基于Multisim的最大功率传输定理教学研究

最大功率传输定理研究负载阻值变化对电源传输给负载的功率产生的影响,在工程上具有非常重要的实践意义。本文应用电路仿真软件Multisim中的参数扫描法探究负载获得最大功率的条件,再辅以严密的数学推导佐证实验结果,使学生在理解最大功率传输意义的同时掌握一种优化设计电路的方法—参数扫描法。

光伏并网逆变器最大功率传输控制研究

建立了光伏并网逆变器的EL功率模型。基于EL功率模型和无源控制理论,通过光伏阵列MPPT的最大功率计算光伏并网逆变器期望最大输出功率,利用阻尼注入方法设计了光伏并网逆变器无源功率控制器。该无源功率控制器可使光伏并网逆变器输出功率有效跟踪光伏阵列最大功率点的功率,进而实现最大功率传输;同时可实现网侧单位功率因数、电流低谐波。仿真及实验结果表明基于EL功率模型的无源功率控制器可实现光伏并网逆变器最大功率传输。

也谈多频率激励下稳态电路的最大功率传输问题

正弦稳态电路最大功率传输问题是电路理论课程的重要教学内容。该文以包含2个正弦激励的非正弦周期稳态电路为例,讨论多频率激励下稳态电路最大功率传输问题。非正弦周期稳态电路平均功率等于直流分量和各次谐波分量分别产生的平均功率之和,因此,非正弦周期稳态电路的负载所获得的功率至多等于电源各谐波分量单独作用时负载所获得的最大功率之和。

关于最大功率传输问题的讨论

在正弦稳态电路的分析中,很多教材均讨论了最大功率传输问题。所讨论的问题一般都是针对已知的含独立源的线性网络,通过改变负载来讨论获得最大功率的条件。但在实际问题中,有时会遇到电源和负载不可变,而需设计匹配网络的问题。一般教材中没有给出这种情况下的最大功率传输条件的证明。本文讨论了当电源及内阻抗和负载阻抗不变时,通过设计一无损的LC网络实现最大功率传输,并给出了这种情况下负载获得最大功率条件的证明。

最大功率传输定理应用的思考

最大功率传输定理是电路理论教学中不可缺少的内容。在电路教学过程中,多次遇到过通过调节线性含源一端口部网络内部的某个参数来实现端口负载获得最大功率的问题,这样设计的问题是容易引起学生对定理的误用。本文通过几个具体问题的分析,得出最大功率传输定理的应用前提,指出教学中应注意的问题。

最大功率传输定理实验设计与实现

将专业基础课"电路原理"中的最大功率传输定理与后续专业知识及实际应用相结合,提出了基于开关电路的最大功率传输定理的实验方案,并对该方案进行了设计和实现,搭建了实验平台,实验效果达到了预期目标。

再谈多频率电源下的最大功率传输问题

以包含2个正弦激励的非正弦周期稳态电路为例,从理论上讨论了非正弦周期稳态电路最大功率传输问题。针对负载分别为电阻、动态网络的情况,给出了最大功率传输条件及计算结果。分析表明,非正弦周期稳态电路的负载所获得的功率至多等于电源各谐波分量单独作用时负载所获得的最大功率之和。

多频率电源下的最大功率传输问题再研究

在参考资料基础上进一步探讨了多频率电源作用下的最大功率传输问题。采用Matlab仿真软件,对负载R和C不同情况下进行数值计算仿真。理论和仿真计算相结合,使学生能够更深入地对最大功率传输问题知识点进行理解。

实现最大功率传输的阻抗变换方法研究

最大功率传输是信号传输中必须考虑的问题。正弦稳态电路中,在负载阻抗不可调节时,可以通过在电源(或含源线性一端口网络)与固定负载之间级联无源无耗二端口网络来变换负载阻抗,实现负载从正弦稳态电源(或含源线性一端口网络)获得最大功率。本文研究此类无源无耗二端口网络的最简单结构、参数关系及其适用范围。推导可以实现最大功率传输的对称T形无源无耗二端口网络、Γ形无源无耗二端口网络、理想变压器串联电容、无耗传输线以及无耗传输线串联电容网络的参数表达式和适用范围。

“电路”中最大功率传输定理的教学方法探讨

最大功率传输定理是电路理论中一个重要定理。教学中发现:学生在应用定理解题时,经常出现不注意使用条件,引起定理误用的情况,基于此,本文从如何正确使用定理解题角度出发,从所用教材的一道习题引出问题,对最大功率传输定理的使用条件进行了说明,同时给出了不满足使用条件下的解题对策,并通过例子加以说明,指出在教学中强调使用条件的重要性,旨在提高学生对最大功率传输定理的正确掌握。

