一种双控制模式的同步降压型DC/DC转换器

为突破转换器在输出电容选型上的局限性,保证转换器快速的负载瞬态响应,基于自适应恒定导通时间控制的两种控制模式,提出一种可根据输出电容类型选择控制模式的同步降压型DC/DC转换器。在D-CAP模式下,支持具有适当等效串联电阻的电容等作为输出电容;在电流模式下,支持等效串联电阻较低的陶瓷电容作为输出电容。基于0.35μm BCD工艺,使用Cadence软件对转换器进行瞬态仿真。结果表明,该设计在两种模式下都具有快速的瞬态响应。

基于自建测试平台的GaN基HEMT器件陷阱表征

陷阱效应是影响GaN基HEMT器件性能的主要因素之一。为了提高陷阱表征的精度和时间分辨率,采用瞬态电压法并搭建了专用的测试平台对陷阱进行表征,抑制了电压漂移现象,将时间分辨率从毫秒级提升至微秒级,扩大了陷阱的表征范围,同时基于贝叶斯反卷积算法提取陷阱的时间常数等信息。基于这种方法研究了GaN基HEMT中陷阱在不同电压和温度下的捕获行为,表征其时间常数和激活能等信息。实验结果表明,该器件中存在4种不同类型的陷阱,除了先前已经在B1505上证明的激活能分别为0.058、0.041eV的陷阱DP_(2)和DP_(3),本文还发现了位于微秒级的新陷阱DP_(1),激活能为0.063eV。本文通过搭建测试平台填补了微秒级陷阱表征的空缺,为陷阱的准确、快速表征提供了极大便利。

高效率快速响应的全集成KY升压转换器设计

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款高效率快速响应的全集成KY升压转换器.针对脉宽调制(PWM)轻载效率低,瞬态响应慢的问题,提出了一种带瞬态增强的自适应恒定导通与关断时间的变频控制策略.该策略采用自适应时间控制技术,可根据输入、输出电压和负载电流自动调整计时,优化了输出电压纹波.同时设计了瞬态增强电路,当输出低至限压阈值时,通过延长计时器的充电时间加速系统恢复.此外,还设计了DCM自校准电路,实现了精确的过零关断.仿真结果表明,在输入电压1.5 V,输出电压1.8 V的典型应用下,负载范围为0~120 mA,峰值效率为71.5%.在10 mA轻载下,效率仍有52.4%.当负载电流在110 mA的阶跃高度瞬变时,响应速度分别为2.55 ns/mA和6.18 ns/mA.

锁相环型变换器并网系统暂态主导失稳特征分析

基于锁相控制的并网变换器由于系统由控制主导、强非线性、强耦合的特性,在大扰动后,系统失稳特征难以辨识。为此,该文对电磁时间尺度下锁相环型并网变换器单机无穷大系统暂态主导失稳变量及特征进行研究。首先,根据所建模型,基于各状态变量等效时间常数的值以确定主导失稳状态变量为锁相环相角θ_(pll);并将所建模型与同步机五阶模型比较,机理化地揭示并网变换器快慢时间尺度分离的暂态特性;然后,针对并网变换器在故障过程中存在多摆失稳的现象进行机理性解释,得到该现象由端电压控制环路引入的负阻尼所引起,其与同步机多机系统多摆失稳存在明显的差异。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件验证所提理论分析的正确性。

基于定子反电势衰减暂态的感应电机转子时间常数辨识方法

感应电机转子磁链定向控制的动态性能十分依赖转子时间常数的准确性。针对感应电机断电过程中的定子绕组反电势衰减暂态现象,提出一种利用曲线拟合和差分进化算法进行转子时间常数辨识的方法,通过测量定子电压和电流即可完成辨识。在定子反电势衰减过程分析的基础上,推导了不同负载情况、零序分量以及变频供电条件对辨识过程的影响,并对比分析了所提出的两种辨识方法的特点和应用场景。最后以一台22 kW感应电动机为实验对象,开展了定子反电动势波形测量实验,获得了不同工况下的转子时间常数辨识结果。通过与电机参数设计值进行比较验证了定子反电势衰减模型及辨识结果的准确性。研究成果可为感应电机矢量控制中的转子磁链准确定向奠定基础。

