并行相移同轴数字全息偏振成像方法

为了研究并行相移同轴数字全息系统中偏振态传输的问题,提出考虑偏振的并行相移同轴数字全息系统的修正模型,并依据此模型提出偏振成像方法。首先,介绍了理想情况下并行相移同轴数字全息的原理,然后,介绍了考虑偏振的并行相移同轴数字全息修正模型,最后,基于此模型提出了实现偏振成像的方法。实验结果验证了模型的可行性,通过这种方法可以得到外表信息,成像分辨率可达到14μm。该方法扩充了数字全息系统的功能,通过该系统可以对物体的偏振态进行成像。

低压大电流DCDC变换器并联均流控制研究

本文讨论了低压大电流工况下移相全桥变换器双模块并联电流失衡机理与均流控制技术。该技术采用电压环、电流环与均流环三环平均电流控制结构,给出了控制系统设计原则。利用Matlab仿真与一台10 kW样机分别进行仿真与实验验证,验证结果表明该控制结构有较好的自适应性,能够兼顾负载调整率与均流精度。

考虑电流应力优化的ISOP-DAB变换器扰动均压控制策略

针对输入串联输出并联双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器子模块内部参数不匹配导致的功率不平衡,以及单移相(single phase shift,SPS)控制下变换器工作效率低的问题,该文基于拓展移相(extended phase shift,EPS)控制提出一种扰动均压(disturbance voltage sharing,DVS)控制策略。通过建立EPS控制下的电流应力解析模型,求解最优电流应力对应下的内外移相比组合。进一步,设计逐级扰动方案,通过扰动模块的外移相比,对各模块内部参数失配时的输入电压进行补偿。DVS控制策略在实现串并联模块间功率平衡的前提下,降低变换器电流应力,从而提升变换器的工作效率。此外,由于无需在每个控制环路中增设输入电压传感器,系统结构更为简化,硬件成本更低。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。

一种光伏微型逆变器的设计研究

在能源危机、环境污染日益严重的今天,光伏发电体现出得天独厚的优势。光伏微型逆变器作为能量传输的桥梁,它的优劣直接决定着光伏系统的效率高低以及输出电能的质量好坏。基于STM32设计的一款光伏微型逆变器,其硬件电路包括主电路、控制电路、辅助电源电路、采样电路、驱动电路以及人机交互电路。通过MATLAB仿真和实物制作调试,验证了该设计,使其系统的输出能满足并网要求,并能迅速准确地追踪光伏阵列最大功率点电压,且当电网断电时,也能快速检测到孤岛现象并关闭系统。

基于载波移相技术的强耦合双支路电机共模电压抑制研究

在大功率永磁同步电机应用场合,由电机传导出来的高频振动噪音的舒适度逐渐变成一个重要的因素。采用载波移相技术两并联逆变器驱动的强耦合双支路电机因特殊的绕组结构能够有效地消除奇数倍载波频率附近的高频振动噪音而逐渐得到广泛应用。除了对电机高频噪音的抑制外,系统运行过程中也应考虑对传导的电磁干扰进行抑制。对于一般结构的电机,载波移相技术能够有效地抑制电机共模电压的幅值。但对于具有特殊绕组结构的强耦合双支路电机,采用载波移相技术对其共模电压是否存在抑制能力还没有被分析和验证。这篇文章的目的是通过理论分析与实验验证确定对强耦合双支路电机采用载波移相技术能够有效地抑制电机的共模电压,抑制系统传导的电磁干扰。

直流高压ISOP型多电平逆变拓扑控制及对比分析

在输入直流电压较高的场合,考虑到逆变器的功率开关管耐压能力有限,采用了一种输入串联输出并联(ISOP)逆变器拓扑,由两个单相全桥逆变器模块组成,在输入均压控制下可以均分输入直流电压,使功率开关管只承受输入直流电压的1/2,并在载波移相正弦脉宽调制(SPWM)方式下输出电平数增加,从而可以降低输出电压的THD。此外,在谐波、扩展性等方面对比ISOP逆变器和有源中点钳位(ANPC)三电平逆变器,指出ISOP逆变器的优越性。最后进行了仿真验证。

基于矩阵变压器的全移相双有源全桥直流变换器的电流应力优化方法

针对传统单一移相策略下,双有源全桥(dualactive bridge,DAB)变换器无法真正实现全局最优电感电流应力的问题,提出一种基于矩阵变压器的全移相调制优化算法。全面分析由3个移相自由度组成的6种移相模式对电感电流应力的影响,并结合传输功率的数学模型得出所有电压传输比对应的全局最优解。使用一种低压侧并联高压侧串联的新型矩阵变压器结构,并分析由此结构引入的第4个移相角对优化结果的影响。最后通过直接功率控制将调制优化算法应用到此拓扑中。仿真和实验结果表明,提出的调制优化算法可以使得DAB变换器全局电感电流应力最优,提高工作效率,在轻载时能够实现软开关。

移相全桥变换器双模块并联技术的研究

讨论了移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。文章分析了均流的整个控制过程,在设计时要考虑使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175～320V,额定输出电压220V,额定输出功率5.5kW,整机输出11kW的样机。实验结果表明,样机的均流性能良好.

