 2023年第3期76-79,共4页

在“双碳”目标的大环境下,交直流混合微电网将是新能源发电发展的方向。为提供可靠性高、电压等级高、交直流交互能力强的并网设备,设计了兆瓦级LLC谐振式变流器,变流器可直接连接10 kV交流配电网。首先介绍了LLC谐振式变流器的主拓扑... 在“双碳”目标的大环境下,交直流混合微电网将是新能源发电发展的方向。为提供可靠性高、电压等级高、交直流交互能力强的并网设备,设计了兆瓦级LLC谐振式变流器,变流器可直接连接10 kV交流配电网。首先介绍了LLC谐振式变流器的主拓扑结构,并对高频隔离DC/DC模组功率单元进行了分析说明,然后根据变流器的实际工况,给出了其运行模式,研究设计了适用于该拓扑结构的移相启动控制策略和正常运行控制策略,并针对交流侧三相不平衡问题,制定了对应的均压控制策略。最后,研制了500 kVA/AC 10 kV/DC 750V实验系统,验证了所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性,为新能源并网提供新的实现方案。 展开更多

关键词 变流器 高频隔离 移相启动 控制策略

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换流阀饱和电抗器发热机理与燃烧仿真分析 被引量：1

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作者 刘堃 李凯 +2 位作者 范彩云 常忠廷 胡四全 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2022年第9期18-25,共8页

为研究阀饱和电抗器过热机理及风险,分析了阀电抗器技术特点和工作原理,提出了铁心温升近似计算方法,采用实际运行工况温升试验数据拟合,建立了饱和电抗器铁心温升数学模型。结合故障饱和电抗器测试及解体检查结果,判断制造工艺缺陷会... 为研究阀饱和电抗器过热机理及风险,分析了阀电抗器技术特点和工作原理,提出了铁心温升近似计算方法,采用实际运行工况温升试验数据拟合,建立了饱和电抗器铁心温升数学模型。结合故障饱和电抗器测试及解体检查结果,判断制造工艺缺陷会导致运行时铁心热量集中,加速绝缘材料老化。通过饱和电抗器燃烧仿真分析发现阀电抗器火焰、烟气、温度3种指标在电抗器起火100 s内逐渐进入稳态阶段。研究结果表明阀电抗器不易起火,即使在极端工况下起火,断电后其燃烧扩散的速度也较低。 展开更多

关键词 换流阀 饱和电抗器 铁心 温升 燃烧仿真

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基于非对称电压的换流阀暂态低电压运行实验实现方法 被引量：3

5

作者 常忠廷 才利存 +2 位作者 徐涛 张坤 王朋 《智慧电力》 北大核心 2019年第3期104-109,共6页

当交流系统发生故障时,为确保直流输电系统稳定运行,要求换流阀在暂态低电压工况下能正常工作。为满足IEC 60700-1中暂态低电压实验要求,介绍了用于进行换流阀暂态低电压实验的合成实验回路的系统构成,研究了暂态低电压的实验方法,使试... 当交流系统发生故障时,为确保直流输电系统稳定运行,要求换流阀在暂态低电压工况下能正常工作。为满足IEC 60700-1中暂态低电压实验要求,介绍了用于进行换流阀暂态低电压实验的合成实验回路的系统构成,研究了暂态低电压的实验方法,使试品阀的正反向承受非对称电压,并对电压源辅助阀进行了优化,在满足实验要求的情况下合成实验回路能够稳定运行。实验结果表明该实验回路和实验方法可以满足IEC 60700-1中的的实验要求,验证了合成实验回路和实验方法的合理性。 展开更多

关键词 换流阀 暂态低电压 合成实验 非对称电压 电压源

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三相三倍压双有源桥直流变压器特性分析 被引量：1

6

作者 高仕龙 陈武 +1 位作者 赵海熙 常忠廷 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2022年第12期16-20,24,共6页

