基于自适应电流追踪的光伏储能电路及其MPPT控制

为最大化光伏电池的输出功率,本文以Boost结构DC/DC变换器作为光伏储能电路,利用自适应变步长电流追踪算法CT-AVS对光伏电池输出功率进行MPPT控制。在CT-AVS算法中,根据光伏电池实际输出状态自适应追踪光伏电池的MPPT电流值,通过对储能电路中开关管的导通/关断控制迫使光伏电池实际输出电流实时跟踪其MPPT电流值,以使光伏电池实时工作在其MPPT工作点附近,从而最大化光伏电池输出功率。理论分析和仿真实验结果表明,基于CT-AVS进行MPPT控制的Boost结构光伏储能电路能实现光伏电池输出功率最大化。

核磁共振测井仪储能电路设计与应用研究

核磁共振测井仪通过发射高能量射频脉冲来实现氢核磁矩的扳转和重聚,并以此获取地层信息。受测井电缆瞬时功率传输能力限制,脉冲发射时直流高压大幅下降,使得扳转角和重聚角不满足要求,无法有效激发氢核。根据核磁共振测井仪射频脉冲特点,在对其能量需求分析的基础上,利用负反馈原理设计一种储能电路,为射频脉冲提供足够功率及稳定的高压输出。在现场应用中,Phi_A及RATIO_B的实时曲线表明该电路能够为射频脉冲发射提供可靠保障。

基于储能电路的大型发电机组灭磁方式优化

随着同步发电机组单机容量大幅提高,其额定励磁电压和励磁电流也大大增加,如何在机组故障和空载误强励等极端运行条件下实现灭磁的快速性、安全性和可靠性三者之间的协调,已成为亟待研究和解决的课题。本文受无源零开断自动灭磁技术的启发,以三峡水轮发电机组的励磁系统为研究对象,运用电力电子软开关技术实现快速灭磁,并利用储能元件存储灭磁过程中的部分磁场能量。通过对灭磁过程中的建压、换流、移能、耗能等环节进行理论分析和仿真验证发现,软开关控制电路的引入实现了磁场断路器的零电流关断,在保证器件安全性和灭磁可靠性的同时,整个灭磁过程所用时间仅为0.668s。同时,储能电路的引入有效减小了励磁绕组和励磁主回路断路器两端电压的突变尖峰,进一步提高了灭磁的安全性和可靠性。对储能电路的进一步优化表明,通过增大储能电容的电容值可以显著提高磁场能量的回收利用率,其中,3300μF的储能电容可以减少约0.1629%的磁场能量泄露。

单级无电解电容LED驱动电路及控制策略研究

为了消除电解电容对LED驱动电源使用寿命的影响,提出一种基于反激结构的单级无电解电容LED驱动电路拓扑及控制策略。该电路拓扑是在反激变换器的输入端串接辅助储能电路,通过控制辅助储能电容的充放电,实现瞬时输入输出功率的平衡,从而抑制输出电流的低频纹波。详细介绍了该电路拓扑的工作原理;结合输出电流低频纹波产生机理,分析了辅助储能电容充放电的控制规律,给出具体的控制实现方法,并对电路关键参数进行设计,最后研制出一台30 W数字控制的单级无电解电容LED驱动电源样机。实验结果表明,所提电路方案辅助储能电容和输出滤波电容均可降至6.8μF,输出电流纹波可降至16%。通过使用薄膜电容代替传统的电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命。

超级电容器在MEMS振动发电机中的应用

微型发电机在分布式传感器和微型侦察飞机等领域有潜在的应用前景,目前很多对MEMS的振动式微型发电机的研究取得了进展,但其后续工作中如何将微型发电机所发出的电能进行储存,并在需要的时候高效地放出成为急需解决的问题.根据设计研究出的微型叉指电容振动式发电机的结构和参数,对其储能系统进行分析和设计,提出三种方案.最终确定超级电容器作为储能元件,进行可行性分析和储能电路的设计.电路的模拟实验和结果分析证明,该电路可以将MEMS振动发电机发出的电能有效地储存在超级电容器中.

