大型LNG储罐承台电伴热设计总结

相比传统高式布置液化天然气(LNG)储罐,低式储罐承台布置可以节省大量的建设成本,但需要考虑承台电伴热。对比分析了并联恒功率、并联自限温等几种方案的优缺点,结合某沿海项目200 dam^(3)LNG储罐承台结构保温及环境数据,采用一维稳态导热法计算分析了承台所需要的伴热功率,进而选择合适的电伴热带。对比分析了传统RTD测温控制和光纤分布式测温方案,分析了设计中配电回路分配及用电消耗、设计院与供应商设计分工,给出电气设计参考工程量,对同类LNG罐底电伴热设计具有参考意义。

具有抗偏移恒压输出特性的复合式双频感应电能传输系统研究

感应电能传输(inductive power transfer,IPT)系统的线圈偏移难以避免,导致系统输出电压平稳性下降。由于全桥逆变器产生方波电压,使谐波难以完全消除。为利用谐波提升系统抗偏移能力,该文设计一种基于基波-谐波并行传输的复合式双频IPT系统,耦合机构接收端选取双极性结构线圈以消除副边线圈间的交叉耦合,结合系统参数设计方法使系统在耦合机构发生偏移的情况下实现自适应恒定电压输出,该系统耦合机构采用单发射双接收结构,较传统基波-谐波并行IPT系统采用双发射双接收的结构所用线材更少,且无需复杂反馈控制。最后,搭建一个200W原理样机验证所提方法正确性和有效性,耦合机构横向偏移33%,同时负载在24~40Φ变化时,系统输出电压波动始终保持在5%以内。

寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响

软开关串联谐振电容器拓扑因其在较宽的电压范围内具有平均充电电流恒定和抗短路能力强的特点而用于对高压电容器充电。但开关频率固定的串联谐振充电电源的恒流特性因直流母线电压的波动和高压变压器以及整流单元的分布电容的影响,其充电电流并不是恒流。该文分析了理想和实际的串联谐振充电电源的充电电流特性。提出了采用图表法对串联谐振电源进行参数设计和调试,克服了以往高压脉冲电源设计和调试时的盲目性,具有重要的工程实用价值。

并联型逆变器的定角控制

在分析并联型逆变器工作状态的基础上,确定并联型逆变器应具有超前的功率因数角。分析了影响功率因数角的因素,研究了定角控制的基本原理,给出了定角控制方法的实现方案。通过样机试验验证了定角控制方法的正确性和有效性。

具有恒功率特性的输出宽范围可调的变结构DC-DC变换器

针对直流测试电源等宽范围的应用场合,提出一种具有恒功率特性的输出宽范围可调的变结构DC-DC变换器,该变换器是对传统隔离型直流变换器的拓展,由多级可串并联输出的单元模块嵌套组成。详细阐述变换器的基本结构、工作原理和工作序列,研究恒功率控制策略和平滑切换控制策略及通用的系统模型。并以某级嵌套为例,进行实验研究和同类变换器的对比分析,结果验证了理论分析的正确性和可行性,以及该变换器在宽范围领域应用的优越性。

模块化高精度大功率高压电源并联技术

为实现多模块大功率高压电源均流并联扩容技术,用固定相对相位偏移的脉冲频率调制法,将多个高压大功率串联谐振逆变模块并联;并通过优化控制补偿网络设计及合理接地设计,解决并联系统自激和高压打火损坏控制电路难题。实验表明用该法实现高压电源的模块化并联扩容,简单可靠且并联模块越多电源纹波水平越小;无需内置电流控制环,模块间也能得到满意的均流效果;在脉冲负载和电阻负载条件下,均具有好的动态特性。

DC-DC变换器并联系统无源控制及大信号稳定性研究

由于恒功率负载的负阻特性,导致DC-DC变换器难以在期望工作点上稳定工作,从而影响变换器并联系统稳定性。针对此问题,基于欧拉–拉格朗日模型,采用互联和阻尼注入的方法,设计改进的无源控制器,实现了变换器并联系统在大信号扰动下的稳定工作,但在大信号扰动下存在稳态误差。针对该问题,采用虚拟直流电机补偿控制,为变换器提供额外的惯性和阻尼,增强并联系统在大信号扰动时的鲁棒性,提升改进无源控制器的适应性。最后仿真和实验结果表明所提控制策略在实现变换器并联系统在大信号扰动下稳定工作的同时,能有效抑制输出电压的波动和稳态误差。相较于应在并联系统中的互联和阻尼分配的无源控制(interconnection and damping assignment passivity-based control,IDA-PBC),所提控制策略具有电压超调小,调节速度快及更好的动态特性。

一种大功率风电机组变换器新型控制技术研究

针对变速恒频风电机组变换器功率日益增长的现状,提出了一种新型控制技术——交错采样变矢量(SSTV)控制技术。该技术基于双并联变换器的平均值等效模型,它在不需要增加任何硬件成本的基础上,可以提高双并联变换器的等效输出开关频率,降低输出电流谐波;同时,在双并联变换器的交流侧和直流侧都直接相连的条件下,可以有效抑制零序电流。该文对交错采样变矢量控制技术的原理和实现方式都进行了详细地阐述。仿真和计算结果表明,该方案将双并联变换器的等效输出开关频率提高了1倍,同时将零序电流的峰值减少了80%以上。此外,该技术还具有鲁棒性强,易于工程实现等优点。

