基于STM32H7A3的频分复用型TDLAS激光驱动系统研制

随着气候变化问题日渐凸显,习近平主席作出了碳达峰、碳中和的重要指示,因此对二氧化碳检测的研究具有重要的意义。针对二氧化碳和水汽同时检测的需要,本文设计了一种频分复用型TDLAS激光驱动系统。系统采用STM32H7A3作为主控器,利用其内部高级定时器和多通道DAC产生多路幅值频率可调的电压信号,搭配外部V-I转换电路和光纤合束器研制出频分复用型TDLAS激光驱动系统。系统配备FLASH存储芯片和对应的上位机软件,具有灵活设置系统参数、存储加载控制数据并且在断电时保护数据不丢失的功能。经过测试,该系统输出的电流信号波形稳定,频率误差小,可应用于TDLAS系统进行多个激光器的同时驱动。

电驱系统电磁兼容轴电流优化及试验方法研究

电动汽车的电驱动系统是强大的电磁干扰源之一,其电磁兼容性对整车性能至关重要,GB/T 18655-2018、GB 21670-2008等多项标准规定了电驱动系统的电磁兼容性。在标准规定的试验方法及工况下,电驱输出轴在工作时容易产生轴电流现象,严重影响试验结果准确性,使零部件试验结果与整车试验结果存在较大差异,不能反映电驱动系统在真实道路下的电磁辐射状态。本文通过轴电流抑制策略,分析轴电流现象对试验结果的影响,提出更能反映真实道路场景下的电驱动系统电磁兼容试验方法。提出的试验方法优化思路可为电动汽车电磁兼容标准修订提供参考,推动研究轴电流物理机理,以获取更可靠试验结果,对电动汽车电磁设计与评估具有重要指导意义。

交通犯罪现状调查及治理对策研究——以S市交通犯罪治理为视角

在建设平安S城和经济高质量发展的背景下,S市交通枢纽系统在高速发展的同时,衍生出交通风险隐患递增与群众安心出行需求的矛盾。当前,S市交通事故逐年增加,交通犯罪量大势猛,整体交通安全形势不容乐观,严重威胁着城市安宁和群众出行安全。在界定交通犯罪内涵的基础上,从犯罪原因三元论的视角讨论交通犯罪发案的主要影响因素,运用犯罪统计、文献研究和案例分析等方法,结合S市交通建设实际,揭示交通犯罪的发案形势、主要特征及形成原因,可以进一步探索治理我国城市交通犯罪的有效路径。

基于总线同步的多驱动系统漏电流分析与抑制

多驱动系统中漏电流的大量存在是影响数控加工装备长期稳定运行的重要因素,提出了一种邻消抑制措施,能够有效减少多驱动系统中漏电流,避免漏电保护装置频繁触发。该措施采用PWM调制策略,将空间位置相邻的两个驱动单元的共模电压矢量方向反向,以抵消它们之间的高频共模电压分量,从而有效地抑制了多驱动系统的漏电流。主要创新之处采用了一种软件控制的方式实现了对多驱动系统漏电流的抑制,该措施不但可以有效地抑制漏电流,而且实现成本低。实际测试平台的结果表明,邻消抑制措施在多驱动系统中能够有效降低70%~80%的漏电流,保证了多驱动系统的稳定运行。

基于电流源型逆变器驱动的五相永磁同步电机控制策略研究

在现代电机驱动系统中,采用电流源型逆变器控制方案可有效提升系统可靠性,降低电机电流谐波含量,并提升电磁兼容性能。电流源型逆变器拓扑采用电感元件作为母线储能装置,对于功率回路中的短路故障具有较强的抵抗能力。同时,逆变器输出侧并联滤波电容网络,实现对高频谐波的旁路作用。该文对五相电流源型驱动系统控制策略进行研究,采用五相半桥型逆变器拓扑结构,电机绕组采用星型连接方式以限制零序电流,给出基波与谐波电流矢量空间分布特征,提出双平面矢量脉宽调制策略,有效抑制3次谐波电流。考虑到逆变器输出侧CL型负载可能引起的谐振问题,采用基于电机电流的有源阻尼策略,降低谐振电流分量,提升系统稳定性。最后,通过实验验证所提控制策略的有效性。

基于KT系列芯片的钻孔成像仪探头电路设计

针对钻孔成像仪在小孔径、无自然光钻孔内应用的实际工况环境,进行了钻孔成像仪探头稳压电路、光源驱动电路和灯板电路的需求分析与设计。从实际需求出发,设计了基于KTB8370芯片的稳压电路、基于KTD3113芯片的LED光源驱动电路,同时,考虑到钻孔内无自然光且空间狭小的情况,灯板电路选择了照射范围小,但照射距离远的高亮白色直插型LED作为照明光源。实验室测试及现场试验结果表明,设计的稳压电路与光源驱动电路连续长时间运行无故障,5 V输出电压误差为1.04%,3.3 V输出电压误差为0.88%,灯板工作电流仅为15 mA,电路工作稳定、运行可靠、技术参数符合设计要求;灯板光源照度达到3 196 Lux,满足探头照明需求。经现场试验测试,钻孔内壁及裂隙水清晰可见,表明电路设计与实现符合预期。