非相干双多进制正交扩频系统性能分析及实现

为了有效实现高数据率传输和提高频谱利用率,在传统多进制正交扩频的基础上,提出了一种新的基于非相干的双多进制扩频系统,介绍了其主要结构,即发端高速数据流经过串并转换后,选择两组正交码扩频并叠加后调制载波,收端下变频后经过非相干解扩并恢复出原始数据;接着对此系统在AWGN信道的性能进行了分析并给出了仿真结果;最后讨论了该系统用FPGA具体实现的情况.理论和实践表明,在码片速率与信息速率相同的情况下,双多进制扩频系统的数据传输速率、频谱利用率以及误比特率性能等方面较单多进制扩频系统得到了很大的改善,更能有效地解决传输带宽与处理增益之间的矛盾.

一种基于输入串联输出并联移相全桥变换器的改进交错控制方法

地铁辅助供电系统中的DC-DC变换器输入电压和系统额定功率较高,因此不容易匹配合适的开关器件。为了减小开关器件的电压和电流应力,采用模块化的输入串联输出并联(ISOP)结构。该文对ISOP变换器的均压均流原理进行分析,推导出该变换器的数学模型并设计相应的控制器。随后对该变换器共用占空比控制模式进行分析和研究,验证了控制器设计的合理性。在PSIM仿真中,验证了电流交错控制方法具有减小输出电流纹波和在一定程度上减小滤波电容的作用。为了对系统的性能和寿命进行可靠的评估,该文提出一种改进型交错控制方法,将输出电流纹波控制在5%以内,通过Matlab进行仿真验证以确立这种方式的有效性。最后增加ISOP系统的单模块DC-DC变换器满功率40kW工况实验,验证了单个模块系统的输出稳定性和动静态性能。在此基础上搭建了ISOP系统的硬件实验平台,并进行小功率实验的调试,验证了均压均流控制方法的正确性。

并联背靠背PWM变流器在直驱型风力发电系统的应用

直驱型风力发电系统需要全功率变流器,在现有器件功率水平以及开关频率等诸多因素制约下,变流器直接并联的方式具备结构简单、模块化设计、易扩展的优点。文中通过有效的控制,使并联运行达到了大电流输入的要求,并将基于载波相移技术的背靠背脉宽调制(PWM)变流器应用在直驱型风力发电系统中,开关频率仅为1 kHz。实验表明,在提高等效开关频率、改善输出电流波形的同时不会带来环流问题,这在风电系统的全功率变流器中具有重要意义。

并联双PWM变流器在低速永磁直驱风力发电系统中的应用

基于大功率低速永磁直驱风力发电系统高可靠性要求,以背靠背载波移相并联双脉宽调制(PWM)变流器作为永磁直驱风力发电功率变换单元,对变流器冗余性、并联特性、输出开关纹波特性进行了分析设计。重点针对载波移相并联单元间存在的环流问题进行了分析,提出了一种低频环流抑制方案。另外,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)作为辅助处理器的控制器方案实现载波移相并联控制。经过实验验证了所述变流器在可靠性、环流抑制性能、谐波特性,以及硬件实现等方面均能较好地满足系统要求,可适用于低速永磁直驱发电系统。

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

直驱风力发电变流器需要全功率变流器,其网侧变流器设计要求低谐波输出、宽电压工作范围、高可靠性及快速的动态响应能力。受现有功率器件及其开关频率、发热等条件制约,采用单模块的变流器难以满足系统要求,因此采用载波移相并联作为并网变流器,使系统冗余性增强、输出电流控制的等效开关频率和采样频率都得到了提高,输出滤波电感的压降减小,提高了系统动态响应能力。针对载波移相并联变流器的环流问题,通过对载波移相并联系统环流数学模型的分析,提出了一种可以有效抑制环流同时改善系统动态性能的总电流输出外环加环流控制环的控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性。

