基于dsPIC智能无功补偿装置的设计与实现

当前无功补偿装置将晶闸管开关、空气开关、控制单元和电容器等零散地分布在配电柜中。使用控制器控制多个电容器,若控制器出现故障,则整台装置将无法正常运行。为此,设计了一种基于dsPIC的智能无功补偿装置,给出装置硬件总体结构,以dsPIC6014A为主控制芯片对三相电压、电流进行采样,通过FFT法求出电力参数,依据无功功率对电容器的投切进行控制。给出dsPIC芯片原理,介绍了电网信息数据采集电路、过零点投切开关电路、晶闸管驱动电路和磁保持继电器驱动电路。给出装置的主程序流程图,将其和各硬件电路结合共同实现智能无功补偿装置的各个功能。实验结果表明,所设计的智能无功补偿装置补偿效果好,性能高。     

新型单级高功率因数AC-DC变换器

针对中小功率场合,验证一种新型单级功率因数校正变换器的拓扑,分析了其工作原理.为了减小负载变化时对电容和功率器件造成的影响,主电路采用串联充电并联放电模式,并将开关管两端的电压自动箝位为电容电压;为了实现高功率因数并降低成本,控制核心改用加法器电路代替乘法器.实验结果表明,应用电路拓扑的实验装置,功率因数较高,输入电流的谐波满足IEC1000-3-2 Class D的要求.     

新型平滑可控有载分接开关的研究

针对传统机械开关切换的有载调压变压器控制系统存在结构复杂、体积大、调节速度慢、故障率高等缺点,提出了一种基于电力电子技术的变压器有载分接开关的实现方案,采用晶闸管组替代分接头调压开关,单片机作为控制单元,通过控制主电路晶闸管的导通时序,实现分接开关在带负荷情况下能平滑无冲击地调节电压.MATLAB仿真结果表明:该系统调压过程中电压按系统运行的需要而改变,电压波形平滑、连续.     

电爆炸丝断路开关实验装置控制系统的设计

为了准确获得电感储能型脉冲功率系统中电爆炸丝断路开关的开断性能,需要研制电爆炸丝断路开关实验装置。实验装置控制系统包含主控制系统和人机界面两部分,主控制系统实现对升压整流充电电路的控制,输出火花隙开关触发信号,与人机界面的通信等功能;人机界面实现响应操作者指令,显示实验参数,与主控制系统通信等功能。对该电爆炸丝断路开关实验装置控制系统的实验测试结果表明,该控制系统能够精确控制放电电压,完成断路开关实验操作和数据采集,并具有系统安全性好的优点。     

“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”列入“九五”国家科技成果重点推广项目

日前 ,全国有 2 14项技术成果列入“九五”国家科技成果重点推广项目。我校高压水射流研究中心李根生教授、马加骥工程师、沈忠厚教授主持完成的“高压旋转水射流处理近井地层增产增注技术”榜上有名。该项技术是利用井下可控转速的旋转自振空化射流解堵装置产生高压水射流直接冲洗炮眼 ,并利用高频振荡水力波和空化噪声 (超声波 )进行物理解堵 ,以提高油井产量。通过研究建立了自振空化射流的调制理论和喷嘴设计的新模型 ,得到了一种新型高效射流 ,成功地解决了井下喷头旋转控制方面的关键技术问题。自 1995年以来 ,该项研究成果已先后在 1…     

论晶闸管变流技术中的同步移相环节

介绍了晶闸管可控整流电路中触发电路的同步电压选择原理，并提出了将矢量图用于晶闸管触发电路同步电压选择的具体方法     

基于单片机的晶闸管数字触发研究与实践

针对传统晶闸管触发电路复杂、元件具有分散性、触发角产生漂移等问题,设计了基于单片机的数字式晶闸管触发电路.文章详细介绍了系统组成、电路原理、触发角数字控制方法,并对电路进行了仿真和实验.试验结果表明,该电路能按给定的数字量准确地给晶闸管提供触发脉冲,触发角α的控制范围在0-180°,输出电压误差为1.12%.     

晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频控制策略

现有三相交直交变频电路中大多使用IGBT作为电力电子器件,为了进一步降低低压大容量变频器设备成本,减少IGBT的使用,提出了一种晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频电路结构及四开关八电压矢量直接转矩控制策略.首先分析了利用IGBT辅助晶闸管关断的三相电机两相变频电路结构,并分析了不同开关状态下的瞬时电路工作原理,给出三相四开关拓扑下的八电压矢量生成方法;其次提出四开关八矢量异步电机直接转矩控制策略,并给出扇区划分、电压矢量选择和电压矢量伏秒生成原理;最后通过仿真实验验证所提策略的正确性和可行性.仿真结果验证了上述电路结构和控制方法的有效性.     

