车载逆变电源的设计与实现

为解决车载电源的转化问题,提出一种将汽车车载电源从直流12 V转化为交流220 V的车载逆变电源设计方法。该方法将直流12 V作为输入,通过前级升压和后级逆变2个功率转换电路,得到220 V/50 Hz的正弦交流电压。前级升压电路以SG3525作为主控芯片,采用推挽变换电路拓扑结构,利用高频变压器进行隔离升压,通过设计直流母线电压负反馈电路,避免出现直流母线电压的过压;后级逆变电路以EG8010作为主控芯片,采用全桥拓扑结构和SPWM控制技术,通过设计过压过流保护电路和过温保护电路,避免电路过压和过温。实验结果表明,该车载逆变电源在输入直流电压为(12±1.5) V的范围内均可输出稳定的交流电压(219.5~220.1 V),且整机测试效率保持在97.5%左右,具备良好的参数性能。

带气燃气管道推拉式内检测方法与装置

为实现对带气情况下的中低压、小直径燃气管道进行有效的缺陷检测,提出了一种推拉式内检测方法与装置。装置通过焊接的方式与待测管道进行连接,装置闸板阀上设有内检测器仓用于存放内检测器以及进行气体置换,扫查检测通过内嵌电缆的玻璃纤维杆将内检测器送入管道实现。内检测器外部支撑设计了导向轮以提升通过性,其检测单元采用基于偏置磁化的涡流检测装置,以提升检测管道外壁缺陷的性能。试验结果表明:开发的推拉式内检测装置可以成功将涡流内检测器送入待测管道,具有良好的通过性,并且能够实现外壁缺陷检测。

三管推挽双向DC-DC变换器电流应力优化控制

为提高三管推挽双向全桥变换器运行效率,提出了一种峰值电流应力优化控制策略。首先,分析了TPBFC变换器扩展移相控制(Extended Phase-shift Control,EPS)下的基本运行模态,推导了系统传输功率与峰值电流应力表达式。进一步,采用拉格朗日函数构建了变换器传输功率与峰值电流应力的约束模型,推导了各运行模态下满足峰值电流应力最小的移相比组合。在搭建的500 W样机上的实验表明,采用所提出的方法使变换器峰值效率提升了2%。

积分映射法I/F转换电路的设计与实现

针对传统I/F转换电路逻辑复杂、器件性能要求高的情况,设计了一种基于积分映射法的I/F转换电路。将第一级积分电压输入映射电路,积分电压映射到控制芯片TTL标准内,使控制芯片同时实现电压比较、逻辑控制两种功能,取代传统I/F转换电路专用比较和逻辑控制2个分立模块。通过Multism建立仿真模型,验证了所设计电路的功能特性。在常温条件进行电路测试,实验结果表明:所设计的I/F转换电路零位稳定性优于2.14366×10^(-6),线性度达到10个ppm内。

实心式磁极同步电动机起动特性计算

为了准确分析同步电动机实心式磁极起动过程这一非常复杂的机电瞬变过程的特性,以一台2200 kW、4极实心式磁极同步电动机为例,叙述了同步电动机实心式磁极结构的设计特点,阐述了其设计关键所在。在分析电动机起动过程中,采用双反应理论直轴、交轴等效电路法,对实心式磁极同步电动机的阻抗值进行计算;同时,给出了实心式磁极同步电动机的起动转矩、牵入转矩、起动电流的计算方法,并用A nsof t中的Maxwell2D模块对电动机进行了有限元计算,再将其导入二维瞬态场,进行瞬态仿真;最后,通过对比该电动机实验数据运行工况,验证了此次设计思路和分析方法的正确性。

大升压比小型化辉光放电恒流源的研制与应用

针对小型化设计需求,基于推挽-倍压整流双级升压结构,设计了一套大升压比辉光放电恒流源。电路舍弃了传统LC滤波结构的大体积滤波电感和电容,通过将各功能模块进行了集成设计,整体实现了小型化。此外,通过并采用场效应晶体管(MOSFET)作为恒流调整器件,配合精密运算放大器和DAC,电路整体实现了辉光放电恒流源的恒流调节功能。经光谱仪应用验证,测得标钢样品中Cu、C、Si、Ni、Cr、Mn元素光谱强度数据的相对标准偏差(RSD)低于2.33%,Cu、C、Ni、Cr、Mn元素光谱强度的线性拟合优度R~2均高于0.95,分析效果良好。

