PHASE AND FREQUENCY LOCKING OF MICROWAVE AND MILLIMETER WAVE POWER COMBINING

The phase and frequency locking of microwave, millimeter wave power combining were analysed and summarized in an all-round way. The master/slave phase locking of cavity oscillators, the peer phase locking of mutually coupled oscillators, and the peer phase locking of ring-connected multiple oscillators were investigated. The results of numerical calculations, and the relations of phase to phase locking model and oscillator parameters were given. And the cavity and space power combining aspects for microwave and millimeter wave were presented.

开关电感型单相五电平电流源逆变器

多电平电流源逆变器因具有高安全性、低输出谐波特性等优点得到广泛关注。提出了一种开关电感型单相五电平电流源逆变器,其直流控制单元采用Buck结构,为电感提供了独立的充放电回路,实现了电感电流控制与输出电流控制的完全解耦,使用较小电感即可控制电流稳定。所提逆变器采用开关电感结构形成多电平输出,减少了器件数目,利用其高度对称性可简化外围电路设计。针对于单相逆变器输入侧电感电流存在二倍频波动的问题,在传统比例积分控制的基础上,增加功率前馈控制,以储能电感在每个开关周期内实现电流恒定作为先决条件,折算不同状态下直流侧开关器件的占空比扰动量,在不增加电路复杂度的前提下,采用较少器件和小储能电感有效抑制了电感电流的二倍频波动,减小了输出电流中3次谐波含量和总谐波畸变率,提高了输出电能质量。最后,通过仿真和实验验证了所提拓扑和控制策略的可行性。

计及脉冲分配的不对称型电流源逆变器直流侧纹波电流抑制

单相电流源逆变器输出功率含有二倍频分量,使得直流侧功率存在二倍频波动,如果采用较小的储能电感,会产生较大的电感电流低频纹波,增大电感损耗,同时也不利于逆变器输出滤波电路的优化设计。针对这种情况,该文通过分析所设计的不对称型单相七电平电流源逆变器各电感电流在输出侧的功率分配情况,提出一种计及脉冲分配的功率前馈控制策略。仿真和实验结果表明,在满足储能电感轻量化的前提下,所提控制策略能够有效抑制电感电流低频纹波,减小输出电流低次谐波含量,验证所提逆变器和控制策略的正确性。

三相四桥臂电压源高频链逆变器

三相四桥臂高频链逆变器直流输入和交流输出之间采用高频变压器隔离变换,具有体积小、重量轻的优点;同时它还可以给三相不平衡负载供电。研究了一种单向全桥逆变电路,电路由DC/DC和DC/AC两部分构成,功率由直流侧向交流侧单向流动。通过同步控制,可以实现DC/DC部分的功率管的软开关工作方式。通过空间矢量控制方法,可以提高直流母线电压利用率。采用全数字化控制电路构建了一台1KW样机,给出了样机的参数。文章最后给出了实验结果。

配电网单相接地故障的柔性熄弧装置

现有柔性熄弧方法仅利用有源逆变器控制故障点电压为零,熄弧电源容量高达50 kVA,且体积较大。针对这一问题,在电压熄弧的基础上,提出了功率源转换与有源逆变器结合的柔性熄弧方法。在配电网发生单相接地故障时,通过功率源转换将中性点电压反相钳位到接近于故障相电源电压,偏差电压的幅值和相位通过有源逆变器进行精确补偿,使故障点电压远小于熄弧电压,实现快速熄弧。在利用Matlab/Simulink对传统消弧线圈的仿真基础上,仿真了仅投功率源转换、功率源转换结合有源逆变器的柔性熄弧方法在各工况下的运行特性。通过10 kV真型配网实验场,验证了该方法的有效性。结果表明该柔性熄弧装置可以有效降低故障点电压,实现快速熄弧,大大降低有源逆变器的容量。

一种适用于小功率可再生能源的单相高频双Buck全桥并网逆变器

提出一种适合小功率可再生能源并网发电应用的单相高频双Buck全桥并网逆变器。基于全碳化硅(Si C)功率器件,逆变器工作频率可达100k Hz,有效减小了电感体积,同时使并网电流纹波降低。进一步分析逆变器的控制策略:采用电压电流双环控制,在电流环利用一种三极点三零点(3P3Z)控制器使得受控并网电流快速跟踪电压环产生的电流给定,并采用一种简单线性化算法快速产生控制占空比信号,实现高频变换;电压环采用双极点双零点(2P2Z)控制器,在产生电流内环给定幅值的同时,控制输入侧直流母线电压稳定在电压给定值,使得逆变器能够向电网传输能量的同时维持母线电压恒定;逆变器采用一种二阶广义积分软件锁相环(SOGISPLL)产生与电网电压相位相同的相位信号。最后,通过实验样机对逆变器理论分析的有效性进行了验证。