磁约束等离子体电子回旋加热技术发展现状

[目的]磁约束聚变研究中,电子回旋加热(ECH)和电流驱动手段应用广泛,包括但不限于等离子体的启动、加热、无感电流驱动和磁流体不稳定性控制等。近年来,针对未来聚变堆发展需求,电子回旋加热相关技术得到了长足发展,ECH已成为磁约束聚变装置中主要的辅助加热手段之一。[方法]首先对ECH系统进行简介,阐述了其组成部分、特点和应用现状;然后重点从4个方面论述了目前ECH系统相关技术的发展现状与趋势。[结果]结合ECH相关技术的研究现状及应用需求,得出各相关技术发展的重难点。[结论]文章立足于ECH相关技术的发展现状与趋势,从高频以及多频回旋管(微波源)、ECH系统智能控制技术、高效电流驱动技术以及基于回旋管的相干汤姆逊散射技术等多个方面,对ECH系统相关技术的未来研究方向及应用进行了展望。

大功率光纤激光器恒流驱动电源设计分析

光纤激光器作为第三代激光技术的代表,与传统固体激光器相比,具有结构简单、转换效率高等优点。其中,恒流驱动电源作为光纤激光器中的重要组成部分,对光纤激光器提供充足电源起到关键性作用,能有效改善传统线性电源能量消耗大的问题,还能有效提升对能源的使用效率。基于此,主要对大功率光纤激光器恒流驱动电源设计进行分析研究,以期为相关人员提供参考。

矢量波场法计算金属板与附近载流线圈的电磁推力

金属板接近交流载流线圈时会产生排斥力,但是产生排斥力的原因以及如何计算力的大小尚有待研究。本文提出一种理论推导与工程实践经验相结合的方案,既可以解释电磁驱动系统在空间中产生力的原因,也可以计算出低频和高频波载流线圈与附近金属板的推力。推导和求解公式时使用了多次循环迭代以及累加变换消元的运算步骤,之后通过实验成功地确定了未知参数,结合Matlab程序求出了不同情况下积分的解。最后,经实践验证,该方法较好地解决了交流电磁驱动线圈的复杂推力计算问题。

高速动车组牵引传动系统转矩脉动测试分析

交流传动技术广泛应用于高速铁路动车组牵引传动系统,牵引变流器直流环节电压存在2倍牵引网电压频率的脉动分量,会在牵引电机侧产生拍频电流,从而引起转矩脉动,不利于动车组机电系统稳定运行。文中首先分析了转矩脉动产生的原理,然后针对两种典型动车组牵引变流器主电路进行了结构建模,通过数字仿真分析了转矩脉动的主要影响因素。接着基于现场实测,验证了理论分析的正确性,并获得了转矩脉动产生机械应力的关系,表明转矩脉动易对牵引电机及转向架等相邻机械部件产生机械损耗。最后,从硬件电路和软件控制两方面对转矩脉动抑制技术进行了探讨。

智能阀门电动执行机构控制系统建模及总体方案设计

本文主要探究了适用于智能阀门的电动执行机构控制系统的建模方法和设计方案。该系统由控制模块、通信模块、电机驱动模块等组成,利用传感器获取当前位置信息,与给定位置信息对比后,利用控制算法求出信号误差并生成控制指令,驱动电机运行从而实现对阀门开度的控制。该系统的控制模块采用闭环控制,执行模块采用电流、速度、位置三环控制,确保在高压力、大流量工作环境下,也能实现精确控制、实时响应,在满足实用性的基础上对延长智能阀门的使用寿命有积极帮助。

直驱风电场经MMC-HVDC并网送端系统稳定性分析及振荡抑制

基于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的高压直流输电HVDC(high voltage direct current transmission)因具有无源网络支撑等优势而被广泛应用于大容量新能源外送消纳。受电力电子设备交互作用等因素影响,送端系统易发生振荡失稳现象。首先,建立了直驱风电场经MMC-HVDC并网送端系统的小扰动线性化模型,分析了风场有功输出对系统稳定性的影响。然后,建立了MMC及风机并网变流器交流侧dq阻抗模型,从阻抗角度揭示了送端系统振荡失稳机理。进一步,提出了基于MMC交流电压控制外环q轴附加阻尼的振荡抑制策略,可满足系统满功率范围内的运行稳定性要求。最后,基于全比例模型的仿真结果验证了所提振荡抑制策略的有效性。

高含水油田调驱过程控制智能优化方法

针对高含水油田调驱过程复杂不可预见的特点,该文结合传感器技术和图像处理技术,同时引入旋转摄像头和脉冲电流单元,利用果蝇优化算法计算GCV阈值选择函数的阈值优化,将人工调整因子引入果蝇算法进行优化,对油田调驱过程控制进行决策优化。实验结果表明,改进的调驱系统在准确率上有了明显提升,对油田调驱过程控制的全面智能化具有良好的参考价值。

