深海载人潜水器直流无刷电机驱动控制研究

为提高深海载人潜水器电机工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声,对直流无刷电机的高效低噪驱动控制技术进行研究。采用具有智能相位控制功能的三相全波正弦波控制芯片TB6605结合智能功率模块(IPM)设计直流无刷电机驱动器。采用单片机对系统的电压、电流、温度、转速、位置信息进行检测,为控制系统提供必要的信息反馈,对应用直流无刷电机的系统状态起到实时信息监测的功能。实验结果表明,研制的直流无刷电机驱动器在电机全转速范围内具有较高的工作效率,额定工况点效率高达90%以上,且在全转速范围内,提高了电机运转的平稳度,降低了系统噪声。研究成果对提高深海载人潜水器电机的工作效率和故障诊断能力,并降低系统工作噪声具有很好的支撑作用。

嵌入式机房多功能模块智能监控系统设计

为充分提高大型机房智能化运维能力,及时排除各种异常情况,实现高精度、低功耗的系统设计目标;提出基于嵌入式的机房多功能模块智能监控系统设计方法;设计针对机房空间的传感信号采集层、数据传输层、后台监控层的多层系统架构;硬件结构设计了用户登录模块、传感器运行模块、数据记录模块和监控显示模块,4个功能模块在多层架构下工作;软件部分通过数据传输程序连接终端设备与云计算中心,利用数据处理程序完成功能模块参数设置,完成嵌入式机房运行数据自动监控,针对系统的功耗问题,设计了微结构级功耗模型,降低系统功耗;实验结果表明:所设计系统容错率在80%以上,数据采集精度高,当浓度超过100 ppm时,自动对烟雾超标情况启动报警装置;可以实时响应接入设备,及时获取预警信息,功耗低,平均响应时间均在2.8 s以下,实现嵌入式机房自动智能监控。

智能功率模块驱动的反激式开关电源优化设计

为了实现智能功率模块(IPM)驱动电源的高效化与低成本化,利用反激式变压器的特点,设计了一款应用于IPM驱动的隔离型多路输出反激式开关电源,对控制芯片供电电路转换时电压进行稳定性优化。仿真及实验结果表明,优化后控制芯片供电波形稳定,反激式开关电源输出在5 ms时达到稳定,误差小于2%,波纹系数小于2%。

基于能量信息协同调控的LED智能调光技术

针对当前LED照明系统对智能化的迫切需求和对成本的高度敏感,而现有智能化调控方案在成本和可靠性等方面存在不足等问题,提出一种基于电力电子变换器能量信息协同调控的LED智能调光技术。该技术基于电力电子变换器驱动的LED线性调光照明系统,采用四进制差分相移键控(Quaternary differential phase shift keying,QDPSK)对公共直流母线上的开关纹波进行信息调制,从而在不额外增加硬件成本的条件下,实现四进制数字信号的调制、耦合与传输。从通信视角解构了DC/DC变换器的基本工作原理,揭示了LED调光系统中能量信息协同调控的实现方法,并以隧道LED照明系统的智能调光为例,围绕系统结构、通信协议、噪声干扰、通信速率等方面展开了具体分析。最后,搭建试验平台验证了所提方法的可行性。

电力通信网络智能运维故障诊断系统研究

当前,电力通信网络需要进一步提高对网络节点的感知能力,从而加快网络的故障运维效率。设计了智能运维故障诊断系统,以监测网络中节点状态、实时感知网络节点的运行参数,并实现故障诊断输出运维策略。系统的网络感知模块中加入了扩频调制技术,使模块能够感知到更大范围内的网络节点状态,提高了模块的通信范围和抗干扰能力。故障诊断模型中融合了生成对抗网络和决策树算法,通过各网络故障数据的拟合得到大量可靠数据集,输入最优特征组合以完成故障检测。试验结果显示,系统故障诊断模型的故障诊断率最高为99.8%,损失值最低为0.03。该研究确保了自动化诊断和检测的精确性。

基于IPM的水声发射机的设计与应用

在声呐系统中,水声发射机通常由功率、驱动等分立器件实现,为提高电路的可靠性,还需要设计各种保护电路、监控电路等,这使得电路设计变得复杂、发射机体积增加。为了解决这一问题,文章提出采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为数字控制芯片,完成发射机的信号产生、控制、通信等功能;以智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)作为功率级的智能声呐发射机方案。文中给出了发射机的电路设计方案,为减小工作带宽内的声源级起伏,提高发射机的性能,同时对换能器负载进行匹配。最后进行了发射机的电气性能测试和水池声源级测试等,结果表明该数字发射机具有稳定可靠、保护功能多、体积小等优势,该设计方案在水声发射机领域中有很好的应用前景。

智能功率模块测试方法研究

智能功率模块作为一种新型高性能模块化半导体器件,集成驱动电路、功率器件和热管理系统等功能,可用于多种场景,目前存在现有测试方法不适用、部分参数缺少测试方法等问题。介绍了智能功率模块发展现状,梳理相关测试方法标准,分析了现有测试方法的适用性,提出了适用于智能功率模块器件的测试方法,并对主要参数进行了测试方法的验证,证明了测试方法的科学性与准确性。

