Boost PFC变换器直流母线电容等效串联电阻和容值的一种在线监测方法

电解电容是电源系统中易失效的元件,在线监测其等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)和电容值(capacitance,C)的变化十分关键。该文提出一种新的非侵入式在线监测升压(Boost)功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器直流母线电容ESR和C的方法。通过分析直流母线电压,建立了ESR和C的实时在线计算模型。该方案无需额外的电流传感器,通过采样直流母线纹波电压和交流输入电压,结合电感电流信号,就可监测不同工作状态下的ESR和C,完成一台监测系统原理样机并进行实验,实验结果验证了所提方法的有效性。

载流工况下圆柱滚子轴承等效电容计算分析及试验验证

电场环境中的高频轴电流直接影响轴承的使用寿命,使轴承出现电蚀,进而影响整个传动系统的工作性能和使用寿命。为更准确地分析载流工况下轴承运行参数对轴承等效电容的影响,基于滚动轴承动力学理论建立了一种圆柱滚子轴承等效电容动力学模型,得到滚子与滚道之间的动态赫兹接触面积和动态油膜厚度并计算出轴承等效电容,实现了圆柱滚子轴承等效电容的动态仿真,分析了轴承转速和径向载荷对圆柱滚子轴承等效电容的影响规律。结果表明:随着轴承转速的增加,轴承等效电容随之减小,但轴承击穿阈值电压随之增大;随着径向载荷的增加,轴承等效电容随之增大,但轴承击穿阈值电压随之减小;当其他条件一定时,适当提高轴承的d_(m)n值、增加轴承宽度和滚子直径可以防止轴承被击穿。通过载流轴承试验机进行试验,试验与仿真结果的最大误差为10.1%,验证了理论计算与模型仿真的合理性。

重载提升机调心滚子轴承等效电容及电阻计算

提升机载荷增加会造成其轴承油膜厚度减小或击穿,并形成轴电流。轴电流对轴承的危害程度取决于其等效电容及等效电阻的大小。对双列调心滚子轴承进行分析,用SolidWorks软件建模,考虑大范围轴承内外圈作为极板,再用ANSYS Maxwell仿真计算轴承不同油膜厚度产生的等效电容,所电容值更为精确,对比分析得到了油膜厚度和电容值之间的关系。研究结果表明:油膜厚度在≤1.2 mm时,随着油膜厚度的增加,电容值下降速率较快;在1.2 mm至1.9 mm区间时,趋于平稳;在1.9 mm至2 mm区间时,急速下降,油膜厚度≥2 mm时电容值为零。理论计算出轴承击穿时的等效电阻,其数值接近于零,说明微小的电容即可产生较大的电流,造成电蚀损伤。同时给出了预防电蚀的有效措施。此研究结论为后续轴电流分析提供参考。

大功率LLC变换器IGBT等效结电容特性分析

轨道交通车辆中高频辅助变流器通常采用大功率LLC变换器作为其高频隔离环节。利用其良好的软开关性能,可以有效提升开关频率并减小开关损耗,从而实现辅助变流器的减重增效。在实际应用过程中,受IGBT等效结电容大小的影响,LLC变换器的软开关区间会发生变化,为了确保其在全负载范围内实现软开关,需要在设计阶段准确获取其等效结电容信息。但大多数IGBT器件手册并未明确提供等效结电容参数,采用仪器测量也仅能获得低压小电流激励下的数据,无法反映真实工况时IGBT的结电容特性。此处详细分析了LLC变换器谐振参数与等效结电容放电阶段的耦合关系,提出了一种IGBT等效结电容参数提取方法。最后,搭建了100 kW高频辅助变流器样机,对实测数据进行曲线拟合分析,并获得了额定工况下IGBT结电容的特性曲线,验证了该方法的可行性。

介质阻挡放电等效电容变化规律的研究

介绍了介质阻挡放电(DBD)的介质等效电容Cd和Cg气隙等效电容的测量方法。通过在实验室建立的产生DBD的实验装置,研究了放电过程中外加电压幅值、气隙距离、阻挡介质的厚度和介电常数等因素对Cd和Cg的影响,并对实验结果作了分析。结果表明,Cd随着外加电压的幅值和介质的介电常数增加而增加,随着气隙距离和介质厚度的增加而减小。Cg随着气隙距离和外加电压幅值的增大而减小,而受介质厚度、介质的介电常数的影响不大。

