轻载工况下基于效率优化的双向无线电能传输系统半桥调制策略

针对基于全桥拓扑的双向双LCC无线充电系统调制策略在轻载工况下功率因数和效率下降严重的问题,该文在不改变全桥结构的基础上,提出一种半桥调制策略。首先对双向双LCC补偿电路进行通态效率建模,并定量分析影响效率的关键变量及其约束条件,从而为调制策略的优化提供理论依据;在此基础上,对所提双边半桥调制策略的工作原理、正导通角优化关系及软开关实现条件进行详细分析,证明该策略在保证开关器件零电压导通的同时,可显著减小外移相角,从而有效提高系统的功率因数和运行效率;最后,搭建3.3 kW的双向无线电能传输系统样机进行对比实验,实验结果表明,所提半桥调制策略在1/4满载及以下的轻载工况下效率最高可达95.6%,且在输出电压宽范围变化时都能够取得明显的优化效果。

基于电流有效值最优的全功率范围DAB统一ZVS控制策略

基于电感电流有效值最优化控制,提出一种新的软开关范围最优化控制策略。该控制策略通过限制开关管动作时的电感电流,既保证了整个功率区间上极大地扩展了软开关范围,减小了开关损耗,同时又具有准最优电流有效值,可进一步提高DAB变换器的效率。同时提出一种新的发波方式,实现桥臂之间的热均衡,最后利用MatLab搭建仿真模型并进行验证。

多机T型三电平光伏并网逆变器的环流抑制

针对多机T型三电平光伏并网逆变器的零序环流问题,在分析零序环流环路的基础上,建立零序环流的等效模型,并根据激励源的不同将零序环流分成3类:通态零序环流、开关零序环流和混合零序环流。提出一种共享中线的并联方案抑制通态零序环流,一种基于改进型LCL滤波器的并联方案抑制开关零序环流的高频分量。采用一种基于零序环流调节因子的控制方案抑制开关零序环流的低频分量,并确定调节因子的限幅范围,最后论证上述方案对混合零序环流抑制的有效性。搭建10?kW的多机三电平光伏并网逆变器样机,实验结果证明了零序环流模型分析和抑制方法的正确性。

数字式光伏阵列模拟器的研究

基于当前各种主流数字式光伏阵列模拟器的优缺点进行比较分析,提出一种新的拓扑结构:单相PWM整流器加电流可逆型斩波电路,整个模拟器的功率开关器件仅需一个IPM模块,结构紧凑。PWM整流器取代二极管整流电路,可降低电网的谐波污染;电流可逆型斩波电路取代Buck电路或桥式变流电路,可克服后者无法空载运行、结构复杂的缺点。对于电流可逆型斩波电路,在传统的电流环比例积分调节器基础上,提出一种基于负载电压前馈的电流环比例积分调节器,提高系统的快速性;对模拟器的数学模型和传递函数进行详细分析,定量给出调节器的参数整定方法。3kW光伏模拟器样机的实验结果验证了提出的主电路、控制算法的有效性和稳定性。

反式1,4-聚异戊二烯在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用

研究反式1,4-聚异戊二烯(TPI)在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用。结果表明,胎面胶配方中用20份TPI或充油TPI等量替代NR,对胶料混炼工艺基本无影响,其中充油TPI/NR胶料焦烧时间稍有延长,硫化速率减慢;硫化胶定伸应力提高,滚动阻力降低,耐磨性能、耐屈挠龟裂性能和压缩生热性能获得改善,且湿摩擦因数降幅很小,可使轮胎行驶性能获得较佳平衡。

级联H桥光伏并网逆变器混合调制策略

单相级联H桥光伏并网逆变器具有模块化易拓展、输出电流谐波低等优势。但H桥模块的直流侧光伏电池板由于环境因素导致其输出功率不平衡,甚至一路或多路H桥的功率降为0,使得该模块成为虚设单元,影响了系统的稳定运行和冗余能力。因此提出一种改进的"方波+脉冲宽度调制+排序算法"的混合调制策略,利用低频方波调制从根本上扩大系统的稳定工作范围并配合高频脉冲宽度调制减小输出波形的谐波分量。同时对直流侧电压误差进行排序控制实现最大功率点跟踪,并在此基础上从有功功率角度分析了系统的稳定工作条件。所提出的混合调制控制策略结构简单、容错性强,能够实现对虚设单元的稳定控制以及正常模块的独立最大功率点跟踪性能。最后通过仿真和实验验证了所提混合控制方案的正确性。

饱和铁心型高温超导故障限流器数学模型的分析与参数设计

首先对各种类型高温超导故障限流器(HTSCFCL)的优缺点做了简要的介绍,说明了饱和铁心型限流器的独特优点;对其数学模型进行了分析,并在此基础上推导出了这种限流器系统参数的设计公式;利用这些公式设计了一个限流器系统,并用电磁暂态仿真程序EMTP对其限流效果进行了验证和分析,结果证明推导出的公式是正确的,可以作为设计这种限流器系统的参考依据。