基于三相三倍压双有源桥(T2-DAB)的直流变压器(DCT),可以有效降低每个开关管的电压应力进而提高功率密度。在此分析了基于T2-DAB拓扑的电力电子变压器工作原理、参数设计和控制策略。最后搭建双模组对托及整机运行实验平台实现满载运行... 基于三相三倍压双有源桥(T2-DAB)的直流变压器(DCT),可以有效降低每个开关管的电压应力进而提高功率密度。在此分析了基于T2-DAB拓扑的电力电子变压器工作原理、参数设计和控制策略。最后搭建双模组对托及整机运行实验平台实现满载运行,效率指标满足设计要求。 展开更多

关键词 直流变压器 三相三倍压 双有源桥 双模组对托

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MMC型电压源换流阀运行试验系统设计 被引量：1

7

作者 常忠廷 吉攀攀 +1 位作者 刘静一 俎立峰 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2022年第9期33-37,共5页

依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种MMC型电压源换流阀运行试验系统,对换流阀的稳态工况和暂态工况进行模拟,进而实现对换流阀的导通、关断和有关电流特性的检验,并且提出了一... 依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种MMC型电压源换流阀运行试验系统,对换流阀的稳态工况和暂态工况进行模拟,进而实现对换流阀的导通、关断和有关电流特性的检验,并且提出了一种可行的闭环控制策略来协调3个电流环的控制,从而达到对基波电流、二倍频电流以及直流电流精确有效控制的目的。详细介绍了MMC型电压源换流阀运行试验系统的主回路设计,并以实际工程换流阀组件为试验对象,验证了所设计的MMC型电压源换流阀运行试验系统的正确性和实用性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 电压源 闭环控制

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高压直流输电换流阀实时测温方法研究 被引量：2

8

作者 毛文喜 林一 +2 位作者 范彩云 常忠廷 刘堃 《电工技术》 2015年第7期9-10,34,共3页

对比分析高压电气设备现有测温方式的优缺点,指出只有红外测温方式才适用于高压直流输电换流阀的实时测温,并对现有红外测温方法加以改进。实践证明,改进型红外测温监测系统应用效果良好。

关键词 直流输电 换流阀 红外测温 实时

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适用于混合式高压直流断路器运行试验系统 被引量：5

9

作者 常忠廷 才利存 +2 位作者 徐涛 张坤 王朋 《广东电力》 2019年第5期106-111,共6页

用于快速清除直流侧故障的混合式高压直流断路器是柔性直流电网的核心设备之一。介绍了混合式高压直流断路器的拓扑结构和基本工作原理,对其各个模块的电气应力进行了分析。介绍了高压直流断路器的试验回路原理和试验方法,给出电容电感... 用于快速清除直流侧故障的混合式高压直流断路器是柔性直流电网的核心设备之一。介绍了混合式高压直流断路器的拓扑结构和基本工作原理,对其各个模块的电气应力进行了分析。介绍了高压直流断路器的试验回路原理和试验方法,给出电容电感参数的计算方法,并利用PSCAD进行仿真。最后完成25kA故障电流的分断试验和4125A电流短时耐受试验,给出相关试验参数及典型波形,为进行更高电压等级、更大试验电流的高压直流断路器提供技术参考。 展开更多

关键词 柔性直流 混合式直流断路器 电气应力 运行试验 PSCAD仿真

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电容器组不平衡保护动作原因分析 被引量：17

10

作者 刘勋 王丽君 +1 位作者 马俊民 常忠廷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2009年第17期122-124,共3页

不平衡保护动作是电容器组故障的主要保护,介绍了电容量不平衡保护的方式,分析了不平衡电压的产生原因,总结了不平衡保护的动作原因并实际举例说明,得出了安装质量与实际故障设备对电容器不平衡保护的影响,为电力检修工作人员处理电容... 不平衡保护动作是电容器组故障的主要保护,介绍了电容量不平衡保护的方式,分析了不平衡电压的产生原因,总结了不平衡保护的动作原因并实际举例说明,得出了安装质量与实际故障设备对电容器不平衡保护的影响,为电力检修工作人员处理电容器组故障提供了思路。 展开更多