大气压介质阻挡辉光放电等效电容及对放电参数的影响

等效电容是研究大气压介质阻挡放电的基本参数。按定义式计算电容值由于没有考虑杂散电容以及外加电压参数的影响,用于计算介质阻挡放电参数不够准确。丝状放电规则的平行四边形Lissajous图,在一定假设条件下可计算介质阻挡放电的等效电容,但大气压辉光放电是不规则平行四边形。此外,计算放电参数必须用同一电压下的回路电流和等效电容,但是测量回路电流就无法同时测量Lissajous图形。为此,基于大气压氦气介质阻挡辉光放电试验测量的外加电压和回路电流,提出了该外加电压下Lissajous图形的计算方法。基于该图形,提出了大气压辉光放电时等效电容计算方法:简化法和分段法。根据计算结果,研究了等效电容对计算放电参数的影响。研究结果表明,计算法得到的Lissajous图形反映了放电过程;简化法比定义计算法得到的等效电容用于计算放电参数更接近真实放电过程,而分段法可用于探讨放电过程中瞬态等效电容的变化;等效电容对计算放电电压和电流影响很大。

8×n阶矩形网络的等效电阻和电容及2个猜想

采用网络分析方法,建立了四元矩阵方程模型,构造了矩阵变换方法,给出了等效电阻公式,并给出了其无穷网络的等效电阻公式.根据电容参数与电阻参数之间存在的反比映射关系,给出了8×n阶矩形电容网络的等效电容公式.根据已经得到的一些矩形网络等效电阻公式的结构特征,提出了任意m×n阶矩形网络的等效电阻和等效电容公式猜想.在对比研究中发现了一个三角函数恒等式.

太阳电池阵样品等效电容的确定方法

在实验室进行的等离子体环境下的静电充放电试验中,由于条件的限制,一般使用的太阳电池阵样品只有几十平方厘米大小,可以通过选用增加等效电容的方法来模拟实际的太阳电池阵。分析了太阳电池阵静电充放电的基本原理。通过现象分析,确定了影响太阳电池阵充放电的几个电容因素,并对各个电容进行了分析,给出了等效电容的计算方法。分析表明,影响太阳电池阵充放电的电容因素主要有两个方面,一是影响一次放电的电容,主要是玻璃盖片的电容;另一个是影响二次放电的电容,电池串间的电容起主要作用。

任意无源二端电容网络的等效电容

探讨了任意无源二端电容网络等效电容的一般计算方法。利用电荷守恒定律、静电场的环路定理以及数学归纳法等数学工具,得到了零电量方程组和回路电压方程组,证明了两方程组间的相互独立性,从而解决了任意无源二端电容网络等效电容的计算问题。

一种新型检测肿瘤组织特征的等效电容测量系统的优化设计和可行性分析

不同阶段的癌细胞和正常细胞有明显的容抗特性差异，为寻找一种廉价、非介入式的、可连续实时检测的癌组织早期诊断方法，设计了并验证一套高分辨率的容抗测量系统。采用DDS 扫频技术、电压电流转换电路、匹配电感以及模拟乳腺容抗负载构成交变电流激励的LC谐振系统，测量谐振频率计算生物组织等效电容值，不同的电容值会反映病理阶段信息。在100～1000 pF的模拟电容负载测量中，测得该系统的电容分辨率达到8 pF。该系统可初步用于人体组织等效容抗测量，为癌组织的早期风险预警提供一种新的方法。

FET大信号模型中等效电容方程的改进

精确地描述FET器件大信号微波特性阻抗对单片微波集成电路设计极其重要。为了能准确地模拟FET器件大信号微波特性,在大信号器件模型中,有必要研究栅等效电容模型,尤其在高频段。在总结前人研究的基础上,构造了新型的栅源/栅漏电容方程。通过与6×80μm GaAs PHEMT器件大信号负载牵引测试数据的对比,表明:精确的栅等效电容模型极大地提高非线性模型对FET大信号特性的预测能力。这将有助于器件模型和MMIC设计。

加强型多边形电阻或电容网络的等效值研究

规则联接的多边形电阻或电容网络等效值的统一研究已经取得了一些结果,但对于多边形网络中的参数值为任意情形下的等效值问题尚缺乏研究.本文采用网络分析研究方法,实现了加强型多边形电阻或电容网络等效电阻或电容的统一建构,获得了简洁的等效电阻或电容的通用公式,所得结论也适用于多边形概念拓展到非平直空间的二边形(二角形)情形.最后将所得结果与相关结果进行了比较,说明了所得结论也适用于多边形复阻抗网络.

