核电厂一回路计算机压力控制系统的研发与应用

核电机组一回路是核电厂的第二道安全屏障,其可靠性和严密性对于核电安全至关重要。我国几乎所有核电机组进行一回路承压能力和密封测试的压力控制均为手动操作,控制精度低、劳动强度大、压力读数误差大,存在很大的人因失效风险。针对该问题,研发了一套计算机控制系统来实现水压试验的自动控制,阐述了该计算机控制系统软、硬件系统设计和实现方案,并介绍了人机交互界面的功能要素和实现形式。结果表明,该系统能很好地完成一回路水压试验过程的自动控制任务。

大型火电厂厂用电备用电源优化探讨

针对某电厂失去备用电源,需进行厂用电改造的情况,采用不增加新的电气一次设备,只对二次控制回路进行优化的改造思路。对改造方法进行论证,并最终实现备用电源自投及倒换功能。

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。

一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器

为解决光伏发电等新能源发电技术输出的直流电压等级较低、不能满足并网电压要求的问题,提出一种可应用于新能源发电系统的双绕组高效率高升压DC-DC变换器。在传统Boost变换器的拓扑中融入开关电容结构与磁耦合升压技术,获得高电压增益,并降低开关管电压应力。拓扑的无源钳位结构有效解决了开关管电压尖峰过高的问题,提高了能量转换效率。详细研究了所提变换器工作原理后,对元件电流、电压应力以及变换器效率进行定量计算。于实验室搭建200 W样机验证所提变换器的可行性,实测变换器最大效率为97.5%。

单管无线电能传输逆变系统纹波抑制研究

针对目前无线电能传输系统存在的问题,提出了一种隔直型拓扑并联无线电能传输发射端电路.该传输系统发射端采用隔直型拓扑结构抑制输入端电流冲击和突变,并且通过移相的方式改善输入电流纹波进而提高系统效率、减小系统静耗和电流振荡对电源侧的损耗.通过仿真和实验在不同模式对隔直型与传统并联两种拓扑结构进行理论分析并证明该理论的正确性,最终完成样机制作,在输入电压为12 V、输出功率为28 W的情况下,隔直型拓扑的传输效率达到82%,传统拓扑的传输效率为81%.

采煤机摇臂振动能量收集电路的设计

采煤机摇臂产生的振动能量充足,可进行收集为无线状态监控系统供电。其中振动能量收集接口电路是能量收集的关键部分,为提高能量收集效率,保证采煤机摇臂无线传感器网络可靠稳定工作,设计出符合采煤机工况环境的双并联同步开关电感电荷提取电路(DPSSI-SECE),包括原理分析、理论计算及软件仿真。针对采煤机摇臂振动频率的复杂性,难以产生精确的控制信号,提出了基于STC15W4K32S4单片机的电流信号过零点控制方法。结果表明DPSSI-SECE电路输出功率最高可达760μW,与SECE(同步电荷提取)电路相比输出功率提高了近194.6%,约为其2.8倍,且在负载变化时输出功率基本保持不变;同时利用软硬件电路所产生的控制信号与直接计算法相比误差仅为0.6%。

大气压氩气同轴介质阻挡放电的电学特性

主要研究了同轴介质阻挡放电的电学特性、基础参数,并构造了仿真电路模型.研究发现,随着外加电压的增大,介质电容增大,气隙电容减少.通过不同半径的内电极进行实验显示气隙电容与半径成反比关系,在输入功率的研究中发现半径也是关键因素.在功率因数与外加电压的研究中则发现其变化趋势不具有单调性,存在极大值点,具有重要意义,为工业化过程中寻找最优工况提供了参考.利用软件构造了仿真电路模型,较好地吻合了实验中的放电参数,有利于后续的研究中对一些不易实验获得的参数进行估算.

基于S-SSHI和SECE混合的自供电能量俘获电路

为解决现有压电能量俘获电路效率低、开关辅助电路结构复杂且能耗高等问题,基于串联同步开关电感(Series Synchronized Switch Harvesting on Inductor,S-SSHI)电路输出功率峰值高和同步电荷提取(Synchronous Electric Charge Extraction,SECE)电路负载范围宽的优点,提出一种具有自供电功能的能量俘获电路。为实现SSSHI电路和SECE电路混合,基于二者开关动作均在压电元件开路电压的极值点,提出了正极值点电压翻转、负极值点电荷提取的策略;设计了两个非对称无源正/负峰值检测电路检测正/负极值,使正/负半周期的工作模式分别为S-SSHI和SECE,从而达到输出功率和负载范围的平衡。通过仿真建模研究所提电路的可行性,验证了所提电路俘能性能优越,输出功率峰值可达SEH电路的4倍,同时具有较宽的负载范围。

基于分布式海量电力数据处理方法的设计

针对现有技术电力数据计量检定存在的技术弊端,该研究采用具有多路接口的CS5464芯片,该电路包括放大器电路、调制电路、数字滤波电路和数据通讯电路。在计算电力数据量时,采用16位MSP430FG4619的MCU内核计算电路,包括运算器电路、控制器电路、存储器电路、输入输出设备构成。在进行电力信息计量数据管理时,采用改进最大最小蚁群算法(Min Max Ant System,MMAS),并融合分类算法模型,能够对多种电力信息计量数据信息进行信息分类,提高了电力数据计量检定信息管理能力。通过试验,该研究的方法误差率较低,稳定度较高。

