多联机空调系统电气设计常见问题探讨

针对多联机空调系统电气设计中的一些常见问题,从室外机配电功率,断路器是否需要设置RCD,断路器降容,电缆敷设及载流量修正和室内机配电方式、控制等方面进行探讨,并给出相应的意见及建议。

一种用于极性反转热电能量收集的升降压转换器

针对传统TEG能量收集系统输入电压单一化与可用功率范围较窄的问题,提出了一种适用于极性反转热电能量收集的升降压DC-DC转换器。采用双极性输入升降压拓扑结构,能够自适应收集双极性输入热电能量,并增加储能升降压回路,有效拓宽了重载下可用功率范围,保证输出电压稳定性,并在轻负载时收集多余能量,显著提高轻载转换效率,保证系统续航能力。最大功率追踪方法采用结构简单、追踪效率较高的开路电压法。180 nm CMOS工艺仿真验证表明,所提出的能量收集系统轻重负载条件下转换效率均高于85%,最高转换效率为93.26%(V_(TEG)=500 mV,R_(S)=210Ω),最大功率追踪效率达到99.52%(V_(TEG)=-600 mV),电路最低工作输入电压为±25 mV,且重负载下1.8 V输出电压纹波小于30 mV。

光伏市电互补系统建模及其运行特性

建立了光伏市电互补系统动态分析模型,提出了基于变步长无电压检测的最大功率跟踪控制方法及基于逆止二极管控制直流母线入口的光伏市电互补系统控制策略。与扰动观察法比较,验证了所提出的最大功率跟踪控制方法的有效性。光伏市电互补系统运行的仿真结果验证了模型的有效性及负载电流、电压波动特性。实验结果进一步表明,当太阳辐射量降低时,负载电源由光伏向市电自动切换。在电源切换过程中,负载电压与电流波形畸变率小,系统保持平稳运行。实现了太阳能发电即发即用与就地消纳利用的目的。

考虑输入饱和的直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪控制

针对具有大转动惯量、模型参数不确定性的直驱永磁同步风力发电机,为解决风机变流器输入饱和约束引发的控制稳定性问题,利用Lyapunov稳定性理论,提出一种同时考虑输入饱和与损耗转矩参数不确定性的自适应转速控制策略,使风机在低风速阶段快速跟踪最大功率点,提高对风能的捕获效率。仿真验证所提出控制器的有效性,结果表明,在系统出现输入饱和情况时,考虑饱和输入的自适应控制方法可以保证系统稳定,具有响应速度快、超调量小的优点,保证了转速跟踪的效果,实现最大风能跟踪的控制。

使用定频压缩机的空气源热泵热水机最大负荷工况的研究

介绍了使用定频压缩机的空气源热泵热水机不同类型使用不同标准最大负荷工况运行时的不同情况,分析了机组铭牌中最大输入功率的确定依据。

基于输入/输出线性化的准Z源逆变器光伏并网控制策略

应用于光伏系统的准Z源逆变器(QZSI)存在着不稳定的零动态和非线性特性,导致系统振荡、动态响应缓慢和控制器设计复杂等问题。基于输入/输出反馈线性化方法,提出将直通电流和脉冲直流电压作为状态变量建立QZSI直流侧的仿射非线性二阶模型,将原非线性系统转化为线性系统,具有模型精确、阶数低、算法简单等优点。基于此模型,设计经典PI控制器调节QZSI的输入电压,并最终实现最大功率点跟踪(MPPT)。阐述了QZSI的输入/输出线性化建模方法,并通过理论推导证明该线性化系统零动态稳定,设计QZSI直流侧与交流侧控制器,实现光伏逆变器升压、并网波形及功率控制3个目标。通过仿真及实验与经典控制策略对比,显示该控制方法能使QZSI输入电压快速跟踪最大功率点,并且在系统工作点大范围变化时能保证输入电压及并网电流波形质量。

具有最大功率点跟踪功能的双输入反激DC/DC变换器

采用双输入反激DC/DC变换器实现了太阳能电池和市电两种能源对负载的稳定供电,根据各种太阳能电池的特点,提出了双输入反激DC/DC变换器的控制策略:一方面使太阳能电池工作在最优状态,实现输出最大功率点跟踪,提高太阳能的利用率;另一方面当负载变化以及太阳能电池输出能量不足时可以从市电获取足够的能量以保证输出电压的稳定。最后通过仿真与实验,验证了本方案的可行性。

