夏季防暑行为模式对建筑能耗的影响研究

为研究夏季防暑行为模式对建筑能耗的影响规律,在夏热冬冷和夏热冬暖地区选取代表城市,以居住建筑为例,在保持建筑围护结构热性能不变的条件下,采用DeST软件模拟,通过对比夏季降温行为在这2个热工分区对空调能耗的影响差异,研究了夏季防暑行为模式对空调能耗的影响规律,同时探索了动态能耗模拟方法中行为模式的应用模式。结果表明:防暑行为在不同气候类型下具有显著差异;防暑行为对建筑能耗影响显著;相较于不采用人行为模块的模拟,采用人行为模块的单位面积冷负荷在夏热冬冷地区降低了34.8 W/m2,在夏热冬暖地区降低了37.2 W/m2,均呈现出较明显的气候差异性。

双向DC/DC变换器中耦合电感的应用研究

为了保证双向DC/DC变换器在降压模式的高效率、低损耗、节约能源等条件下,满足大功率负载的要求,将耦合电感应用到变换器中。对不同工作状态下电感电流的状态方程进行了分析,给出了耦合电感的最大电感电流脉动和最大磁通密度的数学表达式。采用耦合电感后电感储能能力变大、磁芯体积降低,使变换器能够满足"大电流-大功率"负载的要求。最后进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。

交错并联变换器中无气隙集成磁件耦合度研究

集成磁件的耦合度影响着交错变换器的稳态和瞬态性能。论文提出了可以改变耦合度的平面集成磁件,分析了磁芯在没有气隙的情况下改变电感耦合度的原理,给出了耦合电感耦合度和磁芯设计的数学表达式。利用磁场仿真分析软件比较了不开气隙集成磁件和传统集成磁件的电感量、耦合度和绕组损耗,结果表明不开气隙集成磁件比传统集成磁件具有诸多优点。样机实验表明,交错变换器性能较好。

干式装配式墙体非均匀性传热规律

干式连接的装配式建筑因连接缝的存在会造成接缝与墙体间的传热不均,对墙体传热及建筑能耗产生重要影响。分析了干式装配外墙的非均匀传热特征,提出外墙内表面的累计温差比T′来评价墙体的传热非均匀性,确定了干式装配墙体传热的非均匀判定准则。提出用热桥影响区域等效传热系数K′_(T)来评价接缝非均匀传热影响区域,分析了非均匀性传热对建筑采暖能耗的影响。结果表明,装配式墙体在接缝两侧的温度波动较大,且墙体构造越复杂波动越显著。干式装配墙体接缝的非均匀影响区域明显大于传统砖混建筑。T′越大墙体传热越不均,建筑采暖能耗越大。接缝宽每增加5 mm导致的墙体传热不均使得建筑能耗变化约为3%~4%,含空气层的预制墙体变化尤为大,约为3.2%~6.7%。

四相VRM中无直流偏磁集成磁件

以消除直流偏磁和提高变换器输出性能为目的,提出了应用于四相电压调整模块的立体式集成磁件结构。利用"场"、"路"结合的方法分析了集成磁件消除直流偏磁的原理;推导得到集成磁件等效电路;并给出集成磁件的电磁设计方法。最后通过Saber仿真、3D Maxwell仿真和样机实验,验证了所提耦合磁件结构的可行性及交错并联变换器具有较好的输出性能。

一种新型的平面无源集成EMI滤波器结构

为了减小电磁干扰(EMI)滤波器的体积,提高开关电源的功率密度,提出一种堆积式交错并联平面无源集成EMI滤波器结构,将滤波器的共模电感、差模电感、共模电容和差模电容集成为一个单元模块,解决了现有结构难于集成大电容的问题,减小了集成电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL);在考虑共模电感的等效并联电容(EPC)和共模电容的ESL以及它们的ESR情况下,建立了平面无源集成EMI滤波器的高频共模等效电路模型;利用二端口网络的A参数矩阵推导了插入损耗的计算公式。仿真和实验表明了该结构的有效性,以及高频模型和插损公式的正确性。

三相电压调整模块中“EΠ”形耦合电感的建模与设计

为适应新一代微处理器低压、大电流和快速暂态响应的功率需求,提出一种用于三相电压调整模块(VRM)的"EΠ"形耦合电感结构,通过分析耦合电感的磁通分布,建立了磁路模型及包括气隙边缘磁阻和绕组外面空气磁阻的改进磁路模型,采用空间切割的方法得出空气磁阻的计算公式,从而得出自感、漏感和互感的计算公式,给出耦合电感的设计方法,并通过电感值的三维有限元仿真和实验验证了所提"EΠ"形耦合电感结构的有效性及其磁路模型和设计方法的正确性。