考虑暂态过程的对地电容电流检测方法研究

对谐振接地系统,画出电流源形式等值电路,提出基于暂态过程的一种对地电容电流检测方法,服务于消弧线圈跟踪调谐。该方法通过断开中性点调谐回路,测量过渡过程时间常数,以及电路稳定前后的电压、电流幅值,推导出对地电容的计算方法。在Matlab中搭建模型对方法进行验证,仿真数据验证该方法的有效性,测量方法简单,计算容易,测量时间短,计算精度满足要求,为消弧线圈跟踪调谐提供一种基于暂态过程测量电容的理论依据。

新疆某水利枢纽发电引水系统水力过渡计算研究

以新疆某工程水力发电系统的水力过渡计算研究分析为背景,分析大流量,高水头,中距离发电引水水系统水力过渡研究结果。通过建立输水系统水力单元数学模型,确定最不利计算工况的条件下,研究通过扩大管径措施来代替上游调压室的调保措施的可行性,计算结果表明:发电机组小波动工况下,机组相对转速变化时间约为30 s后趋于稳定,其理论计算与复核计算基本吻合,所有工况均能在24 Tw内进入±0.4%的频率变化带宽,其中大机24 Tw=76.69 s,小机24 Tw=79.15 s;衰减度大于80%,振荡次数小于2次,本电站输水发电系统的小波动能够稳定,且调节品质良好。

电网交流互联对电网暂态稳定性的影响

华北电力设计院和东北电力设计院所做的《东北、华北电网联网工程系统专题设计》报告中指出 ,华北、东北电网交流互联后各自电网中一些线路或断面的暂态稳定极限值下降幅度较大。这一现象引起了有关部门及从事电力系统分析工作人员的关注。针对这一现象 ,从暂态稳定理论和比对计算两个方面进行了分析 ,并指出受端系统惯量显著增大是产生这一现象的主要原因 ,同时还指出了在电力系统暂态稳定分析工作中 ,系统等值和网格化简时对一些小容量机组的处理应慎重。

内燃机活塞表面瞬态温度传感器的研制

针对内燃机活塞表面温度变化迅速的特点,研制了一种瞬态温度传感器用于测量活塞表面温度。采用直流脉冲磁控溅射的方法将NiCr薄膜直接溅射沉积在高温烧结后嵌有NiCr、NiSi丝的陶瓷元件端面,NiCr薄膜外侧溅射Si3N4保护膜。传感器外壁选用带螺纹的304不锈钢作为铠装套筒。采用自行研制的薄膜热电偶静动态标定系统对所研制的瞬态温度传感器进行标定,结果表明：所研制的传感器在50-400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,其塞贝克系数在39-41μV/K之间,非线性误差小于0.34%,重复性好;热接点薄膜厚度为355nm时,传感器的响应时间为41.7μs,且响应时间随着薄膜厚度的增大而增加;该瞬态温度传感器可以满足曲轴转速为1800r/min的内燃机活塞表面瞬态温度测试的需求。

保护用电子式电流互感器暂态特性试验关键技术及装置研制

电流互感器的暂态特性是影响继保装置、关系到系统安全稳定的关键因素,其暂态特性及试验方法的研究对电网的保护控制和安全稳定运行具有重要的意义。为此对电力系统一次短路电流进行了理论分析,将其周期分量和非周期分量进行分解,并建立了理论数学模型。对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明:提出的保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统,大幅度减小试验电源容量,实现全工况和宽范围一次时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。

不同功率同步电机瞬态时间常数的对比研究

受电力系统安全生产要求的限制,通常采用小功率电机模拟并研究大型发电机的瞬态特性,但小功率电机定转子电阻的标幺值并非远小于相应绕组漏电抗,如果直接采用忽略电阻的传统瞬态时间常数解析法对电机瞬态特性进行分析,必然产生一定误差。为解决这一问题,本文推导了计及定转子电阻的瞬态时间常数改进解析表达式,通过7.5kW模型机试验及时步有限元方法验证了该解析表达式的正确性,并将其应用于不同功率电机,发现当定转子电阻变化相同倍数时,利用改进表达式计算瞬态时间常数的精度明显高于传统方法。研究结果为瞬态时间常数的计算和精确测量提供理论基础。

