基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统

Z源变换器具有单级升压、降压、无死区、电压畸变小、可靠性高等优点,在电动汽车领域具有广阔的前景。提出一种基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统。该结构将储能与驱动系统相融合,减少了电池功率变换器,降低了损耗与成本。详细分析通过Z源变换器实现混合储能系统不同模式下功率分配的运行机理。此基础上提出功率分频协调控制策略以提高混合储能系统的响应速度并实现各模式的无缝切换。最后,为了避免短时尺度冲击电流对电池的影响,设计电池瞬态峰值电流估计方法。仿真与实验结果验证了所提出的混合储能系统及控制策略的有效性。

基于暂态特征参数的非接触式负载测量技术研究

非接触式负载测量对无线能量传输系统的高性能控制、效率优化以及安全运行具有重要意义。近年来,基于系统暂态响应进行负载辨识的探索成为该领域研究的新途径。相比于传统的稳态电路辨识方法,暂态响应辨识方法对模型的准确度要求低,增强了辨识的鲁棒性与实用性。但现有方法随着阻值减小,测量精度明显降低,限制了其应用范围。为了探究其原因,从根轨迹与极点分布等方面对负载与系统暂态响应之间的内在联系进行了详细的数学推导与比较。结果表明,当负载电阻减小后,系统的暂态过程将由2阶系统的暂态响应过渡到4阶系统的暂态响应,随之产生的暂态行为变化是导致测量精度降低的直接原因。基于此分析,提出一种适用于4阶系统暂态响应的负载测量技术,拓宽了辨识范围,并且实现了自动辨识。仿真与实验结果均证明了所做理论分析与方法的有效性。

大容量电力电子装置母排网络结构矩阵分析方法

为了抑制杂散电感对器件开关过程造成的应力,大容量电力电子装置换流回路需采用低感层叠母排。然而大尺寸公共汇流结构中的层叠母排方案加工难度大,成本显著上升。与之相对的铜条母排方案既保证通流能力,同时设计安装简便,工程应用价值高。但与层叠母排相比,铜条母排电感参数成倍增大,母排电感与支撑电容、交流模块谐振造成的电应力会产生绝缘与热击穿等危害,而针对该问题定量分析与精确设计理论尚未见报道。文中提出大尺寸汇流母排网络结构的矩阵分析方法。首先构建汇流环节各部件子网络导纳参数矩阵并研究其组合特性,推导出全网络通用化矩阵表达式以及解释了子网络相互影响造成的多峰值谐振现象。然后,针对非正弦母线电流分析的困难,将传递函数矩阵与正负序分解法组合,推导出各序电流传递函数与准确的子网络电流。最后,得出母排结构设计方面的改进措施,315kW光伏系统仿真与实验均证明了所提理论的有效性,改进后谐振电流降低30%以上。

主从绕组电机驱动系统及控制策略研究

针对大功率电机驱动系统工作在低载波比下引起的转矩脉动问题,该文提出一种基于双定子绕组结构的主从绕组电机驱动系统。利用向从绕组中注入高频谐波电流形成补偿磁链,再与低载波比工况下的主绕组磁链线性组合,保证圆形组合磁链,找到解决低载波比驱动系统中的转矩脉动问题的新途径。首先,阐述电机中主从绕组的磁链组合与转矩补偿原理,并给出主从绕组的设计指标;其次,针对从绕组侧高频谐波电流注入方式、控制策略等问题进行详细分析;最后,仿真与实验均表明该文提出的主从绕组系统及其控制策略的有效性。通过变换器开关损耗与导通损耗的计算与比较,结果表明,实现相同转矩脉动指标,主从绕组系统损耗可以降低30%左右,明显优于现有高载波比三相系统。

激光焊接过程中元素光谱信息与焊缝质量的关系

在高质量精密加工过程中,影响激光焊接质量的因素较多,如:激光入射功率、激光焊接速度、离焦量、保护气流量等.为实现焊接质量的检测,本文研究激光焊接过程中不同光谱区信息与焊接质量的关系.对不同焊接工艺参数进行激光焊接实验,通过光谱仪采集激光焊接过程中光谱辐射信息.根据波长强度图分析焊接过程中不同光谱波段的辐射强度,研究不同元素对激光焊接质量的影响,寻找能够准确表征焊接质量(缺陷)的光谱辐射信息.研究结果表明:在700-800nm的光谱区中,Cr和Si元素与焊接缺陷存在一定相关性.在800-900nm光谱区,Fe和Cr元素是确保焊接质量稳定的关键.在900~1 000nm光谱区中,Fe,Cr,S,C元素与焊接质量变差存在一定相关性.

母排阻抗网络谐振特性分析方法

采用标准模块化方案搭建的大容量电力电子装备具有加工简单、组装与扩容便利等诸多优势。然而,其汇流结构阻抗网络造成的异常谐振电流常导致电容等部件出现热失效与绝缘问题。汇流结构阻抗网络具有元件多,结构复杂且阶数高等特点。依靠数值计算与专用仪器测试手段难以定位异常谐振产生的具体环节,相应的改进措施,电流谐振抑制效果有限。针对此问题,基于标准模块化功率模组的结构对称性,借助低阶单元与组合网络的谐振特性的继承关系,得出了高阶阻抗网络多模态谐振特性的综合提取方法。首先,详细阐述了子单元选择策略以及子单元与组合网络谐振模态的关联规律。其次,将网络谐振模态分解为单元自身谐振模态与网络伴生谐振模态,对两类谐振模态的形成规律、提取方法、峰值阻尼系数等参数进行了详细数学推导与分析。最后,实验结果表明通过该方法可以获得完整的汇流母排高阶阻抗网络多谐振模态集合,同时得到的谐振模态与阻抗网络中谐振回路的对应关系,是指导母排优化设计的重要基础。

云

云是天空的靴子 天气暖了 拿出来晒晒

锂电池复合型正弦-脉冲充电方法

为了提升储能系统能量转换效率,提出了一种应用于锂离子电池的复合型正弦-脉冲电流(hybrid sinusoidalpulse current,HSPC)充电方法。首先基于锂离子电池的交流阻抗频谱特性,阐述了利用宽频段电流提升锂离子电池能量转化效率的原理。然后,采用并联型Boost电力电子变换器与移相技术生成正弦-脉冲复合型充电电流的方法,并与恒流、脉冲等充电方法进行了比较,仿真和实验结果表明该充电方法的有效性。