关键词 不平衡保护 电容器组 电容量

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500kW光伏发电系统并网逆变器 被引量：3

11

作者 才利存 常忠廷 +1 位作者 周如 宋新甫 《电网与清洁能源》 2011年第12期95-99,共5页

介绍了500 kW光伏并网逆变器的系统结构和工作原理,采用了IGBT功率模块并联技术来提高系统容量,并对主回路参数的设计方法进行了研究。在此基础上研制了一台500 kW光伏并网逆变器的样机,进行了试验研究,试验结果证明该样机运行稳定,性... 介绍了500 kW光伏并网逆变器的系统结构和工作原理,采用了IGBT功率模块并联技术来提高系统容量,并对主回路参数的设计方法进行了研究。在此基础上研制了一台500 kW光伏并网逆变器的样机,进行了试验研究,试验结果证明该样机运行稳定,性能可靠,具有较强的实用性。 展开更多

关键词 光伏并网逆变器 LCL滤波器 并联 谐振频率

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一起换流阀晶闸管非周期触发试验事故分析 被引量：2

12

作者 胡永雄 常忠廷 《华北电力技术》 CAS 2010年第11期24-28,共5页

分析了灵宝高压直流二期工程换流阀非周期触发试验晶闸管损坏的原因,通过对晶闸管损坏情况下的电压和电流波形分析,发现试验回路的振荡是导致晶闸管损坏的根本原因,增大电阻抑制振荡幅度能够很好保护晶闸管不被损坏。同时,用PSCAD/EMTD... 分析了灵宝高压直流二期工程换流阀非周期触发试验晶闸管损坏的原因,通过对晶闸管损坏情况下的电压和电流波形分析,发现试验回路的振荡是导致晶闸管损坏的根本原因,增大电阻抑制振荡幅度能够很好保护晶闸管不被损坏。同时,用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对非周期触发试验进行了仿真,仿真结果与实际结果吻合很好。针对这种情况,在今后的高压直流输电换流阀非周期触发试验过程中,应该引起足够的重视,避免类似情况发生。 展开更多

关键词 高压直流 换流阀 晶闸管 非周期触发试验 振荡 PSCAD/EMTDC

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太阳能并网发电系统的MPPT及孤岛检测技术 被引量：16

13

作者 才利存 常忠廷 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期119-124,138,共7页

基于太阳能电池的等效电路,建立了太阳能电池的数学模型,分析了太阳能电池的特性曲线。通过比较几种常用的最大功率点跟踪方式的优缺点,提出了一种基于恒电压(CVT)启动的变步长扰动观察法最大功率点跟踪方式。对比现有的孤岛检测技术,... 基于太阳能电池的等效电路,建立了太阳能电池的数学模型,分析了太阳能电池的特性曲线。通过比较几种常用的最大功率点跟踪方式的优缺点,提出了一种基于恒电压(CVT)启动的变步长扰动观察法最大功率点跟踪方式。对比现有的孤岛检测技术,确定采用主动偏移式孤岛检测方法。在Matlab/Simulink下建立了太阳能电池的数学模型,最大功率点跟踪和主动频移式孤岛检测方法的仿真模型,并进行了试验研究,仿真和试验结果验证了方案的可行性和合理性。 展开更多

关键词 太阳能电池 最大功率跟踪 变步长 孤岛检测 主动频移

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张北关键设备短时电流试验方法 被引量：10

14

作者 张福轩 郭贤珊 +1 位作者 常忠廷 张坤 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期682-689,共8页