电除尘器在超低排放下的系统运行优化

超低排放下电除尘器面临的问题众多,需要通过低低温电除尘器、高压电源选型和经济性评估进行优化。低低温电除尘器是指烟气温度降至酸露点附近运行的电除尘器,当电除尘器温度由120~150℃降至80~110℃时,出口排放质量浓度可下降20%~40%。为电除尘器运行供电的有高频电源、三相电源和脉冲电源3种,工程测试证明三相电源适合高粉尘负荷,高频电源在匹配良好条件下可实现较好的提效效果,而脉冲电源需更多地针对细颗粒物和高比电阻粉尘进行研究。同时电除尘器应在运行条件、电源选型等优化且满足排放要求的前提下,应通过运行优化调整试验及系统优化控制,合理降低运行电耗。

火电厂电除尘用高频高压电源的研究

根据火电厂除尘高效节能的要求,对应用于电除尘装置的高压电源进行研究。分别分析传统可控硅相控电源和高频电源的工作机理和特点。重点对串联谐振高频电源进行了分析研究,详细介绍了电路结构和工作原理,给出了基于M57962的驱动电路,最后进行了实验分析验证。

基于频率合成的射频扫频源的设计

为了给便携式类电子设备提供简易射频扫频源,利用锁相环频率合成原理,使用集成锁相环芯片LMX2470设计了S波段扫频源,介绍了硬件及软件设计。试验结果表明,频率误差小于±0.000 1%,功率平坦度在±1.5 dB以内,达到了预期的设计指标。

基于PWM技术的高压变频电源

介绍了一种新型的高压变频电源的设计方法。在研究气体放电中 ,气体放电的特性同其放电电压的有效值 ,上升速率和频率有着密切的关系。

变频技术在污水源热泵系统中的应用研究

在污水源热泵供暖空调系统中,热泵机组大部分时间都是处于部分负荷运行中,而污水泵和中介水泵却一直处于满负荷运行,不能随着热泵机组负荷的变化而进行调节,结果造成了系统耗电量的大量增加。为了减少污水源热泵系统中水泵的耗电量,节省运行费用,采用理论分析和实验测量的方法,确定北京某宾馆污水源热泵系统冷热源部分水泵的变频范围和变频前后整个夏季制冷期的耗电量,研究水泵变频调速供水的节能效果和经济性。研究表明,系统冷热源部分水泵采用变频调速技术后,整个夏季供冷期节省电量65 136 kWh,节省运行费用5.6万元。在污水源热泵供暖空调系统中,水泵采用变频调速技术,可明显地节省运行费用,带来显著的经济效益。

青藏铁路接地网接地电阻测量装置

为在青藏铁路变电站接地网测量接地电阻时减少所需的人力物力和降低测量难度,提出了新型接地电阻测量装置.用此装置测量时,根据现场土壤结构情况,通过地表电位分布确定出电压极布置位置,并用变频技术避开了工频干扰,保证了测量精度.与传统的大电流法相比,该装置设备容量、引线长度和所需人力分别减少80%,60%和62%,测量结果相差约6%.

VSC-HVDC联接弱交流系统下的新型附加频率阻尼控制方法

电压源型换流器高压直流输电（voltage source converter based HVDC，VSC．HVDC）联接弱交流系统时，很容易受到锁相环（phase．10ckedloop，PLL）特性的影响而使传输功率受限甚至出现系统不稳定的现象。该文从传统交流发电机的运行原理角度出发，提出了一种简单有效且适用于VSC-HVDC联接弱交流系统时的附加频率阻尼控制（supplementary frequency-based damping control，SFDC）方法，该方法基于PLL的输出频率特征量同时引入阻尼系数仇，产生了有功功率的附加阻尼分量来抑制或消除由于PLL引起的系统失稳现象。首先，建立了基于传统电流矢量控制的VSC系统的小信号模型，采用特征根分析和参与因子分析方法，研究了PLL参数对系统小干扰稳定性的影响及不同短路比（short circuit ratio，SCR）下PLL参数的可行域。然后，建立了含有SFDC控制的VSC系统联接弱受端交流系统时的小信号模型，并通过详细电磁暂态仿真验证了模型的正确性；基于特征根分析方法研究了阻尼系数仇对VSC系统小干扰稳定性的影响及其参数可行域。最后，对比研究了SFDC控制闭锁和投入时，VSC系统在不同SCR下的最大传输有功功率及不同PLL参数下所允许的最小短路比的变化规律，并提出了一种基于阻尼系数Dk的临界短路比裕度增加量指标，来定量评价所提出的SFDC控制对VSC系统稳定裕度的提升能力。结果表明，所提出的SFDC方法不仅可以有效抑制或消除弱交流电网下由于PLL引起的VSC系统失稳现象，而且可以提升VSC系统的最大传输功率及临界稳定裕度。

