软开关有源钳位逆变器逐波限流控制策略研究

软开关有源钳位逆变器能够实现功率器件的软开关,有利于提升逆变器功率密度和动态性能。但在发生过流故障时,若采用传统的逐波限流策略,即过流时封锁功率器件的方法,将使直流母线电流由流向逆变桥变为流向直流侧。由于软开关变换器谐振电感的存在,直流母线电流与谐振电感电流叠加流过辅助开关器件,使辅助开关器件承受大电流应力。针对上述情况,提出1种改进逐波限流策略,通过改变逐波限流发生后的逆变桥开关状态,减少流向直流侧的直流母线电流,从而显著抑制电流应力,并通过3 kW软开关有源钳位逆变器实验进行了验证。

基于ABAQUS的气动软体弯曲致动器仿真分析

软体机器人的性能主要取决于致动器,但现有软体机器人致动器存在结构欠优等问题。基于此,提出了一种结构简单、易于控制的气动软体弯曲致动器,其内部腔室为四圆柱直腔,外部约束为O形圈;并基于ABAQUS有限元分析,采用控制变量法研究气动软体弯曲致动器的壁厚、长度、气腔半径、气腔偏心距等9个几何参数对其弯曲性能的影响,得到了较优的几何参数。当致动器对单腔施加压力为200 kPa时,可得最大弯曲角124.22°,弯曲性能提高了51.65%。

三相软开关逆变器的PWM实现方法

该文详细阐述了采用三角载波和锯齿载波对本逆变器实现(ZVS)软开关动作的影响。使用三角载波实现软开关动作时,由于开关动作时刻不固定,使得谐振时刻难于控制,并且谐振次数多,使直流母线电压得不到充分利用。采用正斜率锯齿载波虽然能解决上述问题,但是会造成在锯齿波垂直沿前后处于零矢量状态,电机的能量与谐振电路不发生交换,不能满足软开关谐振条件。指出要实现本电路的软开关动作模式,载波必须采用正负斜率交替的锯齿波,并根据电机电流极性来切换锯齿波的斜率,这是逆变器开关元件实现软开关动作的必要条件。实验证明了采用本控制方式,逆变器的输出电流波形具有良好的正弦度。

3kVA直/交软开关逆变器研制

介绍了一种新型高频软开关逆变器拓扑电路构成 ,分析了其工作原理和特性。该电路通过两个改型的正激变换器的交错并联来得到逆变桥的高频直流脉冲电压波形 ,通过合理的三态离散脉冲滞环控制 ,实现了逆变桥所有开关管的零电压开关。采用了输出电压和滤波电感电流双闭环反馈控制技术。研制成功的 3k VA48VDC/ 2 2 0 V5 0 Hz软开关逆变器开关频率为 40 k Hz,具有动态响应快、输出电压波形质量优、整体效率高。

辅助谐振变换极软开关逆变器分段定时间控制方法

辅助谐振变换极(auxiliary resonant commutatedpole,ARCP)是一种重要的软开关逆变器拓扑,其辅助开关的控制方法会影响到逆变器的效率及可靠性。传统定时间控制方法虽然简单易实现,但该控制方法下,逆变器的轻载效率表现不够理想。通过对定时间控制下ARCP逆变器的电流应力及损耗分布进行详细地分析,找出提高逆变器效率的关键途径,并提出一种新的分段定时间控制方法。该控制方法在不增加控制和电路复杂度的前提下,改善了ARCP逆变器的效率。最后在一台2kW/20kHz实验样机上验证了分析结果。

软体机器人:结构、驱动、传感与控制

软体机器人由软材料加工而成,自身可连续变形,与刚性机器人相比具有更高的柔顺性、安全性和适应性,在人机交互、复杂易碎品抓持和狭小空间作业等方面具有不可比拟的优势。综述软体机器人的发展历程,将软体机器人归为传统绳索驱动/气动肌肉机器人、超弹性材料软体机器人和智能材料软体机器人三大类。从仿生结构和仿生运动、驱动与加工、传感与控制三个方面对软体机器人的相关科学问题以及存在的技术难点进行总结与分析。分析了软体机器人在仿生结构、抓持作业和医疗康复等领域潜在的应用价值。对软体机器人目前的发展现状和存在的关键科学难点进行了系统的总结,并得出刚柔耦合、可变刚度和驱动传感控制一体化等研究方向可能是未来软体机器人研究新的突破点。