系统惯性时间常数对互联电网暂态稳定水平的影响

由于区域电网的互联,整个系统的惯性时间常数将会发生明显变化,继而会影响整网的暂态稳定水平。基于暂态能量函数法,通过对等值2机系统进行数学推导并作暂态稳定分析,研究了系统在各种运行方式下,2端机组惯量变化对电力系统暂态稳定水平产生的影响,比较了两端机组惯量变化分别对系统暂态稳定性的影响,并发现了系统机组惯性时间常数对系统暂态稳定水平造成的影响与系统的负荷水平及初始工况有关。在理论分析的基础上,结合相关算例在各种运行方式下进行了仿真研究,仿真结果验证了分析结果的正确性。

RC串联电路暂态过程时间常数的分析

对RC串联电路暂态过程的波形进行了分析,介绍了两种在不同波形情况下测量电路时间常数的方法,并进行了实验验证。实验结果表明,这两种方法是可行的,其误差分别为2.66%和6.61%,有效地解决了平时实验误差大的问题。

基于暂态能量的电力系统切机控制措施

为了实现更准确有效的电力系统紧急控制,提出了一种考虑惯性时间常数变化的切机量计算方法,并在加速机群进行分配。该方法基于系统等值二机系统的暂态过程能量进行求解,所需数据均可通过广域测量得到,不需要依赖电力系统的具体模型和参数,可以实现对电力系统的实时控制,计算量小,方便灵活。同时考虑了在切机过程中系统的惯性时间常数的变化,使得切机控制更加准确。通过对新英格兰10机39节点算例的仿真分析,验证了该控制方案的有效性。

定转子电阻对同步电机瞬态时间常数影响

采用忽略部分定转子电阻影响的瞬态时间常数传统解析表达式计算同步电机瞬态特性时会产生一定的误差。为解决该问题,推导了计及定子电阻的直轴瞬态时间常数改进解析表达式和计及转子电阻的定子非周期瞬态时间常数改进解析表达式,通过7.5 kW模型机试验及时步有限元方法验证了该解析表达式的正确性。采用该解析表达式计算了瞬态时间常数随定转子电阻变化的规律,发现不同定转子电阻下,利用改进表达式计算瞬态时间常数的精度明显高于传统方法。

基于数字混合仿真的电网一次时间常数计算方法

电网一次时间常数是决定非周期分量衰减快慢的因素,准确计算电网一次时间常数是开展电流互感器暂态特性分析的重要前提。利用电力系统全数字仿真装置的混合仿真功能,提出了一种准确计算电网一次时间常数的方法。通过对全系统机电暂态建模及局部电网电磁暂态建模,获取不同运行方式下的短路电流,滤波后得到短路电流的非周期分量,最终求得电网一次时间常数。仿真结果表明,所提出的算法具有较高的计算精度。

液压流通过节流孔的过渡过程的仿真研究

对液压流通过节流孔的过渡过程进行了数值解析计算。压力差为阶跃变化情况下的仿真结果说明了流液的过渡过程可用具有2个不同的时间常数的指数函数来模拟。一个是通常被考虑的对应于流量变化的时间常数,另一个是以往没被考虑的对应于流动场变化的时间常数。对2个不同的时间常数给出了简单易算并相当精确的计算公式,做出了流动场随时间变化的流线图。

有压瞬变流系统整体可控性研究

对有压瞬变流系统提出整体可控性概念 .给出了起始子系统的定义 .依据水力元件与管道的时间常数给出系统整体可控性的判别方法 :对一个有压瞬变流系统 ,除起始子系统以外 ,如果存在时间常数为无穷大的水力元件或管道 ,则它是整体不可控的 .并对整体不可控系统提出可控化的方法 .

强场源瞬变电磁仪及在某铜矿的试验性应用

为加大瞬变电磁仪的勘探深度,通过吸收电子工业中成熟的技术成功研发出了强场源瞬变电磁仪。该仪器具有发送电流大、关断时间短、勘探深度大等优点。通过在某铜矿区的试验性应用,证明已具备开展野外实际工作的能力,达到了预期的效果。

电路暂态过程的时间常数

时间常数直接反映了暂态过程的持续时间 .在引入一个描述暂态过程衰竭程度的普适量的基础上 ,给出了对一阶和二阶电路都适用的暂态过程时间常数的统一定义 ;以RLC串联电路为例 ,计算了二阶电路暂态过程的时间常数 .结果表明在大多数情况下 。