基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器

本文介绍了一种基于DSP和CPLD的三相电流源型变流器。并介绍了一种单位功率因数控制算法,该控制算法应用三值逻辑PWM开关信号和一个简单的反馈控制策略,既可以保证整流桥直流侧电流很好地跟踪给定值和低纹波,又能够实现整流桥网侧的单位功率因数和低谐波污染。文中对主回路、控制算法及基于DSP和CPLD的控制系统做了详细的介绍。在此基础上本文还设计了一个1.0KW的实验样机对控制算法进行实验验证,实验结果与理论分析能够很好地吻合。

航空TC4钛合金高温力学性能

在温度200~1000℃、应变速率0.1~4 mm/min条件下对航空TC4钛合金进行高温拉伸试验,研究了拉伸温度和应变速率对钛合金力学性能的影响。采用金相显微镜和SEM进行微观组织及形貌观察、使用显微硬度计进行硬度测试,并用XRD进行物相分析。结果表明:随拉伸温度的升高,该合金的屈服强度和抗拉强度线性降低;伸长率先升高后降低;高温断口呈现蛇形滑移微观形貌,白色絮状物为钛的氧化物;硬度呈折线性变化趋势。随拉伸速率的增大,屈服强度和抗拉强度增大,伸长率先增大后减小。

反式1,4-聚异戊二烯的性能及其在轮胎中的应用

介绍反式1,4-聚异戊二烯(TPI)的生产技术概况、性能及其在轮胎中的应用情况。二氯化镁负载钛催化异戊二烯本体沉淀聚合的新技术可有效降低TPI生产成本;TPI分子链含双键、柔顺性好和反式结构的三大特征使其具有动态生热和滚动阻力低以及耐磨性能和耐疲劳性能好等优点;TPI与其它橡胶并用可应用于轮胎胎面胶中提高轮胎性能。随着高性能轮胎的发展,TPI将得到迅速发展。

三电平逆变器电流纹波分析和LCL滤波器设计

分析三电平逆变器并网运行时的电流瞬态过程,求得纹波电流的最大脉动。分析了LCL滤波器的滤波原理,证明在相同的滤波效果下,LCL滤波器的总电感约为L滤波器电感的1/3。根据功率条件和纹波抑制要求,确定L型滤波器的电感量,从而确定LCL型滤波器的总电感。在满足滤波要求前提下,使桥臂电流谐波含量尽可能低,从而确定电感比和滤波电容。仿真和实验证明了所提设计方法的可行性。

一种具有低共模电压的三电平逆变器中点平衡算法

针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的中点平衡及共模电压问题,提出一种具有低共模电压的三电平逆变器中点平衡算法,即在十三矢量调制策略基础上添加共模电压小的小矢量对中点电位进行控制,并根据此思想进一步提出一种基于零序电压注入的载波实现方法,该方法不需进行扇区判断和复杂的几何运算,因算法简单易于工程实现。实验结果证明本调制策略在降低共模电压的同时可实现中点平衡控制。

基于三电平中矢量的零共模电压算法研究

针对传统的共模电压抑制方法都无法从算法上彻底消除共模电压的问题,提出一种新的算法。通过三电平变流器的有效开关状态,对共模电压进行分析,并得出中矢量调制共模电压为零的结论。通过对两电平调制出的PWM脉冲波进行分配和调整,产生一组对三电平变流器有效的中矢量开关状态。采用中矢量调制从算法上消除共模电压,并通过Matlab仿真和实验验证了结论的正确性和可用性。

一种ANPC-5L逆变器飞跨电容电压与中点电位优化解耦控制算法

有源中点钳位型五电平逆变器已逐步运用到大功率光伏并网系统中。为解决飞跨电容电压与中点电位存在耦合这一问题,该文在载波移相调制策略的基础上,对飞跨电容电压与中点电位之间的关系进行详尽的数学推导,进而提出一种分裂调制波的解耦控制方案。同时,为避免飞跨电容的控制对输出电流的基波造成影响,在上述方案的基础上提出一种约束条件,实现对解耦控制的优化,并给出详细的算法流程。仿真和实验验证优化解耦控制算法的可行性及控制性能。

基于数字信号处理器与复杂可编程逻辑器件的三相电流源型超导储能不间断电源及其控制策略

该文介绍了一种基于DSP与CPLD的三相电流源型SMES-UPS装置,该装置在电网正常时可以用作超导纵场线圈(TFSC)的励磁电源,而在电网故障时又可以用作低温和真空系统的UPS电源。在电网正常时,通过对变流器交流侧有功、无功电流的控制不但可以保证超导线圈上电流按照设定速度上升到稳态值,而且可以保证变流器网侧的单位功率因素运行和低谐波污染;在电网故障时,通过分析负载电压和电流之间的定量关系,提出了基于负载电压反馈的交流侧电流实时控制策略,不但可以保证负载电压的幅值和频率稳定,还可以电压相位不随负载性质的变化而变化。文中还介绍了基于DSP与CPLD的SMES-UPS控制系统,该控制系统结构简单、可编程程度高。1 kVA的SMES-UPS样机实验结果表明文中所述的控制算法及其控制系统能够很好地实现SMES-UPS兼作EAST纵场励磁电源和低温、真空系统UPS电源的双重功能。

