一种改进后测量行程的断路器脱扣装置电路

通过在断路器电磁脱扣机构中增加IGBT晶体管模块来改进控制与信号反馈电路,确保断路器分合闸操作时开关行程在既定时间内熄灭电弧和信号快速响应。针对电机储能和二极管为保护模块,出现过电流反向击穿线圈和过电压烧毁电机储能为安全前提,利用控制与信号回路中电容吸收与释放能量的特性,实验表明脱扣装置对于快速分合闸动作的断路器,电磁线圈和电机都会被IGBT晶体管模块控制与保护,断路器控制与信号反馈电路中具备电流防护和抑制信号滤波的功能。     

基于真空继电器的选相分合闸控制系统的设计与实现

为减少电力系统中断路器投切开关的分闸燃弧和合闸涌流,设计了一种永磁机构断路器的选相分合闸控制系统.系统通过真空继电器的二级驱动方式保证了机械动作时间可控且离散性小,解决了单级接触器驱动方式的机械动作时间离散性大和单级晶闸管驱动方式的驱动电路复杂性的问题.系统以STM32单片机为控制核心,通过电流突变捕捉时刻算法准确捕捉到分合闸动作完成时刻,进而计算出上一次的分合闸机械动作过程时间,预测出下一次的分合闸机械动作时刻,实现了控制系统根据设定的分合闸相角对断路器准确地进行分相投切控制的功能.控制系统在35kV永磁机构断路器上进行了实验,结果表明分合闸相角最大误差在±3°以内,达到了选相分合闸的精度要求.     

车载超级电容系统的RBF神经网络自适应鲁棒滑模控制方法

针对城市轨道交通加速和制动过程中再生制动能量利用率不高、引起电网电压波动等问题,提出一种车载超级电容RBF神经网络自适应鲁棒滑模控制方法.设计基于超级电容的车载储能控制系统,利用状态空间平均法建立电路模型,进行精确反馈线性化,构建了神经网络自适应滑模控制器.通过仿真验证:该方法可以有效抑制牵引电网电压波动,最大限度地回...     

基于磁保持继电器的智能无弧交流接触器

采用OrCAD/PSpice仿真软件对交流接触器在闭合与分断主电路时的三相电压、电流波形进行详细分析研究,提出了智能无弧交流接触器全新的控制方法.以磁保持继电器为基础,设计了一款性价比高、使用简便、性能指标优良的智能无弧交流接触器.该接触器采用3台磁保持继电器作为交流接触器的本体,实现三相电路的灵活控制.在主电路中并联3个单向可控硅,完成接触器在起动与分断过程中的无弧控制,提高了接触器的各项性能指标.     

新型开关-耦合电感二次型高增益Boost变换器

文章针对传统二次型Boost变换器升压能力有限,且开关管电压应力较大等问题,在原来的拓扑基础上变换了储能电容的位置,在保留传统二次型升压变换器优点的同时,使得储能电容的电压应力大幅度降低,减小了电容的体积和寄生电阻功率损耗;引入开关电感、耦合电感升压单元,增加变换器电压增益的同时,减小了开关管电压应力,实现了以较小的占空比获得较大电压增益输出;此外,引入无源漏感吸收回路,有效抑制开关器件两端电压尖峰的同时,将漏感能量回收,提高变换器的工作效率;并详细分析了变换器的工作模态和特性。仿真结果表明,该变换器具有更高的电压增益输出,且降低了开关管和储能电容的电压应力;仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

基于零电压直流均压电路和分层控制的中压级联有源滤波器

级联有源滤波器拓扑结构简洁,可不经变压器直接接入中压配网,但级联单元的数目大,控制繁杂,并且直流侧电容电压存在不均衡问题。该文提出一种中压级联有源滤波器分层控制策略,分离系统上层主功能控制和下层单元控制,扩大主控制计算的时间裕度,实现较复杂的控制算法,并保证系统动态响应速度;同时提出一种硬件辅助箝位电路及其软开关控制策略,实现直流侧电容能量交换与均压控制,并且通过相位与模式控制使辅助回路开关零电压(zerovoltage switching,ZVS)运行,提高辅助回路效率,降低开关噪声。仿真和实验研究证明:分层控制策略与软开关辅助箝位措施是实现中压级联有源滤波器的有效方法。     