晶闸管强制关断技术分析系统的实验平台设计

便于学生理解和分析晶闸管的强制关断技术,强化理论结合实践的能力培养,搭建了晶闸管强制关断分析系统的实验平台。系统电路基于强制关断技术原理,源于晶闸管控制投切的电能质量调节装置。仿真系统在MATLAB软件环境下完成,实验平台通过数字信号处理器DSP28335为核心的控制系统判断并控制晶闸管阳阴极承受的电压,实现晶闸管的强制关断。通过强制关断技术在变流器装置中的实际应用,以及仿真实验的分析,直观地展示了晶闸管强制关断的过程和现象。通过训练,能够有效提升学生的实践能力和分析能力,促进产学研的结合培养。     

论晶闸管变流技术中的同步移相环节

介绍了晶闸管可控整流电路中触发电路的同步电压选择原理，并提出了将矢量图用于晶闸管触发电路同步电压选择的具体方法。     

配电变压器的非线性自动调压系统设计

为了提高配电变压器输出电压的稳定性,设计了一种新的配电变压器非线性自动调压系统。介绍了配电变压器非线性自动调压系统升压部分设计过程,主要包括升压变压器、交流接触器以及过电保护装置,给出电路图。分析了自动控制部分设计过程,包括电压检测电路、A/D转换电路以及控制电路。当配电变压器中的电压改变时,通过微处理器对采集的电压进行处理,在指定端口输出低电平,采用小型中间继电器对接触器的断开、闭合状态进行控制,以实现电压控制。按照系统性能要求对触发电路进行设计,给出反并联晶闸管模块触发电路。分析了触发电路半导体器件参数选择过程,经测试发现反并联晶闸管触发导通后,电压波形稳定,负载波形几乎无变形。对设计的非线性自动调压系统进行测试,设计系统能够保证配电变压器输出电压的稳定性。     

基于双稳态永磁操作机构的智能低压真空断路器设计

分析了低压真空断路器的双稳态永磁操动机构的基础上微处理器为控制单元,研究了断路器电流三段保护的工作原理。以全波傅里叶算法为测量算法滤除复杂环境下的高次谐波干扰及恒定直流分量,得到的基波幅值与微处理器的设定值比较后发出指令控制晶闸管基极触发信号利用晶闸管来控制分合闸线圈中电流的通断。样机测试了三段电流保护性能并利用仿真工具MATLAB对测试数据进行了分析。实验表明,配电系统发生故障时,所设计的控制器能够在误差允许范围内对断路器实现有效分合闸从而提高了断路器控制的可靠性增强了配电系统的稳定性。     

一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路

针对声波高压激励信号存在余波震荡现象,影响换能器工作效率的实际问题,以美国IR公司生产的高压悬浮驱动器IR2110为核心器件,设计了一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路。首先介绍了高压脉冲产生电路的工作原理,之后从器件选型、电路参数计算、实验测试等方面详细阐述了充放电电路、发射及甩尾电路的设计过程,最后对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,电路所输出高压脉冲的幅度和脉宽均可精确调节,脉冲边沿陡峭,宽度清晰可见,无拖尾现象,满足工程实际需求。     

基于移相控制的软开关臭氧电源

研究了一种基于直流母线开关和谐振电容实现所有开关器件软开关的新型高效臭氧发生电源,分析了电路半周期的6个工作模态,得到了软开关实现的时序控制条件.采用IGBT模块作为电源开关,使用TMS320F28335作为控制器,设计了一台160g/h规格的臭氧发生器样机.该样机中,通过PSPWM移相调功实现臭氧产量调节,采用臭氧发生管端电压的PI闭环控制和软件锁相负载频率自动跟踪技术保障负载工作在准谐振状态.电源长期运行稳定可靠,运行测试波形与理论分析及仿真相当吻合,具有较大的实用价值.     

一种光纤隔离式直流信号传输装置的设计

在高电压领域中,高压侧检测设备(如PT,CT）或传感器的输出信号需要传输到低压侧,光纤隔离式信号传输装置不仅能完成信号的传输,还能实现高低压的电气隔离,同时也具有很强的抗电磁干扰能力。利用电压-频率（V-F）转换芯片LM331和HFBR14XX系列光电器件设计出一套适合高电压直流测量信号的光纤隔离传输装置,并给出了具体的电路原理图。对其中的V-F转换电路进行了仿真,分析表明,其误差为0.01 V。     

智能无功装置的研究

随着微机技术和半导体器件的发展,用微机实时检测无功功率的变化并自动投切电容器的装置不断涌现。结合国内外各种装置的优缺点,研究出一种新型动态补偿装置。采用新型机电一体化智能开关,用晶闸管和接触器并接的方式作为投切电容器的执行元件。在控制策略上采用电压和无功两个量,通过模糊逻辑进行控制,装置由msp430的信号处理、键盘显示、执行控制等硬件电路组成。补偿装置的电容器组采用不等容量的分组方式,各组按数字编码组合成若干级,按所需补偿容量对应的编码组合自动择优投切电容器组,实现一次补偿到位     

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.     

高压直流发生器中斩波电路的设计

针对高压直流发生器中晶闸管斩波电路存在的问题,设计了由全控型电力电子器件IGBT取代晶闸管的斩波电路及相应的控制保护电路.实验结果表明,新设计的电路较好地实现了斩波电路的性能.     

自动量程转换电路设计

介绍了双积分式 A/D转换器 CC1 44 3 3在宽范围电压测量中自动量程转换电路的设计及工作原理 .通过多路模拟开关与运放的组合设置了多个电压量程 ,应用 CC1 44 3 3的超欠量程信息控制双向移位寄存器的移位操作 ,获得了合适的量程标志 .通过量程标志对多路模拟开关及显示器小数点位置的控制 ,实现了量程的自动切换及表示 .应用辅助门电路及数据选择器解决了量程标志中边界问题及无效量程标志问题 .设计的电路具有测量电压范围宽、工作稳定可靠、显示直观等优点 .