多表面干涉下的光学元件面形检测

为了消除平行平板类光学元件的多表面干涉效应对元件面形测量的影响,提出了基于波长移相调谐技术与傅里叶变换原理的多表面干涉条纹检测技术。首先,根据波长移相原理和被测元件的厚度,按照推算出的被测腔长与元件厚度间的比例关系正确摆放被测元件的测试位置。然后,通过波长移相技术采集一组干涉图。最后,对这组多表面干涉图进行离散傅里叶变换,提取带有被测元件前后表面面形的频率信息以及厚度变化的频率信息,通过重构算法得到准确的面形信息和厚度信息。实验结果表明:与传统的13步移相算法相比,得到的前表面PV值和RMS值分别相差0.003和0.001,而后表面PV值与RMS值分别相差0和0.001。这些结果基本满足平行平板类光学元件面形的高精度测量与洁净测量的要求。

独立输入并联输出双有源全桥DC-DC变换器无电流传感器均流控制

针对电力电子变压器(power electronic transformer,PET)中的独立输入并联输出双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器的功率平衡问题,基于双重移相控制(dual phase shift,DPS)提出一种无电流传感器均流控制策略,可保证系统各相DAB模块在参数不匹配或输入电压幅值不相等时能实现传输功率的自动平衡。该方法通过扰动实现系统参数的自动估算,并完成各相并联输出模块的逐级自动均流,从而实现各DAB并联模块的功率平衡控制;相比传统的单移相均流控制方法,提高了变换器运行效率的同时简化了系统电路降低成本。以两相独立输入并联输出系统为例,搭建10kW实验平台进行稳态和暂态实验,验证所提出控制方法的可行性和优越性。

基于移相控制的大功率并联软开关电源的研究

采用AVR单片机实现了大功率并联软开关电源的数字化控制,并设计了主电路系统,研究了移相全桥变换器的工作原理。电源采用模块并联技术和主从控制方式,构成了N+1冗余结构,并研制了一台180kW的样机。实验结果表明,该电源系统控制效果良好,具有很强的灵活性和可靠性。

模块化移相谐振式DC/DC变流器和并联运行

模块化电源的设计和并联运行是提高系统可靠性和扩大供电容量的重要手段。给出了移相式PWM变流器的小信号模型及实用的数学模型 ,介绍了移相谐振式DC/DC模块设计和并联 ,并给出了实验结果。

基于DSP的数字化高压直流电源的研究

为得到完全可控的直流高压,便于绝缘材料的耐压实验研究,介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为控制核心的数字化高压直流电源。主电路采用全桥移相并联谐振的方式,通过控制逆变电路前后桥臂的相位差对输出电压进行准确控制。利用数字光纤完成隔离与高压反馈信号的传输,用DSP进行采集和数字比例积分(PI)算法计算相位差,对输出电压实时跟踪。从控制电路到主电路,完整地介绍了整套系统的工作原理并给出了具体参数和实验结果。结果表明,此套电源系统使得输出电压的幅值、上升沿、下降沿和电压维持时间等可以任意调节,给耐压实验带来很大的便利。

一种超宽电压范围隔离型DC-DC变流器研究

针对不同规格电动汽车的统一充电系统需求,研究2倍以上宽输出电压范围隔离型DC-DC变流器已成为该领域的热点。提出了一种隔离型的LLC串-并联模式变换拓扑及其设计方法,实现0.5~3.0倍的宽输出电压范围,且所有功率器件满足软开关运行。首先,利用半桥变模态控制,获得1.0倍以下电压增益;然后,利用PWM脉冲180°移相实现串-并联快速切换,实现1.0倍或2.0倍电压增益的转换;最后,通过变频结合PWM整流器直流电压调压功能,实现0.5~3.0倍宽电压增益的调节。样机实验结果表明:所提变流器利用上述策略,达到了预期的0.5~3.0倍增益,且实现软开关运行;此外,并联至串联切换过程时间非常短,仅300μs,串联至并联切换过程稍长,但也仅4.5 ms,适用于对电压增益范围要求较宽的应用场合。

相同移相角控制的串–并型移相全桥组合变换器

在高输入电压/低输出电压的电压变换应用场合,通常采用输入端串联/输出端并联(input-series output-parallel,ISOP)组合型直流变换器来降低功率开关器件的电压应力,但须确保、控制输入端串联均压与输出端并联均流。针对移相全桥变换器模块构成的ISOP组合变换器提出相同移相角控制技术。该控制技术无需专门的均压或均流控制环,故控制系统简单、可靠。针对变换器各模块参数不一致的工况,应用小信号模型与稳态直流模型,分析各模块输入端串联实现自动均压与输出端并联实现自动均流的机理,并且指出影响模块均压/均流精度的参数差异性。采用现有技术降低模块参数的差异性,足以保证相同移相角控制的ISOP组合变换器取得良好的均压/均流精度。仿真与实验均验证了该控制方案的可行性与可靠性。