一种基于负载识别的交流接触器合闸涌流抑制策略

针对接触器在控制阻容和阻感性负载时吸合阶段可能出现涌流的问题,分析了不同负载与不同合闸相位角下的电流变化情况,找到了合闸相角和负载功率因数角对涌流的影响关系,并以此为基础提出了一种抑制涌流的开关合闸控制方案。本文通过公式推导开关在阻容、阻感性负载时吸合的暂态过程,找到了不同负载下的最佳合闸相角,并使用Multisim搭建硬件仿真电路,模拟不同负载时的开关吸合过程,通过检测合闸后触头回路的电流零点,提出了一种智能识别负载性质和判断涌流抑制情况的合闸控制策略,最后使用实验室研发的单极交流接触器进行带载实验,对负载的识别准确且抑制涌流的效果明显,实验结果和理论仿真一致,对接触器的智能控制具有一定的参考意义。     

带电压反馈智能接触器的热分析模型

针对智能与普通交流接触器热分析问题的异同点,建立了同时考虑主回路和磁系统发热的智能接触器热分析模型.该模型根据智能接触器的线圈控制回路在脉宽调制下交替导通-关断的特点,利用磁路法建立了线圈控制回路导通与关断时磁系统的特性微分方程组,并通过求解该微分方程组建立其磁系统的热源模型.同时,结合两种接触器的共同特点将普通交流接触器的热分析方法扩展到了智能接触器.利用该热分析模型对一采用优化线圈及铁芯参数的智能接触器在稳态工作下的温升进行了热分析,并进行了实验验证.分析结果表明,与普通交流接触器相比,智能交流接触器在更小的线圈及铁芯参数下,仍可有效降低磁系统的发热温升,且稳态工作下的温升满足国家标准要求.     

断路器智能分合闸电磁铁的设计

针对配电系统中断路器分合闸电磁铁的线圈易烧毁这一常见故障,设计了分合闸电磁铁智能控制模块,对电磁铁的线圈电流进行闭环控制.改变电磁铁的激磁方式,严格控制线圈激磁电流及激磁时间,避免了线圈的烧毁故障.同时,其动作特性不受合闸相角的影响,可以在宽电压范围内精确控制线圈电流,提高了动作特性的一致性.通过一体化仿真,验证了线圈驱动电路及滞环电流控制方式的有效性,引入数字控制技术开发控制模块,并进行相关实验验证.     

引信电子安全系统高压反馈电路研究

为了解决引信电子安全系统中高压反馈电路输入与输出端电气隔离的难题,提出了一种反馈控制电路方案.采用从高压变压器原边采样的反馈控制电路控制高压电容上充电电压的方法,解决了高压反馈电路输入与输出端电气隔离问题,并采用滤波方法消除漏感电压对反馈电容电压的影响.仿真实验结果表明,高压电容上电压被有效控制在2kV,实现了高压变压器输入与输出端在电气隔离,且电路工作可靠.     

基于能耗平衡原理的引信模拟自毁电路

针对引信模拟自毁电路低压失效问题,提出了一种基于能耗平衡原理的分立式元件自毁电路改进方案.通过严格控制比较器输入端的电压值,实现发火电容在低电压充电情况下顺利储能;建立电路能耗数学模型,精确设计了自毁时间;采用蒙特卡洛方法,分析了元器件容差对电路特性的影响.仿真计算表明,该方案可将欠压发火阈值降低至4.5V,自毁时间相对误差不超过1%,电路可在5.5~15.0V电压范围内可靠作用.      

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.     