高可靠性半导体激光器电源的设计

针对半导体激光器易受大电流冲击而性能失效这一问题,报道一种基于"n+1"冗余并联结构的高可靠性半导体激光器电源。设计了适合电源使用的"n+1"冗余并联结构和大电流恒流臂结构;分析了一个场效应管失效、一个电阻R失效以及控制网络失效导致恒流臂失效的情况下,电源的输出特性;最后测试电源样机,分别短路一个场效应管,开路一个电阻,短路所有场效应管,测量恒流臂的电流大小,实验结果和设计相符合。基于"n+1"冗余并联结构的半导体激光器电源,可靠性高,只需采用廉价的场效应管,就可实现大电流恒流输出,成本大为降低,具有较广泛应用前景。

风力发电并网方式的研究

通过分析风力发电系统并网方式的原理,针对风力发电并网难的问题,提出利用直驱式永磁同步发电机实现风力发电并网。直驱式永磁同步发电机并网比传统的恒速恒频并网方式更加稳定。

高整流功率因数的恒功率并联谐振中频电源

针对常规晶闸管并联谐振中频电源存在的问题，介绍了一种调节逆变角φ提高整流功率因数及实现恒功率输出的方法。在仅仅改造控制回路而不改变主回路的情况下，可得到与串联谐振电路相近的特性。

Windows XP下基于并行口的PTCR特性测试仪

研究一种Windows XP下的PTCR性能测试仪。该测试仪采用计算机并行口进行控制和读取数据,能够测量PTCR的动作时间和不动作电流,为PTCR生产中特性的测试提供了一种有效的自动化手段。

基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法

通过物联网(the internet of things,IoT)终端对高压线路进行实时在线检测是非常重要的技术方法。传统的电流互感器在高压输电线上流过的电流较小时难以高效取电供后级物联网终端设备。针对该问题,提出了一种基于电磁互感自取电的恒压并联电流补偿方法,设计了补偿电路。通过对升压电路输出端的电流采样,来控制主副线圈回路的并联电流,实现高效取电,达到在高压线路微小电流情况下用电设备进行正常供电的需求。通过实验与实际应用证明,该设备在流经高压线路的电流微小时能够保持稳定对后级设备进行供电,为物联网终端设备的稳定运行提供了可靠的电源。

基于自激逆变器的无线电能传输系统

为了降低无线电能传输系统(WPT)的复杂度,设计了一款自激式逆变电源,无需数字控制器和脉冲宽度调制(PWM)信号发生器即可实现开关管的零电压开通和零电压关断,同时具有频率跟踪功能,极大地简化了逆变电源的设计。同时,为了避免WPT系统的发射回路在互感M=0的情况下出现串联谐振短路的问题,采用并-串型(PS)型拓扑来设计WPT装置,同时可以使WPT系统具有恒压输出特性。详细分析自激逆变器和PS型WPT系统的工作原理,通过仿真分析证明了自激逆变电路的有效性以及PS型系统的恒压输出特性。实验结果显示,在传输距离为7cm的情况下,当负载电阻变化200%时,WPT系统的输出电压变化率仅为2.6%,表明所设计的PS型WPT系统的输出电压对负载变化有较强的鲁棒性。

发射端并机的单管无线充电系统实验平台设计

提出了一种发射端并机的输入电流连续型单管LC谐振电路。该拓扑结构不仅避免了桥臂的直通,而且可以通过切换副边网络实现恒流和恒压输出。原边线圈解耦简化了分析和计算,且该并机结构避免了各逆变器输入电压的不平衡,提高了无线电能传输系统的稳定性。恒流恒压输出模式可通过控制一个继电器实现,无需添加额外的DC-DC变换器或改变系统的开关频率。最后,搭建了1 kW的实验平台验证理论分析的正确性。

一种模块化城轨超级电容储能系统及其控制方法

城轨列车的电制动会产生可观的再生制动能量,将多余的再生制动能量进行二次利用可提高系统的节能率。为此,文章提出了一种模块化超级电容储能系统,其基于低压高频变流模块串并联,通过串联系统的直流分压控制,实现了储能系统能量双向流动、充放电电压电流的平稳,并且能使系统快速响应,系统充电响应时间不大于100 ms。基于一套300 kW超级电容储能双向直流变换装置进行了正线挂网验证,结果表明,采用该储能系统后,平均每天节省电量约25 kW·h,节能效果明显。

电解法处理船舶压载水大功率恒流源系统设计

针对应用于电解法处理船舶压载水的电源体积大、可靠性低的问题,提出了基于CAN总线和分布式供电的大功率恒流源系统,给出了大功率恒流源系统架构,分析了恒流模式工作原理,对作为系统核心控制部分的监控单元硬件和软件进行设计,实验结果表明该系统输出电流稳定,电流均衡度大于95%。