发电储能接电一体的热电池激活装置

针对双磁钢单绕组磁电机不能激活使用较钝感电火工品热电池的问题,设计了发电储能接电一体的双绕组热电池激活装置.该装置为双绕组的双磁钢磁电机,通过储能电容器对所发电能存储,并利用磁电机磁芯部件的惯性运动接电.实验室静态和靶场动态试验结果表明,该激活装置能可靠激活热电池内阻2-4Ω的电火工品.

基于感应取能的微功率能量收集器

无线传感器是推动智能电网发展的关键器件,其供能问题备受关注。现有的供能方案主要是电池和能量收集器,但电池供能使用寿命较短,而现有能量收集器在智能电网的运用中具有较大的局限性。根据电网开关柜母排的结构特点,提出一种小体积、高性能的磁芯结构,并基于谐振的原理来设计储能电路,提高整个系统的带载能力。仿真分析和样机测试验证了所提出能量收集器结构的实效性。

石英晶振的储能特性

针对微弱环境能量难以直接快速存储的问题,采用石英晶振作为储能元件设计了一种高效储能瞬放电路.石英晶振的高品质因数特性使其能在较小的输入电压下产生剧烈的机械振动,从而将微弱的电能转换成机械能存储在石英晶振中.通过对石英晶振的储能原理与能量释放特性进行理论分析,推导出石英晶振充放电过程中输出电压与时间的关系式,以及石英晶振释放能量时最大瞬时输出功率与负载的关系式.并对石英晶振的储能特性进行了实验验证.结果表明:实验与理论相符,且在输入电压幅值为100 mV,谐振频率f MHz石英晶振的条件下,石英晶振的储能效率可以达到77%,能量释放效率为71.4%.

交流系统故障下高压直流输电晶闸管触发监测单元储能方式

晶闸管触发监测(TTM)单元是直流输电换流阀的核心器件之一,用于实现阀控系统和换流阀间信号的光电转换,完成换流阀的触发与保护,其性能直接影响直流输电工程的可靠性。文中给出了具有高电位复合取能功能的TTM的功能设计框图,研究交流系统故障下TTM工作状态对高压直流输电系统的影响,提出TTM储能电路的设计方法,并以酒泉—湖南±800 kV/5 000 A直流工程参数为例,对TTM储能电路进行了理论计算、仿真分析和试验研究。以该成果为核心技术的A5000型换流阀TTM已应用于多个直流输电工程。

多流制机车频率自适应二次脉动电压抑制策略

为实现多流制机车的轻量化设计和低碳运行,提出一种可复用储能系统的直流电压二次脉动有源抑制方法。该方法利用双向DC-DC电路将四象限变流器中固有的二次功率脉动转移到辅助LC支路上,实现对中间电压脉动的抑制。首先,通过PI控制确保辅助电容的直流电压稳定;其次,提取直流侧的二次脉动功率,并转换成辅助LC支路上的指令电流,采用比例谐振控制器对指令电流进行跟踪,以实现对相应二次脉动功率的补偿。最后,利用仿真工具对控制策略进行仿真,仿真结果显示二次脉动电压抑制效果显著,同时也验证了文章所述理论的可行性。

基于STM32的无线充电小车控制系统

为达到智能小车在运行过程中实现计时充电,自动行驶的功能,以存储电能电路系统为主,使用无线充电模块作为能量来源,超级电容作为储能元件,使用STM32单片机控制充电时间,继电器控制断电启动,经过升压模块为电动车供电。无线充电接收模块、超级电容及升压模块搭配在玩具小车车身上,可以实现给电动小车电源的无线充电来保障正常行驶功能。经过测试系统充电完成后,小车可水平行驶6.15 m左右,充电1分钟后小车可在80°以上坡路上行驶1.4 m左右,高度可达1.4 m。

火箭发动机储能点火的分析与设计

为了实现导弹上的多个小的火箭发动机同时点火,每个小发动机的点火电路中可以配置储能元件,利用储能电容和电感振荡放电产生的电流对小发动机进行点火工作,从而降低对弹上一次电源功率的要求。利用设计的储能电路和3个电点火管,进行了储能点火试验,验证了该储能点火的可行性。