现有试验技术在输出功率及能量方面不能满足张北工程对柔性直流换流阀(MMC换流阀)和直流断路器提出的短时电流耐受要求。为了解决该问题,对MMC换流阀和直流断路器的短时电流应力进行了分析,提出了基于超级电容储能和功率变换的试验方法... 现有试验技术在输出功率及能量方面不能满足张北工程对柔性直流换流阀(MMC换流阀)和直流断路器提出的短时电流耐受要求。为了解决该问题,对MMC换流阀和直流断路器的短时电流应力进行了分析,提出了基于超级电容储能和功率变换的试验方法。设计的试验电路采用超级电容储能降低了对试验电源容量的需求,采用基于Buck变换器实现高功率输出,采用交错并联调制方式降低功率模块的电流应力。搭建了PSCAD电磁暂态仿真模型和试验平台对丰宁站关键设备进行了短时电流耐受试验仿真,仿真和试验结果表明试验电路所输出的试验电流可有效跟踪电流指令变化,具有试验要求的输出电流等价性。 展开更多

关键词 柔性直流输电 柔性直流换流阀 直流断路器 直流电网 短时电流试验 试验方法

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特高压晶闸管阀运行试验控制保护系统研发 被引量：9

15

作者 孔令凯 张爱玲 +2 位作者 曹森 常忠廷 张华中 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期79-84,共6页

为了更加有效地满足IEC60700-1标准规定的特高压晶闸管阀的试验要求,保证晶闸管阀运行试验回路的可靠、稳定运行,设计了一套控制保护系统。该系统由控制/保护主机、人机接口、触发脉冲控制装置、模拟量测量等功能模块组成,系统内的PCI... 为了更加有效地满足IEC60700-1标准规定的特高压晶闸管阀的试验要求,保证晶闸管阀运行试验回路的可靠、稳定运行,设计了一套控制保护系统。该系统由控制/保护主机、人机接口、触发脉冲控制装置、模拟量测量等功能模块组成,系统内的PCI总线、CAN总线和TDM总线用于各功能部分之间的数据传输。系统对试验回路的电流源/电压源和辅助设备独立控制、触发脉冲参数灵活配置、试验项目自动切换,整个试验过程灵活、稳定;保护系统实时监视系统运行状态,对一次回路提供全面、有效的保护,保证一次设备的安全。运行试验系统的试验结果满足各项试验要求,证明了控制保护系统的可靠性和有效性,为我国特高压晶闸管阀以及相关领域的研究和开发提供了坚实的基础和平台。 展开更多

关键词 特高压直流输电 晶闸管阀 运行试验 控制保护系统 保护策略 电力电子技术

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±800kV/6 250A锡盟—泰州直流输电工程换流阀合成运行试验 被引量：9

16

作者 才利存 常忠廷 李娟 《中国电力》 CSCD 北大核心 2016年第11期20-24,69,共6页

为满足锡盟—泰州±800 kV/6 250 A换流阀运行试验的要求,建立了新型合成试验回路。介绍了新型合成试验回路的主要特点及解决的主要难题,结合实际工程研究合成试验回路主要设备的参数选取,并以此参数进行了±800 kV/6 250 A换... 为满足锡盟—泰州±800 kV/6 250 A换流阀运行试验的要求,建立了新型合成试验回路。介绍了新型合成试验回路的主要特点及解决的主要难题,结合实际工程研究合成试验回路主要设备的参数选取,并以此参数进行了±800 kV/6 250 A换流阀的运行试验。试验结果表明,所研究的合成试验回路完全可以满足±800 kV/6 250 A换流阀运行试验要求,验证了换流阀设计的合理性及可靠性。 展开更多

关键词 特高压 直流输电 运行试验 合成回路 ±800kV/6250A 换流阀

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直流输电换流阀光纤测温系统设计及试验研究 被引量：5

17

作者 李娟 张坤 +1 位作者 常忠廷 赵岩 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2016年第5期80-83,共4页