基于q轴电流补偿的牵引电机拍频抑制方法研究

以实现电力牵引变流器轻量化为目标,开展了中间直流环节无LC谐振电路时牵引电机拍频抑制方法的研究。首先分析了牵引变流器中间直流环节电压存在的2倍频脉动特性,以及该脉动电压量对同步旋转d-q坐标系电机电流的影响规律;在此基础上,研究了一种基于q轴电流进行补偿的牵引电机拍频抑制方法;最后在半实物仿真平台上对该拍频抑制方法进行了测试验证。结果表明,该拍频抑制方法可以有效降低牵引变流器中间直流环节无LC谐振电路情况下2倍频脉动电压量引起的转矩脉动和电流低频谐波,从而达到抑制电机拍频现象的目的。

集成自举驱动的旁路分流辅助方案

在服务器电源的浮地驱动应用中,驱动集成电路(IC)基本取代了分立器件搭建的驱动线路。在特殊工况下对IC进行替代实验发现,持续高瞬态冲击电流会造成IC内部自举二极管烧坏开路,导致驱动异常、电源损坏的问题,因此单纯使用部分驱动IC在特殊工况下可能并不适用。本文对人工智能(AI)服务器电源在恶劣工况下的驱动IC异常问题进行分析,在驱动IC的基础上增加旁路分流辅助二极管线路,保障多种类驱动IC在恶劣工况下的正常工作,进一步提升了系统的整体稳定性和物料替代的多样性。

自适应LED纹波电流抑制电路设计

当前发光二极管(LED)应用范围十分广阔。由于LED驱动器直接连接在220 V/50 Hz的电源上,导致LED容易产生频闪现象,造成人眼不适和使用寿命减小。基于1μm DP2M DNW HVCMOS工艺介绍了一种自适应LED纹波电流抑制电路,通过采样电阻获得输入LED的电流信号,自动调整电容电位,抑制电流纹波,消除了LED频闪现象。仿真结果显示65 mA~900 mA驱动电流的纹波仅为驱动电流的1%~2%。

直驱风电场并网对直流输电引起的火电机组轴系扭振影响机理分析

火电机组与电网换相换流器高压直流输电(LCC-HVDC)间的次同步交互作用会引发火电机组轴系扭振(SSTI),而直驱风电场(DDWF)接入LCC-HVDC送端对SSTI阻尼特性的影响与机理尚未明确,相关研究有待开展。针对上述问题,该文基于DDWF与火电打捆经LCCHVDC送出系统,采用模块化建模法建立了小信号模型,使用特征值法分析了DDWF的接入与参数变化对LCC-HVDC引起的火电机组SSTI阻尼的影响;同时,针对特征值分析结果进行了机理分析。研究结果表明,DDWF会与火电机组共同承担LCC-HVDC的功率波动,削弱火电机组与LCC-HVDC间的次同步交互作用,从而增大SSTI阻尼,降低SSTI风险;当DDWF的容量增大、风速提升时,SSTI阻尼增大;当DDWF与LCC-HVDC整流站间电气距离增大时,SSTI阻尼降低;当LCC-HVDC整流侧由定电流控制转为定功率控制,或逆变侧由定电压控制转为定关断角控制时,SSTI阻尼降低。基于PSCAD/EMTDC平台进行了时域仿真,验证了特征值分析与机理分析的正确性。

一种应用于半桥拓扑的斜率补偿电路

针对在峰值电流控制模式下半桥型开关电源存在次谐波振荡的问题,提出一种新型斜率补偿电路。该斜率补偿电路由少量外围常用器件构成,其补偿深度可由外围器件参数进行调节,与开关驱动信号完全保持同步。基于LTspice搭建斜率补偿电路的仿真模型,仿真结果表明,该电路补偿效果良好。样机实测结果也验证了该斜率补偿电路的有效性。所提电路适用于选择峰值电流模式但电源管理芯片内部没有斜率补偿电路的应用场合。

半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析

轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。

用于TDLAS气体检测的DFB激光器驱动电路设计

分布反馈(DFB)激光器作为可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的常用光源之一,在实际应用中应当同时对驱动电流和温度进行控制,以减小出光质量对气体浓度检测结果的影响。为了解决上述问题,文中设计一种高精度激光器驱动电路。由STM32F103RCT6控制AD9834和DAC8560分别产生正弦波和锯齿波信号,对两个信号输入至OP27GS构成的信号叠加电路进行叠加后,输出至由OP27GS、AD8065和IRF520场效应管组成的具有限流功能的压控恒流源电路,将电压信号转变为激光器的驱动电流;同时采用MAX1978温控芯片对激光器进行温度控制。实际测试结果表明,压控恒流源输出电流的最大误差为0.1%,DFB激光器的温度稳定度为0.072%,温度控制精度优于0.01℃。使用3000 ppm的甲烷标准气体进行吸收测试,通过示波器检测光电探测器和锁相放大器的输出波形,可得到稳定的吸收峰和二次谐波,说明所设计电路满足TDLAS检测技术对于DFB激光器驱动的要求。