逆变器端RLC滤波器的参数设计与损耗计算

在长线电缆传输高频脉宽调制(PWM)脉冲的过程中,逆变器输出端通常用RLC滤波器来抑制电机端过电压和高频振荡,但对相关滤波器参数优化设计的研究较少。基于滤波器电感、电容最小值与PWM脉冲上升时间与滤波器电阻之间的定量关系,对上升时间和滤波器电阻的选取原则进行改进,从而有效减小滤波电感和电容,实验验证了所提改进方法的合理性。

电动汽车无线充电系统实现软开关的参数优化设计方法

通过补偿元件的参数优化设计,实现电动汽车无线充电系统中逆变器零电压开通,有效提高了系统效率。分析双LCC补偿拓扑中各补偿元件参数调整对系统输入阻抗角和输出电流的影响,给补偿元件的参数优化设计提供依据。在不同输出电压和耦合系数的条件下,分析优化元件参数与软开关实现条件之间的定量关系,并据此进行具体参数设计。3.3kW无线充电系统样机验证了参数优化设计方案的有效性。实验结果表明,优化系统始终能够实现软开关,额定功率下效率达95.2%,输出电压和耦合系数均降低一半时,效率仍高于93%。

航空铝合金原位腐蚀疲劳性能及断裂机理

为了研究不同腐蚀条件下2024铝合金的疲劳性能,首先设计搭建原位腐蚀疲劳平台,然后分别进行无腐蚀疲劳、预腐蚀疲劳和原位腐蚀疲劳实验,分析不同腐蚀疲劳条件下2024铝合金的疲劳断裂行为,最后利用扫描电镜(SEM)表征宏、微观断口特征,探究失效机理。结果表明:相同腐蚀环境和时间下,预腐蚀和原位腐蚀疲劳寿命分别为无腐蚀疲劳寿命的92%和42%;在原位腐蚀疲劳条件下,滑移带挤入、挤出导致表面粗糙度增加,吸附较多腐蚀介质,加剧蚀坑演化,易于裂纹萌生并形成多个裂纹源。裂纹的连通形成更大尺寸的损伤,并在材料内部快速扩展。预腐蚀和原位腐蚀疲劳试件断口观察到大量脆性疲劳条带,并且原位腐蚀疲劳条带平均间距约为无腐蚀疲劳条带间距的2倍,说明原位腐蚀疲劳条件下裂纹扩展速率更快。

氩离子轰击对中频-直流磁控溅射铝薄膜耐蚀性能的影响

目的研究氩离子轰击这种后处理工艺对TC4钛合金表面铝膜层结构和耐蚀性能的影响,为飞机钛合金紧固件的表面腐蚀防护工作提供理论依据。方法首先采用中频-直流相结合的磁控溅射离子镀方法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)基体表面制备铝膜,通过电化学方法研究膜层厚度和腐蚀时间对耐蚀性能的影响规律。其次,采用氩离子轰击工艺对膜层进行后处理,探讨氩离子轰击对膜层耐蚀性能的影响,同时利用SEM、EDS、AFM表征界面形貌,并分析耐蚀机理。最后,通过显微硬度仪和微纳米划痕仪测试膜层表面硬度和界面结合性能。结果随着膜层厚度从11.1μm增加至15.9μm,自腐蚀电流密度下降了76.6%,而当厚度由15.9μm增加至20.3μm时,自腐蚀电流密度又下降了24.3%。腐蚀浸泡时间达到24 h时,腐蚀产物在疏松氧化膜内的累积和覆盖阻碍了膜层的腐蚀;在48～72 h时,随着铝膜层相对疏松的腐蚀产物逐渐脱落,腐蚀逐渐加剧;浸泡至96h时,涂层表面出现宏观腐蚀坑。氩离子轰击后,膜层表面粗糙度增加,铝膜层自腐蚀电流密度由未轰击时的1.65×10^(-8)A/cm^2大幅度降低至7.29×10^(-10)A/cm^2。结论随着铝膜层厚度的增加,膜层耐蚀性逐渐增强。膜层在浸泡初期和中期,均具有较强的耐腐蚀性能;浸泡后期,膜层逐渐发生点蚀,耐蚀性能下降。表面氩离子轰击后,膜层的耐蚀性能、显微硬度和界面结合性能显著提高。

轨道车辆用耐低温橡胶减振元件的研究

介绍了耐低温橡胶减振元件的胶料机理和胶料配方影响因素,通过对胶料配方的耐低温研究,开发了八字形橡胶垫和锥形弹簧等耐低温橡胶减振元件。