完全的无源软开关功率逆变器研究

提出了一种针对功率桥式逆变电路的新型完全无源软开关拓扑 ,实现桥臂对管的零电流开通、零电压关断以及续流二极管反向恢复条件的改善。方案仅在主电路采用少量的电感、电容和二极管作为附加元件 ,不需要任何额外的电源、检测、控制 ,不影响原有控制策略 ,适用于高频功率逆变器场合。相应给出了换流分析、解析描述、参数灵敏度分析以及仿真、实验结果 ,验证了分析和方案的正确有效。

三相软开关PWM逆变器载波方式的选择

详细阐述不同载波方式对PWM逆变器输出特性的影响。指出三角载波用于硬开关PWM逆变器时 ,由于死区时间的影响 ,其输出电压电流在基波频域中含有谐波成分 ;软开关PWM逆变器如果也采用三角载波 ,则不但难以控制谐振电路的起振时间 ,而且谐振电路损耗大 ,直流电压的利用率低 ;硬开关PWM逆变器采用锯齿载波调制 ,必将导致严重的电流波形失真 ;软开关PWM逆变器交替使用正负斜率锯齿载波 ,不但谐振电路的起振时间容易控制 。

高频软开关逆变器的控制分析

在 5 0kHz交叉并联正激直流环节软开关逆变器工作频率难以提高的基础上 ,研究了 2 0 0kHz并联正激直流环节软开关逆变器新的控制方案 .直流变换器改为 2个 2 0 0kHz正激变换器并联工作 ,通过一定的控制形成 2 0 0kHz的直流脉冲电压 .逆变器以 1 0 0kHz的采样频率有限单极性控制 .仿真结果表明该控制方案可行 ,功率管的开关频率提高 ,开关损耗下降 .该方案有助于减小变换器的成本、体积和重量 ,改善变换器输出特性 .

一种谐振型软性逆变器的分析与仿真

讨论了一种新型的适合于中等容量的软性开关逆变器———有源箝位谐振直流环节逆变器的原理与特点 ,针对软性开关逆变器与感应电机构成的交流传动系统 ,建立了系统的分析模型和数学仿真模型 。

新型软开关埋弧焊逆变器高频功率变压器设计

在分析了采用饱和电感、充分利用功率变压器励磁电感和漏感来实现零电压开关换流的新型软开关埋弧焊逆变器特点的基础上,结合实际课题对高频功率变压器进行了结构和参数设计。实践表明,该新型结构的功率变压器可以成功的在50kVA软开关埋弧焊逆变器中应用。

三相软开关逆变器的PWM控制

常规的PWM逆变电路,电力电子开关器件在大电压下导通,大电流下关断,处于强迫开关过程,因而存在开关损耗大,工作频率低、体积大及电磁干扰严重等缺点。本文在理论分析的基础上,将PWM调制技术与软开关技术相结合,利用单片机和大规模PWM集成芯片,设计了一个用于异步电机驱动的三相SPWM调制型的开环VVVF控制的软开关逆变器电路的控制方案,对几个关键性电路的工作原理作了较为详细的分析说明,给出了部分实际电路图和运行结果。

软开关逆变器控制策略研究

针对传统逆变器存在的问题,提出了一种软开关逆变器。分析了辅助环节的谐振过程和工作原理,讨论了软开关技术和PWM控制相结合的方法,利用软件方法实现谐振匹配控制,最后通过实验说明了此方法的可行性。

软镜型WAYWIN-2000医用灭菌器在软式内镜灭菌中的应用与效果监测

目的探讨软镜型WAYWIN-2000医用灭菌器在软式内镜灭菌中应用的方法,并评价其灭菌效果。方法将使用过的软式内镜159件分成三组。其中纤维胆道镜106件:随机分为两组,实验组53件和对照A组53件;电子支气管镜53件,分为对照B组;实验组采用软镜型WAYWIN-2000医用灭菌器灭菌,一个灭菌周期20min,对照A组采用2%戊二醛浸泡600min,对照B组采用2%戊二醛浸泡30min,用统计学方法分析三组的灭茵效果。结果实验组合格率100%,对照A组合格率为100%,对照B组合格率为71.7%,进行三组比较和两两组比较(实验组分别与对照组A、对照组B比较),差异有显著意义(P<0.05)。结论软镜型WAYWIN-2000灭菌器对软式内窥镜灭茵效果可靠、快速、安全、环保,能满足临床上在短时间内重复使用的需要。