滚镀碱性锌镍合金低电区沉积速率改善方案的探讨

为了有效改善滚镀碱性锌镍合金低电区沉积速率,采用赫尔槽数据以及电化学理论进行分析,并结合电镀生产现场实际状况,重点从锌浓度、氢氧化钠浓度、镀液温度、络合剂浓度方面对赫尔槽试片高、低区厚度分布影响进行分析,确定最佳参数后,在生产线上隔离出单独的镀槽和溶锌槽配制相应镀液,并用同种工件、同电流密度和相同的电镀时间进行对比验证,对比锌镍镀层低区厚度、外观及延展性(通过拉铆装配来进行判定),结果表明滚镀锌镍合金要想在低电流密度区获得较理想的镀层,需要适当的金属锌浓度、温度、络合剂相互配合。

推挽DC-DC变换器平均电流控制研究

该文为提高推挽变换器的电流稳定性和系统可靠性,通过分析了DC/DC推挽变换器的工作原理,在此基础上建立了小信号数学模型。并施以电流型双环控制策略,有效的提高系统的动态响应和保护能力。给出了推挽变换器的控制系统的设计过程,并进行了仿真和实验研究,结果表明针对推挽变换器,双环控制策略具有良好动态和静态控制性能。

3/2接线变电站拉停断路器短路电流限制措施分析

拉停中间断路器短路电流限制措施2010年被运用到华中电网某500kV变电站,效果显著。为了推广运用,文中通过分析总结拉停断路器限制短路电流原理及选取原则,归纳出一套该措施快速抉择方法。该方法结合了短路电流限制效果和系统安全稳定适应性,明确了拉停中间断路器短路电流限制措施运用条件的苛刻性和拉停边断路器短路电流限制措施运用数量上的局限性。简单、高效的抉择方法被运用到华中电网2013年短路电流抑制和运行方式安排工作中,得到了实践验证。

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种新型的适用于低压输入的实现隔离DC/AC变换的结构拓扑——推挽式单级推挽电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,给出了参数设计及器件选择准则。研制的48VDC输入220V/50Hz输出500VA的实验样机证明了该电路的可行性,并表明了该电路具有结构简洁、可靠性高、电气性能优及效率较高的特点,是低压输入逆变器的一种理想拓扑。

电流型推挽全桥双向变换器的研究

研究了一种适合高低压变换的双向DC/DC变换器,该变换器为电流型推挽变换器和全桥变换器组合而成的电流-电压型拓扑。分析了双向变换器的升压和降压两种工作模态,以及该变换器实现能量双向流动的可行性,最后给出了实验波形。

单电感电流连续型推挽类拓扑的推衍和特性研究

鉴于电流连续型拓扑的优越性,结合推挽类拓扑在卫星电源系统中应用广泛的现状,提出单电感电流连续型推挽类拓扑的概念。通过对传统推挽单元进行推导得到4种新的非隔离型推挽单元。以此为基础,分别推衍得到4类推挽单元的单电感电流连续型拓扑族,其中有3种拓扑为首次提出的新型拓扑。根据拓扑结构以及控制方式的不同,可将这些拓扑分成Smart和Weinberg两类,其中Smart类拓扑低纹波侧电流存在凹陷,已提出的Weinberg类拓扑低纹波侧电流存在尖峰,而该文提出的3种新型拓扑不存在此问题。由母线侧电流低纹波的条件,还可将所有拓扑分成适用作蓄电池放电调节器和适用作蓄电池充电调节器两类,通过列表对拓扑的各项特性进行比较,从而得到各种拓扑的优缺点及其适用场合,为电源控制器系统中DC-DC变换器的选择提供理论支持。最后选择一种新型拓扑,搭建实验平台验证理论分析结果。

一种高性能车载直流电源设计

针对某特种车辆高功率密度、高可靠性、低输出纹波及高动态特性的要求,提出一种采用主从均流控制的并-并型推挽组合变换器。该组合变换器由两路推挽变换器交错并联组成,基于电流峰值控制的主从均流不仅解决了输出均流问题,而且有效抑制了推挽电路中变压器偏磁问题,极大地减小了滤波电容体积。实验表明,该电源具有低输出电压纹波和较快的动态响应。