谐波电压下并网逆变器的无锁相环直接功率控制

为提高并网逆变器在谐波电网下的运行性能,该文提出基于无锁相环的直接功率控制,控制方案建立在虚拟同步坐标系中,从而避免了锁相环引起的稳定性问题。通过引入二阶矢量积分器对电流谐波和功率波动分量构成直接谐振控制,分别实现了输出有功功率平稳、无功功率平稳或并网电流无谐波的控制目标。同时,针对实际电网中频率偏移的问题,提出一种快速估测电网频率的方法,实现了所提控制策略在电网频率偏移下对谐波分量的自适应控制。最后,通过构建逆变器实验系统对所提控制策略的有效性进行实验验证。

高压调频电源的研制

在臭氧发生器中，臭氧的产生效率与其放电电压的有效值、上升速率和频率有着密切的关系，因此设计一种电压峰值及其频率都可调的电源就十分必要了。本文介绍了一种新型的高压调频电源的设计方法。

带轻载变频模式的升压式DC-DC转换器设计

分析了传统升压式DC-DC转换器在全负载范围内实现高电源转换效率的局限性,在此基础上,提出了一种轻载检测和自适应变频机制.该技术无需额外的芯片管脚和器件,即能使转换器在电感电流断续模式下精确检测出负载状况.将所设计的升压式DC-DC转换器在CZ6H0.35μm标准CMOS工艺条件下进行仿真.结果表明,当负载电流发生变化时,转换器能够根据负载检测值的大小自适应地进行跳频变换.在负载电流为1mA的条件下,电源转换效率达到82%.系统环路能够在全负载范围内保持良好的稳定性,当负载电流以1.5μA/20μs跳变时,最大下冲和上冲电压分别为300和200mV,恢复时间分别只需80和60μs,版图面积约为1.26mm2.

航空功率信号源逆变控制器的建模与仿真

为达到国家军用标准G JB 181A-2003对航空功率信号源性能指标的要求,在结合电压平均值模型,和双环反馈优缺点的基础上提出了一种以电压平均值为外环,电压瞬时值做中环,电流瞬时值内环的逆变器多环控制方案,并分析了其控制原理,在此基础上建立了Saber仿真模型。经仿真验证,证明了该方案综合了电压平均值反馈和双环反馈的优点,具有很大的电压和频率调节范围和很好的稳态性能和动态性能,可以满足航空测试用功率信号源的性能要求,是一种有实际应用价值的优良逆变器控制方案。

一种高压摆率低电压CMOS AB类放大器的设计

为了增加单位增益频率与压摆率,并能够工作在低电源电压下,同时降低偏置电流,提出了一种改进的基于0.18μm CMOS工艺的AB类放大器,其采用多级放大器结构,第一级为具有电流镜负载的NMOS差分对,第二反相级由共源放大器实现,第三极为AB类放大器,其能够在±500 m V电源下工作.电路仿真结果显示该放大器相位裕度为87°;总补偿电容为5 p F,与传统放大器相比减少了50%;单位增益频率为21.17 MHz,比传统放大器增大约10倍;压摆率为7.5和8.57 V/μs,与传统电路相比,分别增加了2.8倍和2.6倍.此外,与其他文献相比,该放大器具有较大的单位增益带宽和压摆率以及较小的功耗.

高功率微波振荡器功率合成中的锁频与锁相

全面分析和评述了高功率微波振荡器功率合成中的锁频与锁相。研究腔振荡器的主从锁相，互耦根荡器的等同锁相以及环形串接互耦振荡器、中心联结网状互耦振荡器的等同锁相等不同锁相方式的基本原理与方法，并给出数值计算结果；讨论相位与锁相方式和根荡器有关参量的关系；简要介绍高功率微波的腔体功率合成与空间功率合成的概念。

微波毫米波功率合成中的锁频和锁相

全面分析和评述了微波、毫米波功率合成中的锁频和锁相;研究了不同锁相方式的基本原理和方法;给出了数值计算结果;讨论了相位与锁相方式和振荡器有关参量的关系。简要介绍了微波、毫米波的腔体功率合成和空间功率合成的概念。