面向电力施工场景的误闯入人员智能识别预警方法

电力施工对电力供应和可持续发展至关重要,施工现场存在大量电力设备和输电线缆。未经授权的人员误闯入施工现场会导致严重的安全隐患,人工智能技术的发展为电力施工场景中的误闯入人员精准和快速识别提供了良好基础。提出了一种轻量级误闯入人员识别与预警方法,构建了一套电力施工场景误闯入人员的识别预警体系,采用基于YOLOv7-tiny的轻量级人员识别智能算法,在基准模型的主干网络中引入了视觉通道注意力模块,增强了人工智能模型在复杂背景中的特征提取和整合能力。此外,基于改进后的算法模型构建了面向电力施工场景的误闯入人员智能化监控预警平台,该平台具备高预警精度、数据可存储和高度可视化等优势。试验证明,提出的识别预警方法及构建的智能化监控平台在误闯入人员的精确高效识别方面展现了显著的优势和潜力,有望提升无人化电力施工的安全性和可靠性。

煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制的研究

由于在实际应用中,煤矿工业热风炉智能供电系统存在着功率因数低、谐波扰动大等问题。为此,提出高频率启停煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制方法。利用整流器数学模型计算直流侧稳态电压,并建立功率因数调制信号质量函数,计算高频启停状态下的有功功率和无功功率。获取功率因数复合调制反馈量,对比该反馈量与供电系统稳定状态下的功率,将差值输入至PI调节器内,控制高频率启停设备电流,实现煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制。实验结果表明:计算煤矿工业热风炉智能供电系统稳态电压数值较为准确,有效实现高频率启停煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制,应用效果较为显著,为电力系统工程中功率因数补偿和电压稳定等问题提供有力支撑。

智能清扫机器人在屋顶分布式光伏电站中的应用

随着国家“双碳”战略的实施,分布式光伏电站作为集中式光伏电站的有效补充应用形式得到了快速发展。由于分布式光伏电站多建于工厂、园区、车站等建筑的屋顶,在进行光伏组件清洗时面临清洗人员高处坠落风险大、清洗次数多等困难。以某屋顶分布式光伏电站为例,首先对传统人工清洗方式存在的问题进行分析,然后针对这些问题提出利用智能清扫机器人进行清扫的解决方案,并对智能清扫机器人实际应用效果进行验证。研究结果显示:采用智能清扫机器人清扫的光伏阵列的总发电量可提升21.2%,在该提升幅度下,对于5.324 MW的屋顶分布式光伏电站而言,使用智能清扫机器人清扫可比采用人工清洗方式清扫每月多提升63.74万kWh的发电量,每年增加的发电量收益为50.77万元,1~2年即可回收智能清扫机器人的初始投资成本。以期该研究结果为分布式光伏电站提升运维效率、降低运维成本提供参考。

电力系统HPLC模块参数优化策略分析

阐述电力系统优化中基于人工网络与计算的HPLC模块参数对系统性能的影响。通过实验分析和模拟推断,人工网络与计算方法能更全面地考虑系统参数之间的互动关系,更有效地指导参数调整。

人工智能在光伏组件缺陷检测中的应用

阐述人工智能技术在光伏组件缺陷检测中的特点和应用,包括人工智能热红外检测技术在光伏组件缺陷检测、在EL成像检测中的应用。

通信电源系统智能浪涌保护模块的设计与防护特性

通信电源系统面临着严酷的暂态过电压应力,传统过电压保护器难以兼顾雷电过电压保护水平与长期运行可靠性,其防护失效的问题严重影响通信基站运行的安全可靠性。文中提出了一种由限压型压敏电阻与短路型可控开关组成的智能可控浪涌保护模块的设计理念,通过对直流参考电压、可控比等参数的理论分析与自动能量耦合触发电路的实验研究,研制出了智能过电压防护模块样机,并进行了性能验证实验。浪涌保护模块直流参考电压为2.16 kV,在380 V额定工频电压下运行,其工作的荷电率很低,泄漏电流很小,在标幺值为2(基准值380V)的工频过电压下依然能保持长期的可靠稳定运行。在10 kA范围内(标准8/20雷电流),浪涌保护模块的冲击残压最大值为1.5 kV,冲击残压与直流参考电压之间的压比约为0.7,远小于常规限压型过电压保护器约1.5的压比。智能浪涌保护模块的过电压保护水平得到了显著的提升,为通信基站的稳定、安全运行提供了有力的保障。

驱控一体化多轴伺服系统的FPGA设计与实现

传统多轴运动控制系统通常由一个运动控制器加多个伺服驱动器组成,存在占用空间大、信号传输易受干扰、成本高等问题。开发一种以现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array:FPGA)和智能功率模块(Intelligent Power Module:IPM)为核心的六轴控制驱动系统。系统驱动模块功能由FPGA和IPM完成,主要包括编码器数据采集、电流采样、矢量控制运算和脉宽调制(Pulse Width Modulation:PWM)信号生成等模块。FPGA中使用硬件描述语言模块化设计系统各模块,并对各模块集成的片上可编程系统(System-on-a-Programmable-Chip:SOPC)中的Nios II软核进行软件编程,结合电机驱动部分实现对六个永磁同步电机的同时驱动控制。最后给出了系统PWM波生成模块、速度环、电流环的实验结果,证明了系统的可行性和实用性。

