新的光电压传感器基于封闭环口袋细胞和滑动模式观察器:理论和实验.
Luis Miguel Quispe-Valencia1, Ricardo Tokio Higuti1, Marcelo Carvalho M Teixeira1
1Electrical Engineering Department, School of Engineering, São Paulo State University (UNESP), Ilha Solteira 15385-007, SP, Brazil.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 13, 2025
概括
本研究介绍了一种基于波克尔斯效应的光电压传感器 (OVS) 的新型非线性数字控制器. 该控制器在电压测量方面实现了高精度,证明了其在智能电网应用中的潜力.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 传感器技术 传感器技术
- 控制系统 控制系统
背景情况:
- 变电站的电力需求和智能电网的发展需要先进的电压测量解决方案.
- 使用波克尔效应的光电压传感器 (OVS) 与传统变压器相比,具有优势,包括成本更低,尺寸更小,没有爆炸风险.
- 现有的OVS需要高效的解调技术来克服信号色等局限性.
研究的目的:
- 为了证明非线性数字控制器在OVS中光学相变调节的有效性.
- 用滑动模式理论来验证控制器的性能,以提高测量准确度.
- 用新控制器评估OVS,用于功率质量测量应用.
主要方法:
- 基于滑动模式理论的多功能非线性数字控制器的开发.
- 为信号稳定和正方形信号生成实施比例整合反控制.
- 使用正弦电压进行实验验证,并与商用高压探针进行比较.
主要成果:
- OVS表现出极好的线性,带宽为3kHz,输入阻抗高.
- 非线性数字控制器成功地调节光学相位信号,达到0.8%以下的峰值相对误差.
- 总波扭曲 (THD) 相对误差低于1.5%,符合UNE-EN 60044-7标准的1.0类.
结论:
- 拟议的非线性数字控制器对OVS具有高效性,可实现精确的电压测量.
- 该系统在智能电网环境中显示出对精确电力质量测量的巨大潜力.
- 这项技术为传统电压测量仪器提供了可行的高性能替代方案.
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