大地等效电容量及其测量方法

在脉冲供电和正弦交流供电地电阻率观测研究中,大地容性效应会引起测量误差。本文按照电子学等效电路的方法提出了大地等效电容量的概念,研究了大地等效电容量的测量方法,为合理确定脉冲供电参数和减小交流地电阻率测量误差奠定了基础。

电力变压器操作冲击试验时等效电容的计算

用感应法对电力变压器进行操作冲击试验时,为了预测操作冲击电压的波形是否满足要求,以及为了估计电压效率,需要先求出变压器受压时的等效电容值。文中推荐使用电压比平方折合法来计算等效电容,根据变压器理论中阻抗在原、副边间的折合原理,先将绕组对地(或其他绕组)电容换算到其顶端对地的等效电容,再将变压器高压侧的电容折合到低压侧。对单相和三相变压器的一些接线方式,文中给出了等效电容的计算方法和结果,相比其他方法文中方法更为简单和方便。

Marx发生器等效对地分布电容估算方法

介绍了两种估算Marx发生器等效对地分布电容的方法:逐级累积法和能量守恒法。逐级累积法通过近似求出各级对地电容对Marx发生器等效对地分布电容的贡献,并将之累加得到发生器等效对地分布电容;能量守恒法认为各级对地电容存储的能量之和与发生器等效对地分布电容存储能量相同,从而推导出发生器的等效对地分布电容。采用两种方法计算了闪光二号加速器发生器的对地等效分布电容,并与实测值进行了对比。两种方法计算结果均为114pF,实测值为109pF,二者相差4.6%。

7×n阶矩形网络的等效电阻和电容及2个猜想

任意m×n阶矩形网络等效电阻公式的的研究一直是一个科学难题.本文研究了7×n阶矩形网络的等效电阻和电容公式.采用网络分析研究方法,建立了4元矩阵方程模型,构造了矩阵变换方法,给出了7×n阶矩形网络的一个简洁的等效电阻公式,并且给出了其无穷网络的等效电阻公式.根据电容参数与电阻参数之间存在的反比映射关系,给出了7×n阶矩形电容网络的等效电容公式.根据已得到一些矩形网络等效电阻公式的结构特征,提出了任意m×n阶矩形网络的等效电阻和电容公式猜想.在对比验证时得到了一些新的三角恒等式.

利用等效电容计算复合材料的有效介电常数

为克服经典理论不适合计算高占空比复合材料的情况,提出了一种利用等效电容计算复合材料的有效介电常数的方法。对于颗粒弥散型复合材料,将其看成是电容器内的填充介质。通过求解电容器的等效电容,进一步导出复合材料有效介电常数的计算公式。将此模型与MG模型以及EMA模型对比,其计算结果非常接近,表明这种方法原理正确、适应性强,并且在高占空比的时候与文献给出的实验值吻合得更好。

新型数字等效电容器的研究

为满足科研人员对高精度宽范围可变电容的要求,本文介绍了一种新型数字电容器。新型数字电容器以阻抗变换电路为基础,应用集成运算放大器及少量的电阻和电容,构成新型有源阻抗变换电路,通过对电路部分线路的切换,使之产生等效纯电容。实验结果表明,通过使用数字电位器和模拟开关调节电路中电阻阻值来达到调节电容值的目的,从而使电路能够提供10^(18-)～108μF的等效电容,在模拟大电容方面具有一定的优越性。

环形多边形网络的等效电阻和电容公式

根据多边形电阻网络等效电阻的研究方法和策略，本文将多边形网络推广到了环形多边形网络，研究了环形多边形网络的等效电阻和等效电容．采用基尔霍夫定律构建了二阶差分方程模型，获得了环形多边形电阻网络等效电阻和电容的两个普适公式，所得结论也适用于非平直空间的二边形．最后，将所得结论与相关结果进行了比较．

基于粒子模拟的磁绝缘传输线等效电容和等效电感的计算

提出了一种基于粒子模拟的磁绝缘传输线等效电容和等效电感计算方法,在层流模型得到的同轴磁绝缘传输线等效电感和等效电容理论公式中引入修正因子,对粒子模拟所得结果进行数值拟合,获得了等效电容和等效电感修正因子依赖于电压的拟合表达式,修正后的等效电容和等效电感理论公式与粒子模拟结果符合较好,所得结果可用于磁绝缘传输线的等效电路建模。