调频谐振式交联聚乙烯电缆耐压试验电源的研制

针对交联聚乙烯电缆的电容特性,介绍了等脉宽控制LC串联谐振耐压试验方法,通过理论分析计算证明了采用等脉宽控制技术在负载电容上同样可以得到正弦波电压,并进行了仿真验证.仿真的结果证明了理论分析的正确性,设计了基于SG3525芯片的控制电路,并进行了系统测试.实验结果表明:电路各部分性能达到预期的要求.     

无线电能传输开关电容调谐方法

针对无线电能传输谐振电路的失谐问题,提出了一种"固定电容+开关管"的调谐新方法。通过开关管调节电容的导通与关断时间,等效形成一个可变电容,据此对失谐电路进行调谐,保持谐振电路在原有谐振频率下谐振。给出了开关电容调谐原理,推导了控制角与调谐范围之间的关系,并通过仿真及实验验证了该方法的有效性。结果表明,开关电容调谐方法具有调节范围宽、控制方便、易于实施的特点,是无线电能传输调谐技术的一种新方法,可用于人体植入式微电子装置的无线供能中。     

变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法研究

为了提高变速恒频双馈风电机组低电压穿越能力,改善故障穿越后机组的稳定性,提出一种新的变速恒频双馈风电机组低电压穿越计算机控制方法。介绍了变速恒频双馈风电机组模型,其主要包括直流侧电容、机测变流器、网测变流器和变速恒频双馈机。在电压骤降程度较小的情况下,通过励磁方法实现低电压穿越计算机控制。在电压骤降程度较严重的情况下,通过转子侧Crowbar电路与直流侧Crowbar电路实现低电压穿越计算机控制。实验分析了电压骤降较小和较严重情况下控制方法的控制结果,以及变速恒频双馈风电机组低电压穿越性能,结果表明所提方法控制性能高。     

电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计

为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型. 基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的. 根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法. 计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.     

电流型电子式电压互感器的温度稳定性研究

针对一种电流型电子式电压互感器(EVT)的温度稳定性进行了分析,指出高压电容器和一次侧信号处理单元中的积分电路是影响其温度稳定性的主要环节. 设计了利用正、负温度系数数值相等的多个电容单元串联组成高压电容器的温度补偿方案,有效地改善了高压传感部分的温度稳定性;提出利用热敏电阻对积分电容的温度特性进行补偿的方法,减小了温度变化给积分电路带来的误差. 依照IEC60044-7的要求,对研制的110 kV电流型EVT样机进行了温度影响准确度试验,试验结果表明设计的温度补偿方案有效,互感器在-40 ℃～+70 ℃温度范围内,满足0.2级测量准确度要求.      

三电平交流斩波电路及其浮动电容电压控制策略的研究

提出一种用于高压电能变换的新型三电平交流斩波电路，该电路允许使用低电压等级的器件完成高压电能变换，并采用较多的电平数去逼近所希望的波形，使输出电压或电流的质量大大提高，谐波含量减少．在斩波电路的工作过程中，稳定的浮动电容电压是非常重要的，三电平交流斩波电路的中间电平对应着两个工作模式，它们虽然产生同样的电平，但对于浮动电容来讲，充、放电的情况正好相反，利用这一特性分析了浮动电容电压的可控性，提出了滞环比较方法控制浮动电容电压，并通过实验验证了电路的工作原理。     

宽占空比交错控制的三绕组耦合电感DC/DC变换器

文章提出了一种新型交错连接三绕组耦合电感高增益DC/DC变换器。该变换器中,首先每个耦合电感的第二绕组分别与一个电容相串联构成准倍压单元,再与其原边绕组和主开关管S共同形成一相升压电路;其次每个耦合电感的第三绕组与该相开关管的钳位电容一起为另一相的准倍压单元进行充电,从而将两相电路进行交叉耦合;然后将耦合电感的原边进行交错并联。上述结构有以下优点:该变换器可以工作在较宽的占空比变化范围(0D1);每相电压和电流具有自动均分的功能;既能提高变换器的电压增益,又能降低功率器件的电压应力,同时具有灵活的高增益调整能力。笔者详细分析了所提变换器的工作原理,最后给出了实验结果以验证理论分析的正确性。