推挽双向电流源高频链逆变器

研究了推挽电流源高频链逆变电路 ,介绍了它的工作原理和控制方案 ,给出了参数设计及器件选择 ,实验结果证明该电路在V0 I0 平面下能够四象限可靠工作。

基于压电传感器的零点漂移改善电路的研究

针对弹药发射及侵彻过程中高速大量程冲击信号的测量需求,设计了一种基于电荷传感器的高冲击弹载侵彻加速度测量电路,解决了常规弹载记录仪在侵彻过程中压电传感器因高过载而产生的严重信号值零点漂移的现象;通过对压电传感器的零点漂移现象的机理分析以及推导电荷转换等效电路中零点漂移电压的相关表达式,提出在前端采集的调理电路中用晶体管与运算放大器搭建了加推挽电流放大级的电荷放大器的方案,增强电路驱动能力,加快压电传感器放电速度;改善电路可替代例如小波分析等事后处理数据消除零点漂移的算法,在信号源头处解决零点漂移现象,并且实现在FPGA中搭建FIR滤波器对信号进行滤波,去除机械结构共振与传感器安装谐振造成的信号失真现象,满足测量常规弹药侵彻过程高过载连续动态特性的实时性测量,对研究这类工程问题的人员实现对测量电路改进具有指导意义。

航天用带耦合电感的电流连续型推挽类拓扑研究

电流连续型直流变换器具有高功率密度、高效率和低电磁干扰等优势,因而适用于航天领域。本文提出了基于耦合电感的电流连续型推挽类拓扑的概念。以电流连续为目的,对传统推挽单元进行改进,得到五种新型推挽单元,以此为基础,提出基于耦合电感的推挽类拓扑的生成规则,并推衍出各类推挽单元的拓扑族。依据母线侧电流为低纹波的原则,将这些拓扑分成适用于BDR和适用于BCR两类,并列表比较其特性,总结各自的适用场合,为不同功率等级PCU中的BDR和BCR提供最优拓扑选择。最后,通过研制新生成升压比最高拓扑的试验样机验证理论分析的正确性。

异面腔四频陀螺中的模牵引效应及补偿技术

为了提高异面腔四频差动激光陀螺(NFMDLG)的精度,提出了一种利用互易偏频的零偏补偿技术。根据气体激光器经典理论,推导了NFMDLG的互易偏频和零偏的表达式。分析了NFMDLG中的左旋陀螺分别位于增益曲线左、右侧时其输出零偏的特点,指出磁圆二向色性差损导致的零偏在这两种情况下大小相同符号相反。搭建了一套可同时测量互易偏频和零偏的实验系统,通过改变NFMDLG的放电电流和腔体温度验证了理论分析。在此基础上提出利用互易偏频补偿温度和电流变化导致零偏的方案。实验结果表明,温度变化50℃时,采用该补偿方法后零偏在±0.01Hz内波动;放电电流变化0.2mA时,补偿后的零偏降低了4/5。因此互易偏频可有效补偿模牵引效应导致的零偏误差。

基于推挽直流变换器的双环控制研究

为提高推挽变换器的电流稳定性和系统可靠性,在推挽变换器的小信号数学模型基础上,建立推挽变换器的全状态变量双环控制系统,同时给出了控制系统的具体设计过程,并通过仿真软件对具体设计过程进行分析;仿真对比和实验结果表明:双环控制器提高了推挽电路的输出电压和系统电流稳态和动态性能,提高了系统可靠性,同时也验证了控制策略的正确性。

采用耦合电感的车载逆变器前端推挽式变换器

针对车载逆变器中前级电压变换器具有低压大电流输入的特点,提出了一种利用耦合电感实现均流的前级谐振推挽式电路并联工作方案。在分析等效工作电路的基础上,列出了谐振电路并联工作的状态方程,推导出耦合电感作用下等效电阻和漏感偏差对均流度的解析公式。阐述了实际设计问题及后级电路的控制方案。制作了一台2 kW工业样机。测试表明,前级电路不均流度小于2%,符合设计要求。

漏感对非隔离高效推挽变换器的影响

非隔离高效推挽变换器因其具有效率高、控制系统易于设计以及输入输出电流连续等优势,而广泛应用于航天场合。漏感的存在增加了非隔离高效推挽变换器的工作模态,对其稳态性能产生影响,具体体现为低纹波侧电流存在尖峰。根据尖峰特性的不同将所有拓扑分成三类,并选择三种具有代表性的拓扑分析漏感的影响。为避免输出电流尖峰对于电流采样的影响,需采用等效电流采样法,但该方法会引起采样误差,并对遥测精度造成较大影响。因此本文对采样误差进行分析,掌握其规律。通过本文研究得到的规律可对遥测值进行补偿,提高遥测精度。最后根据理论分析和实验结果比较三种拓扑的电流采样误差率,证明理论分析的正确性。