通信电源系统智能浪涌保护模块的设计与防护特性

文章介绍了通信电源系统智能浪涌保护模块的设计与防护特性。首先解释了浪涌保护的定义和作用,以及浪涌保护器的基本工作原理。接着详细描述了智能浪涌保护模块的工作原理。在设计要素部分,讨论了选择合适的电压等级和额定电流、考虑快速响应和高能量吸收能力、确保可靠性和可维护性以及兼容性与适应性的需求。随后,介绍了智能浪涌保护模块的防护特性。在应用领域方面,介绍了通信基础设施、数据中心和服务器机房以及电信运营商中智能浪涌保护模块的应用。最后,讨论了智能浪涌保护模块,以及面向未来的发展趋势。

一种提高电磁兼容性的智慧路灯控制系统

文中主要研究了一种提高电磁兼容性的智慧路灯控制系统,该系统包括电磁兼容电路、电源电路、电量采集模块、主控模块以及上位机软件等部分。其中:电磁兼容电路包括过流保护电路、过压保护电路、差模滤波电路和共模滤波电路;主控模块由4G通信模块、温湿度检测模块、LED指示灯电路、按键控制电路、蓝牙电路、继电器开关电路及外部输入检测电路等组成,主控模块负责协调和调度各个模块之间的工作;电量检测电路负责检测智慧路灯的工作电压及电流。该系统通过4G通信模块进行无线通信,主控模块与4G通信模块之间采用串口通信,可以节省传输线。

冰箱变频IPM控制器热沉传热分析与优化

针对冰箱应用中对电控系统变频板及主控板集成度和轻量化要求越来越高,带来的冰箱电控元器件如智能功率模块(IPM)散热恶化等问题,运用ICEPAK热仿真方法,对IPM模块热沉进行了优化设计。同时,对IPM热沉翅片方向、翅片间距、翅片表面处理方法等对智能功率模块温升的影响进行了数值研究。得到相对于垂直重力方向,翅片方向平行于重力方向时,散热效率提升9%;热沉平均温度随翅片间距的增大呈现先下降后升高的趋势,存在最优翅片间距;此外,相对于翅片表面突起工艺,翅片表面发黑处理对智能功率模块温度影响更大,散热效率提升16.6%。最后,对设计的最优翅片结构进行了实验验证,温度满足限制要求。设计得到的翅片热沉性能更优,重量更轻,具有更高热效率和经济效益。

基于DSP28379的改进线性自抗扰电动机矢量控制实验设计

为了提升交流电动机的响应速度和抑制中频扰动的能力,设计并搭建了基于TMS320F28379D的改进线性自抗扰三相电动机矢量控制实验平台。硬件以双核DSP芯片为控制核心,系统时钟频率200 MHz;采用高集成度智能功率模块驱动电动机,无需光耦隔离驱动;利用旋转变压器测量电动机转速和位置信息,搭配解码芯片可实现16 bit高精度测量。软件以传统线性自抗扰算法为基础,改变扰动反馈通道并在误差反馈通道中加入低通滤波器,从而提出一种改进线性自抗扰控制算法,并通过实验进行实物验证。结果表明:相比于传统PI和线性自抗扰控制算法,改进算法的阶跃响应速度分别提升25%和18%,受瞬间扰动影响的转速跌落分别降低4倍和2倍,并且转速恢复时间分别减少85%和70%,大幅提升了系统的动静态特性。

高功率密度智能化集成功率器件及其并联应用研究

为突破传统功率半导体器件的封装和应用结构限制,实现变流装备的升级换代,文章提出了一种新型的高功率密度智能化集成功率器件。为验证该技术路线的可行性,以大功率变流领域内常见的并联应用场景作为研究对象,从器件参数、主电路、散热结构、驱动控制等4个主要影响因素着手,分析并验证了其良好的器件匹配性、电感均衡度、散热均温性、控制信号同步性、抗干扰能力,最后通过双脉冲试验和功率考核试验,证明了其良好的并联均流效果。试验结果表明,该技术平台从理论设计到实物验证的目标可以得到实现,具备了工程应用基础。

变频空调IPM模块功率测试与技术研究报告分析

变频空调控制器核心器件IPM(Intelligent Power Module即智能功率模块),不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且其内部还集成有过电压,过电流和过热等故障检测电路,并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当,也可以保证IPM自身不受损坏。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件,内部集成电流传感器及驱动电路的集成结构。IPM以其高可靠性,使用方便赢得越来越大的市场,尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源,是变频调速,冶金机械,电力牵引,伺服驱动,变频家电的一种非常理想的电力电子器件,应用层面对其功率测试与技术研究报告分析。