三相组合式软开关逆变器的仿真研究

有必要研究新的三相逆变器拓扑 ,实现无输出变压器和功率器件软开关 ,发展逆变电源的三相独立控制技术。本文研究了两种新型组合式软开关三相逆变器拓扑 ,讨论了三相逆变器的模块化实现和不对称负载特性 。

基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器

针对目前弧焊逆变电源存在的问题 ,采用一种新型软开关电路拓扑 ,结合移相控制软开关技术和电流峰值控制技术 ,研制了基于峰值电流模式的零电压软开关弧焊逆变器。测试结果表明 ,该逆变器能够实现全范围软开关 ,并且具有良好的限流和自校正能力 ,可有效地解决功率变压器的偏磁问题。

螺旋布设光纤光栅的软体操作器形状传感方法

为实现微创手术软体操作器弯曲伸缩运动时的形状测量,提出一种螺旋布设光纤光栅形状传感方法。不同于传统的直线形布设方法,螺旋形布设方法可以防止软体操作器弯曲伸缩运动时,光纤光栅的折断、脱胶现象发生。理论分析了螺旋布设光纤光栅的传感原理及弯曲变形的重构算法;制备了光纤光栅沿螺旋形布设在软体操作器表面的试样;搭建了软体操作器弯曲变形的实验系统;实验分析了软体操作器在不同弯曲状态下,螺旋布设光纤光栅中心波长漂移量与弯曲角度间的变化规律,并重构出软体操作器的变形形状。实验结果表明:螺旋布设光纤光栅在软体操作器中不同位置的灵敏度最大为7.1pm/(°),软体操作器弯曲角度实际测量值与理论重构值间的最大误差不足4.29%。螺旋形光纤传感方法可用于软体操作器形状传感与重构。

光驱动软体致动器的制备及其信息安全应用

为了提高信息安全,防止信息泄露,进一步拓宽柔性器件在信息安全领域的应用,本文报道了一种基于双层膜光驱动软体致动器的新型信息示假隐真技术。首先,将所制得的不同长径比的金纳米棒通过图案遮罩和涂覆的方法,均匀地分散到聚丙烯/聚酰亚胺复合薄膜体系中,制得双层膜光热驱动软体致动器,接着将软体致动器进行选择性剪切。当无外界光刺激时,我们把该双层膜所呈现的信息定义为第一种假信息;当外界相应波长的激发光刺激该软体致动器时,该器件由于发生形变可以展示出另外一种信息,我们定义为第二种假信息;由于不同的金纳米棒在相应波长光激发下才具有最高的光热转化效率,因此通过红外相机所观察到的不同区域的温度呈现出一种新的图案,我们定义为真信息,起到信息示假隐真作用。实验结果表明未接受光照时,软体致动器处于平整状态;在相应波长激光刺激下,被切割部分的软体致动器弯曲角可达到50°以上,裸眼可以清晰地观测所显示信息;而通过红外相机观测到光热区域与非光热区域温度相差至少在10℃以上,可以明显看到所显示的真信息。将软体致动器与信息示假隐真结合在一起,具有新颖性,而且效果明显,为信息安全问题提供了一个新的解决方案。

软开关逆变器中动态损耗的测试和建模

相比较传统硬开关电路,软开关逆变器可以显著地提高效率和功率密度。为了能够更加有效地设计软开关逆变器中的电路参数,探讨了IGBT器件零电压关断损耗和磁性元件磁芯损耗的测试和建模方法。该方法包括测试过程中探头延时校准、测试平台的设计以及测试得到的损耗数据拟合为数学模型的方法,利用该方法对典型IGBT模块的关断损耗进行评估和选择,结合磁性元件的损耗模型对软开关逆变器进行了损耗分析和优化设计。根据理论计算结果设计了1台30 kW软开关逆变器样机,实验结果验证了该动态损耗模型的准确性,并且实现了高功率密度和高效率的设计目标。

基于软开关逆变器的电机驱动策略研究

传统的无刷直流电机驱动系统中,由于逆变器侧开关管工作在硬开关模式下,开关管将会产生较大的开关损耗,同时开关管的开关频率也会受到限制,因此引入软开关逆变器驱动无刷直流电机。文章通过对谐振直流环节软开关逆变器(PRDCLI2)的分析,提出了一种基于此软开关逆变器的无刷直流电机驱动策略,通过谐振环节实现对母线电压的调制,进而控制电机转速,逆变器桥臂上的开关管只用于换向。这种驱动方式能减小逆变器桥臂开关管的开关损耗,因此散热器的体积也能得到降低。针对这一方法在Matlab中进行了仿真验证,结果表明这种驱动方式能使电机正常运转。