三相交错并联变换器中耦合电感的对称化

为了提高交错并联变换器的性能,对三相交错并联Buck变换器中不对称耦合电感进行分析,推导出等效稳态电感和等效暂态电感的数学表达式。结合现有耦合电感结构进行不对称耦合电感对称化研究,建立了包括磁轭磁阻和绕组外面空气磁阻的精确磁路模型,给出了空气磁阻的计算公式。通过Saber和3D Maxwell软件进行仿真验证和样机实验结果,验证了理论分析和仿真结果的正确性。

基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器

为了减少电磁干扰(EMI)滤波器的体积,提高开关电源的功率密度,提出一种基于积木式交错并联的平面全集成EMI滤波器。根据差、共模噪声的频段分布规律,采用温度稳定性较高的薄膜介质材料进行交错并联来实现共模电容的集成,采用电气性能较稳定的Ⅱ类陶瓷材料X7R来实现差模电容的集成,采用PCB绕组来实现共模电感和差模电感的集成,给出了平面全集成EMI滤波器高频差、共模等效电路及其插入损耗的计算公式。仿真和实验验证了所提出的平面全集成EMI滤波器的有效性及其高频差、共模等效电路和插入损耗公式的正确性。

四相VRM中削弱直流偏磁的集成磁件研究

提出应用于四相电压调整模块(VRM)削弱直流偏磁的集成磁件,其部分磁件采用薄膜化。电路仿真验证表明,集成磁件的直流偏磁得以削弱,交错变换器的动态响应得到改善。

无气隙可变耦合度的耦合电感研究

集成磁件的耦合度影响着交错变换器的稳态和瞬态性能。文中提出了可以改变耦合度的平面集成磁件,并分析改变电感耦合度的原理,给出了耦合电感耦合度数学表达式。利用磁场仿真分析软件对所提集成磁件进行了分析,结果表明磁件比传统集成磁件具有诸多优点。样机实验表明,交错变换器性能较好。

三相“UⅢ”形无气隙可变耦合度耦合电感研究

为了适应多相交错并联磁耦合变换器对耦合电感的要求、降低磁件对其他元器件的电磁干扰,本文提出了一种适用于三相交错并联磁耦合变换器的"UⅢ"形并且可以改变耦合度的无气隙耦合电感结构。分析了其改变电感耦合度的原理,给出了相关磁芯设计的数学表达式,并通过有限元仿真和实验验证了所提"UⅢ"形耦合电感结构的有效性及其磁路模型的可行性。

城市下垫面辐射热对微气候影响的对比实验研究

为研究气候、材质对城市下垫面辐射热作用的影响,选取西安、汉中的4种城市下垫面(沥青、混凝土、铺面砖、草地)为研究对象,通过测量两地的下垫面长短波辐射强度、地表温度和热流等,以及气温、相对湿度等环境参数,总结了各自的变化规律.对比了4种下垫面辐射热对空气的热作用,并对比了西安、汉中两地热作用的差异.以下垫面地表温度为纽带,通过它的时间标准差、空间标准差及时空标准差,从多角度揭示了下垫面类型与气候类型造成的城市下垫面辐射热作用差异.研究发现:气候不同导致城市下垫面辐射对空气的热作用不同;草地热作用的气候性差异最显著;下垫面热流强度与短波辐射有较强的相关性;长波辐射与气温、相对湿度具有显著的相关性.下垫面材质的反射率与长短波辐射强度关系最密切,吸收率对短波辐射强度影响最显著.

立式可旋转自行车存取装置

针对现有技术中自行车存取方式存在空间利用率低、自动化程度低、装置移动困难、自行车易损坏等问题,提出了一种立式可旋转自行车存取装置设计方案。该方案主要由停车棚、固定架、举升装置、旋转底座、液晶显示屏等结构组成,自行车沿着圆形固定架竖立摆放,采用伺服电动机和齿轮啮合,通过底坐旋转实现自行车自动化存取。所设计的立式可旋转自行车存取装置大大提高了空间利用率,解决了自行车乱停乱放的现象,充分体现了现代机械创新设计的智能化、自动化和人性化。