备自投装置开入、开出回路的改进

备自投装置是提升配电网供电可靠性和用户用电感知的重要设备。针对当前运行的配电网备自投装置调试检验往往需停运相关一次设备,极大影响供电可靠性和工作效率的问题,对备自投装置的开入、开出回路进行改进,提出了适用于配电站的不停电调试解决方案。在调试环节通过开入模拟模块、开出切换模块,将备自投功能中跳合闸动作接点出口至相应开关,以及动作开关位置返回至相应回路的光敏元件,完成先合备用开关,再跳工作进线开关或失压母线进线开关,完成备自投功能和开入开出回路检验,实现不对外停电的情况下备自投调试。通过该方法可有效提升配电网备自投调试检验效率,提高配电网的供电可靠性。

LCL型非接触电能传输系统电路特性分析及参数配置方法

将二端口电路理论引用到非接触电能传输(CPT)系统中,通过二端口理论对LCL复合补偿型CPT系统进行建模分析,发现了其输入与输出电压间的倍数关系。同时,对耦合机构进行了重新建模,使其分析变得简单明了。在此基础上,给出了整个系统的参数配置方式,并分析了其输出电压和功率、效率特性。为证明此参数配置方式优越性,推导了SS型CPT系统的输出功率公式,并进行对比。结果发现所述方式能够输出更大的电压和功率,仿真和实验同样证明了所述结论。

PLC输入输出接口测试系统设计

详细介绍了一种基于STC12C5410AD单片机和上位机软件的PLC自检测和外围设备测试系统的硬件电路实现办法,以及单片机软件和上位机软件的实现方法,模拟设计出了PLC现场调试过程中所需要的模拟/数字输入,并且该测试系统的端口可以接受来自PLC的模拟/数字输出。该系统可以模拟工业现场环境,对PLC系统进行调试,另外也可对PLC的教学和培训提供较大便利。

基于MCP2551的CAN接口电路低功耗设计

分析了基于MCP2551的CAN总线接口电路功耗大的原因,并根据该芯片的应用特点,设计了一种低功耗的CAN总线接口电路,它能够自动检测CAN总线上节点的通信情况,在空闲时自动进入待机模式,从而有效降低了每一个CAN节点的功耗。测试和实践表明:该电路实现方法简单,在不影响正确通信的情况下,功耗仅为改进前的2.2%。本设计也适用PCA82C250、SN65HVD230芯片。

适用于风力发电的三相脉宽调制整流器接口电路

用于风力发电的AC-DC整流器接口电路,需要对感应发电机或永磁同步发电机提供无功功率。采用空间矢量分析方法,对一种传统的用于单位功率因数校正的串联双Boost型三相脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器进行了研究,并分析了该电路的有功和无功处理能力,表明该电路可以在超前或滞后30°功率因数角的范围内工作,适用于风力发电系统中的三相PWM整流器接口电路。同时该电路的共模电压幅值比常规的6开关PWM整流器减少33%,且仅用2个高频开关,因而具有一定的工程实用价值。

600kV直线变压器驱动源的设计与模拟

基于对125 kV直线型脉冲变压器驱动源（LTD）模块的实验研究,设计了脉冲形成线为Blumlein结构的150 kV LTD模块,并在此基础上设计了输出电压600 kV、四级模块串联运行的LTD装置.根据理论计算的结果选择了LTD次级线圈的尺寸,通过电路和3维模拟,分析了不同输入方式对输出脉冲波形的影响,结果表明：左端输入方式输出脉冲波形好于右端输入方式;与单边输入方式相比,双边对称输入方式得到的载脉冲波形的前沿更好.根据600 kV LTD装置的设计参数进行了电路模拟,在40 Ω匹配负载上得到的输出脉冲波形前沿（10%～90%）约30 ns、平顶约110 ns、后沿约30 ns、幅值约600 kV,满足绝缘耐压要求.

低压低功耗CMOS微电容式传感器数字型接口电路研究

针对便携、无线设备的低电压、低功耗需求,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺设计提出一种面向CMOS微电容式传感器的接口转换电路。将敏感电容、参考电容与接口电路集成于同一芯片,可以将对湿度敏感的电容变化量线性转换为方波脉冲信号的宽度,并直接输出数字信号。实验仿真结果显示在1.5V电源供压下电路消耗的功耗仅为1.95mW,转换分辨率达到4.38μs/pF,与同类接口电路相比具有线性度好、有效减少电容间失配和对温度与工艺角变化不敏感等优点。

应用输入向量控制技术降低漏电功耗的快速算法

随着工艺的发展,为保证电路的性能和噪声容限必须降低阈值电压,这将导致漏电流呈指数增长,漏电功耗因而将逐渐超过动态功耗占据主导地位.CMOS的堆栈效应导致电路在不同向量下的静态功耗不同,因此在电路进入睡眠状态时使用输入向量控制技术是一种低功耗设计的有效方法,如何快速找到一个可降低电路漏电功耗的向量就成了问题的关键.介绍了一种在给定向量集合中查找低功耗向量的快速算法——基于概率传递的标记算法,并为此开发了一个事件驱动的门级组合电路仿真器.通过对ISCAS和龙芯处理器电路的实验结果表明,该算法同传统方法比较可以提高性能3.4倍,误差率仅约0.14%.

基于UC3842的开关电源输入过压保护电路研究

通常应用UC3842构成的开关电源不具备输入过压保护功能,使得这类电源产品不可避免地存在安全隐患。介绍一款结构简单、成本低廉、新颖实用的输入过压保护电路,实例和实验结果表明了该保护电路的可行性。

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。