海洋可控源电磁发射机建模与控制方法

海洋可控源电磁发射机是瞬变电磁勘探法的重要设备,针对一种以全桥直流变换器为拓扑结构的电磁发射机进行研究.为了设计这种电磁发射机,基于元件平均模型和能量守恒平均法,提出了非理想电磁发射机的大信号平均模型和交流小信号模型,同时,给出其峰值电流控制器的设计方法.通过对所提出的非理想模型的等效功率级传递函数和闭环输出阻抗进行详细的理论分析,完善了非理想模型,并说明了非理想模型的必要性和合理性.最后,实验结果验证了所提出的非理想模型的正确性和优越性.

基于直接移相角控制的移相全桥LLC变换器混合控制策略

基于移相全桥LLC(PSFB-LLC)变换器,提出一种数字式直接相移控制(DDPSC)方法,并将该方法与传统线性控制相结合,提出一种混合控制策略。该控制策略结合了线性控制和DDPSC控制的优点,易于实现,动态响应快。PSFB-LLC电路结构简单并且工作在定频模式下,在全负载范围内能够实现开关管的零电压开关(ZVS)和整流二极管的零电流开关(ZCS)。该文对PSFB-LLC变换器谐振腔进行了详细分析,基于相平面分析和时域模型求解给出了混合控制策略的具体实现方案,并研制了一台3 kW的原理样机,通过实验结果验证了DDPSC控制器及混合策略的可行性和有效性。

基于全控整流技术的电磁发射机

为了改善电磁发射机的性能,减小电磁发射机的体积和质量,设计了一种基于脉冲宽度调制(PWM)整流技术的电磁发射机电路结构,并对其中永磁同步发电机(PMSG)的PWM整流器的控制结构和参数进行设计.在同步旋转坐标系下,建立PMSG中PWM整流器的数学模型;根据电动机双闭环调速理论设计了转子磁链定向的PWM整流器电压电流双闭环控制系统,以实现有功电流和无功电流的解耦控制;为了提高系统的动态性能和稳定性,提出PWM整流器比例积分(PI)控制器的参数整定方法.仿真和实验结果表明,采用PWM整流技术的电磁发射机不仅可以满足地球物理探测的实际需要,而且具有结构简单、功率因数高和电流谐波小等优点.所提出控制器设计方法能够确定PI参数,从而简化了系统设计.