基于最大功率传输理论的ISD悬架参数匹配方法

ISD悬架同时具有刚度、阻尼、惯容特性,与整车的匹配是车辆系统动力学面临的一个新问题。针对这一问题,根据机电相似原理,建立悬架系统的机械网络模型,基于最大功率传输定理,获得了ISD悬架与车辆匹配的一般规律,并通过悬架系统的传统建模方法进行验证,在此基础上,提出了一种ISD悬架参数的匹配方法。结果表明,基于最大功率传输定理的ISD悬架参数匹配方法,可以使悬架在车身偏频处以最大功率吸收来自路面激励产生的振动能量,确保车身吸收的能量最少,从而有针对性地抑制车身偏频处振动,提高车辆的乘坐舒适性。

谈最大功率传输定理应用的前提条件

最大功率传输定理用于含源一端口电路给定,负载电阻(或阻抗)可调的情况;且给定端口的戴维宁等效电阻(或阻抗的实部)为正值。在教学过程中多次遇到学生脱离定理应用前提滥用定理的情况。本文将通过几个实例来分析定理应用的前提,指出教学中应注意到的问题。

负载阻抗Z_L受限制情况下的最大功率传输的研究

如果负载阻抗能够与负载所接的有源二端网络的戴维南等效阻抗共轭匹配,负载上就能得到最大功率传输,但实际中经常出现不匹配的现象。文章分别研究了负载ZL的电阻RL和电抗XL受限制情况下的最大功率传输,以及负载阻抗的模和阻抗角受限制情况下的最大功率传输,并举出了常见的电阻性负载的例子说明了负载阻抗ZL受到限制情况下的最大功率传输。

从最大功率传输到无线能量传输的推演

从最大功率传输定理出发,逐步推演出磁谐振耦合无线能量传输的电路工作原理和特点,得到与发表在Science等期刊文章中一致的结论,证明磁谐振耦合无线能量传输机理依然属于电路理论的范畴,从而也说明对一些基础课程中的重要内容进行深度挖掘和创新运用能够起到精准认识和解释当今科学前沿所报道的一些新奇现象的作用.

特定最大功率传输问题探讨

本文通过理论计算给出几种特定情况下的功率传输问题.

多频率电源下的最大功率传输问题研究

容性负载和感性负载的电抗随频率而变,因此在不同频率下负载获得的最大功率不能简单相加。该文运用Multisim仿真软件和Matlab探讨了2个和3个不同频率源单独作用及同时作用时传递的最大功率和此时的负载阻抗值,并探讨了此问题的困难和意义。

基于最大功率传输若干问题的探讨

最大功率传输定理是电路理论教学中不可缺少的内容。在电路教学过程中,本文从一个实例仿真分析了负载获得最大功率的应用条件和效率问题.讨论了当电源电压、内阻可变时不能套用最大功率传输条件及最大功率值的求法,并用仿真软件验证了分析结果。

综合平顶方向图的最大功率传输效率法

利用最大功率传输效率法设计波束成形天线阵列,被设计阵列天线与赋形区域引入的多个测试接收天线构成无线功率传输(WPT)系统。利用带约束条件的最大功率传输效率法使得WPT系统的传输效率达到最大,可得到波束赋形阵列天线所需的最优激励分布。文中以圆形平顶综合为例,通过工作频率为5.8 GHz的16单元贴片天线阵列介绍了优化设计过程。模拟与实验结果表明天线方向图平顶的覆盖范围为±45°,方向图的平顶波动在0.7 dB内。

双边LCC型无线电能传输系统最大功率传输方法

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统存在负载变化引起功率传输不完全、传输效率低以及过耦合和欠耦合对无线电能传输过程干扰等问题,提出了一种双边LCC型无线电能传输的最大功率传输设计方法.首先,综合考虑负载变化情况下广义失谐因子、品质因数和耦合因数对负载归一化功率、传输效率的影响,构建临界耦合点条件;其次,利用电容耐压及高次谐波的影响,提取电容设计参数,引入谐振频率;最后,利用双边LCC的恒流性及对称性,通过临界耦合条件实现最大功率传输.仿真实验结果表明,该方法能有效降低双边LCC参数设计及阻抗匹配的复杂度,使系统达到临界耦合状态,实现最大功率传输.

可变频率变压器的最大功率传输控制策略

可变频率变压器(VFT)是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备,其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题,对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率最大值进行研究;详细研究了采用串联变换器的VFT系统运行特性;对不同转差率进行了详细的工况分析。推导出最优定子无功功率给定值与转差率、额定视在功率和实际吸收无功功率之间的数学关系,并提出了VFT的最大功率传输(MPT)控制策略;通过硬件在环实验平台验证提出的MPT控制策略的有效性。实验结果表明,所提MPT控制策略能有效提高VFT的可传输功率,实现VFT的最大功率传输。