输入受限情况下基于Hamilton系统的风力发电机组协同控制

针对风力发电复杂非线性系统,在输入受限情况下,研究风力机如何实现变风速运行下的最大风能捕获,使其工作在最佳功率曲线,以提高风能利用率,并探究多风力机的协同控制问题。建立风力发电复杂非线性系统的Hamilton模型,设计预置控制器实现风力机的最大风能捕获。基于非线性扇区法的饱和函数处理方法,设计一种无记忆状态反馈控制器,实现多风力机的协同控制。实验结果表明在变风速运行且输入受限的情况下,风力发电机组能保持在期望的转速下运行,既实现了变风速条件下的最大风能捕获,又实现了抗输入饱和情况下的多机组协同控制。

一种耦合电感双输入升降压变换器

针对温差发电模块输出电压宽范围变化并要求电流纹波小的特点,提出一种耦合电感双输入升降压变换器。其前端为两个Boost单元并联实现双输入,再级联Buck单元实现升降压;Boost与Buck电感反向耦合,减少了磁心数目,并且磁心直流磁通相互抵消,减小了磁心体积和损耗,大大提高了变换效率和功率密度;提出了相应的控制和调制策略以实现分布式MPPT及宽输入电压范围各种工作模态间的平滑切换。详细分析了变换器工作原理和耦合电感特性,搭建了一台450W实验样机,验证了理论分析的正确性和可实现性。

循环式空气源热泵热水机最大输入功率的试验方法研究

依据热泵热水机的相关产品标准,提出了循环式空气源热泵热水机最大输入功率的3种试验方法,并通过相应试验进行验证分析,找到了一种准确可靠的试验方法。

MPPT算法与输入输出反馈线性化控制技术在光伏发电系统中的应用

针对目前光伏发电系统采用的固定电压法、增量电导法等最大功率点跟踪控制技术跟踪速度慢、精度不佳的问题,提出采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪控制;为了控制光伏系统中电网电流和直流母线电压,采用输入输出反馈线性化控制技术,使得系统的功率因数和直流母线电压可用相同的算法进行控制。在Matlab/Simulink环境下对基于变步长电导增量法算法与输入输出反馈线性化控制技术的光伏发电系统进行了建模仿真,结果表明,采用反馈线性化技术控制逆变器后,日照强度和温度变化不会对电网功率因数产生影响;变步长电导增量法提高了光伏发电系统的动态和稳态性能,且降低了电网电流的总谐波失真率。

宽电压输入智能光伏充电控制系统

设计一款具有最大功率点追踪功能的宽电压输入智能光伏充电控制系统。系统采用恒压法和小步长扰动观察法相结合的方式,实现最大功率点的跟踪控制,通过对充电电压、充电电流及蓄电池表面温度的检测,智能地选择快速脉冲充电、浮充充电、自动停止充电等工作模式,使充电过程始终处于安全状态。实际运行结果表明:该系统可在5～26V的输入电压范围内正常工作,充电过程精确可控。

一种多输入变换器在光伏DMPPT中的应用

为了解决光伏系统中由于在实际环境中光照不均、阴影遮挡、光伏板老化程度差异等因素导致的失配问题,采用分布式最大功率跟踪DMPPT(distributed maximum power point tracking)结构是有效方法之一。针对光伏DMPPT结构提出了一种基于差额功率结构的多输入变换器拓扑及分时控制策略。该拓扑及控制策略不仅只用1个MPPT控制单元就可完全消除光伏板间的失配问题、使各个光伏板输出其理想最大功率,而且变换器拓扑采用差额功率结构,该结构具有降低变换器的功率等级要求和提高系统的电压增益等优点。对该拓扑及控制策略进行了详细分析,并在Matlab/Simulink中仿真验证。仿真结果表明,即使在光照不均及光照突变的情况下,每个光伏板仍都可以工作在各自理想最大功率点上。