为实时在线监测高压直流输电(HVDC)换流阀运行过程中温度分布情况,设计基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的实时温度监测系统。对FBG传感器进行了校准,通过对校准数据点的二项式数据拟合方式实现HVDC换流阀温度监测对光纤温度测量数据的精... 为实时在线监测高压直流输电(HVDC)换流阀运行过程中温度分布情况,设计基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的实时温度监测系统。对FBG传感器进行了校准,通过对校准数据点的二项式数据拟合方式实现HVDC换流阀温度监测对光纤温度测量数据的精度要求。设计了适合HVDC换流阀的FBG温度传感器的技术参数、传感器测点外观要求和测温光纤的布局结构,通过对HVDC换流阀热运行试验中关键元件测点温度实时监测和后期数据分析处理,获得可靠有效的测量数据,成为HVDC换流阀设计和试验验证重要的测试手段。结果表明,这里设计的FBG温度在线监测系统具有可靠的远程在线实时监测功能,在HVDC换流阀研发试验和工程应用中具有较高的实际应用价值。 展开更多

关键词 直流输电 光纤测温 换流阀 光纤校准

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MMC阀塔水路对子模块静态均压影响分析 被引量：4

18

作者 胡永雄 常忠廷 邱育林 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第7期125-128,共4页

模块化多电平换流器(MMC)预充电和阀端交直流电压试验都有静态均压过程,MMC子模块自均压,不投入主动均压策略。在静态均压过程中,发现MMC阀塔不同位置子模块的电容电压两极分化明显,严重影响子模块的正常工作。此处通过引入阀塔水路相... 模块化多电平换流器(MMC)预充电和阀端交直流电压试验都有静态均压过程,MMC子模块自均压,不投入主动均压策略。在静态均压过程中,发现MMC阀塔不同位置子模块的电容电压两极分化明显,严重影响子模块的正常工作。此处通过引入阀塔水路相关参数,分析了MMC阀塔水路对子模块静态均压的影响机理,建立MMC阀塔仿真模型,对影响子模块静态均压的阀塔水路因素进行了仿真分析,并开展试验,测试了阀塔水路对子模块静态均压的影响情况,仿真结果和试验结果验证了阀塔水路对子模块静态均压有较大影响。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 静态均压 子模块

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全桥柔性直流换流阀短路电流试验方法 被引量：2

19

作者 张坤 常忠廷 +1 位作者 才利存 徐涛 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期1-4,36,共5页

为了验证所设计的全桥柔性直流换流阀的正确性及其短路电流耐受能力,研究了全桥柔性直流换流阀短路电流试验方法并研制了试验电路。首先介绍了全桥柔性直流换流阀的基本工作原理,分析了在直流双极短路工况下全桥柔性直流换流阀的电压、... 为了验证所设计的全桥柔性直流换流阀的正确性及其短路电流耐受能力,研究了全桥柔性直流换流阀短路电流试验方法并研制了试验电路。首先介绍了全桥柔性直流换流阀的基本工作原理,分析了在直流双极短路工况下全桥柔性直流换流阀的电压、电流应力特性;然后,根据全桥柔性直流换流阀的电气应力特性设计了基于LC结构的合成试验电路;最后,对全桥柔性直流换流阀开展短路电流试验。试验结果表明,所设计的试验电路可以有效模拟电网特性,能对试品施加合适的电压、电流应力,有效验证了全桥柔性直流换流阀的短路电流耐受能力。 展开更多

关键词 全桥柔性直流换流阀 直流双极短路 短路电流试验

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一种直流母线对地绝缘电阻测试装置的研制

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作者 常忠廷 范彩云 +1 位作者 贾艳玲 何青连 《自动化应用》 2015年第4期73-74,77,共3页

介绍一种微机控制的直流母线对地绝缘电阻的测试装置的设计,包括测量原理、硬件组成、软件流程等。

关键词 负极对地电阻 正极对地电阻

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