一种频率可调超声波发生器设计

不同清洗物所需的清洗频段不同,需要接入的超声波换能器也不同。为了提高超声波发生器对不同频段换能器的适应性,设计了一种由上位机进行频率给定、锁相环电路进行频率跟踪的闭环控制系统。整个系统由STM32主控制器产生脉冲宽度调制(PWM)脉冲信号,控制EXB841优化驱动电路,驱动高频全桥逆变电路;通过阻抗匹配和输出电流的检测,保证作用于换能器输出的功率值最大。同时对于不同频段的超声波换能器,需要调整给定输入,保持发生器在频率基准值的一定范围内进行频率跟踪。超声波换能器测试样机工作频率点为28.8 kHz,最大功率1 500 W,将本系统接入后谐振频率保持在28.8 kHz左右,输出功率近似为最大值。经测试,该系统对于工作频率点为20~40 kHz的超声波换能器都具有较好的适应性。

感应电机基于最大转矩输入功率比的能效优化

对于感应电机运行在非额定条件下能效不高的问题,在损耗模型的基础上,结合MTPA弱磁控制策略,提出了一种新型的损耗功率最小化方法。所提出的方法称为最大转矩输入功率比(MTPIP)方法,即在恒转矩的情况下保证输入功率的最小化。其原理是首先计算转矩向量和输入功率向量的梯度,当这两个向量平行即梯度为零时,转矩输入功率的比值达到最大。为了将新方法应用于感应电机的转子磁场定向矢量控制系统中,还设计了基于损耗模型的电压解耦方式和磁通观测器。所提出的方法既保留了损耗模型法和MTPA弱磁控制策略的优点,又实现了感应电机的高能效运行。仿真实验结果表明,MTPIP方法能在不影响矢量控制系统动态性能的基础上实现感应电机能效优化。

基于双输入Boost电路的风光互补发电系统研究

传统风光互补发电系统通常采用2套DC/DC装置以实现最大功率点跟踪,实际运营时投资成本高。Boost电路应用在MPPT上具有输入电流连续,驱动电路简单的优点。采用了一种新型的双输入升压斩波电路,该电路可以实现2种不同性质的电源输入,简化了传统的多输入变换器的电路结构,提高了电压增益,降低了开关器件电压应力。详细阐述了双输入Boost电路风光互补发电系统扰动观察法的控制策略。仿真结果表明,风力机和太阳能电池板同时或独立供电时,所设计的双输入Boost电路都能够实现最大功率点跟踪。

基于DSP的双输入Buck变换器的研究

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。针对太阳能与市电联合供电系统,采用双输入Buck变换器,这是一种最简单的多输入直流变换器。在此系统中太阳电池应工作在最大功率跟踪状态,剩余的能量由市电进行补充。采用DSP代替现有的模拟电路来实现系统的控制和能量管理,可以简化电路,提高系统灵活性。DSP主要功能为实现各种工作模式下开关管的控制和工作模式之间的切换控制。最后设计制作了一台500 W的样机,实验结果验证了本系统的有效性。

电动工具性能曲线的分析

以使用单相串激电机的电动工具负载特性曲线图为例,研究在额定电压下,以输出转矩为自变量,转速、效率、功率因数、输出功率、输入电流、输入功率等六个参数的变化规律。

基于参考输入优化的变速风电机组最大化风能捕获方法

变速风电机组在额定风速以下应用最大功率点跟踪实现最大化风能捕获.然而,大惯量风电机组在面对快速波动的湍流风速时,因转速调节慢而难以保持运行于最大功率点.本文研究进一步发现,平均转速跟踪误差与整体的风能捕获效率并非单调关系,这使得当前以减小转速跟踪误差为目标的控制器设计难以有效提升风电机组的发电效率.为此,本文以提升风能捕获效率(而非减小转速跟踪误差)为目标,提出一种基于参考输入优化的风电机组最大化风能捕获方法.考虑到参考转速对风能捕获效率的复杂影响难以准确建模,本文借助深度确定性策略梯度(DDPG)强化学习算法实现参考输入优化.仿真结果表明该方法能够有效提升湍流风下变速风电机组的风能捕获效率.

某车型纯电汽车动力大支架强度优化分析

基于有限元仿真平台,对某新开发纯电动汽车的动力大支架进行结构强度分析。根据分析流程搭建有限元模型,运用Nastran求解器进行求解,初步分析结果得出,动力大支架的结构强度安全裕度较低;针对出现的问题对动力大支架的结构进行优化,优化后新支架的最大应力从330.2 MPa下降到191.6 MPa,远低于材料许用应力340 MPa。结构强度得到了较好的改善,可用于指导生产。