高电压虚拟仿真实验教学探讨

介绍了高电压虚拟仿真实验项目教学方法.通过该实验的教学,解决了教学资源短缺及实际高电压实验的危险性问题.虚拟实验加深了学生对于高电压技术基本知识点的理解,熟练了实验的操作过程.同时,实验增加了设计性实验教学内容,优化了高电压技术实验的教学评价方法,取得了较好的实验教学效果.     

三相PWM整流器系统模型重构

以PWM整流器双环控制系统中电流环设计为基础,分析并推导了一种输入无电压幅值和相位检测的系统模型重构方案.该方案在不改变系统主电路拓扑结构和影响系统动静态性能的情况下,减少了交流侧电压传感器.以电流环调节器为基础,通过估算得到了输入交流电压的幅值和同步相位.在Saber仿真平台上进行了仿真实验,得到了不同实验条件下的仿真波形,结果验证了这种设计方法的正确性和可行性.     

双馈风力发电机柔性并网控制实验

变速恒频双馈风力发电系统与电网之间是一种柔性连接关系.利用定子电压定向的矢量控制技术,研究了变速恒频双馈风力发电机的并网原理,建立了基于定子电压定向的空载并网控制策略.通过搭建一个3kW双馈风力发电仿真与实验平台,对双馈风力发电机空载并网控制策略进行了仿真分析及实验验证.仿真和实验结果验证了控制策略的正确性和有效性,利用所设计的控制策略,双馈风力发电机能够实现柔性并网控制.     

玻尔兹曼常数的Multisim仿真实验测试

PN结正向扩散电流随正向电压按指数规律变化,这是PN结的物理特性,也是玻尔兹曼常数实验测试原理,按照FD-PN-2型PN结物理特性测定仪所给出的实验线路及元器件型号,在计算机上应用Multisim仿真软件构建虚拟仿真实验电路进行虚拟实验,给出了Multisim仿真实验方案及参数设置方法.在仿真实验中,通过调整可变电阻改变三极管发射结上的电压,以实现输出电压的改变.对得到的数据,用最小二乘法进行线性回归、乘幂回归和指数回归,对比标准偏差、相关系数,分析实验数据与几种函数的拟合情况,确定拟合的曲线为指数规律变化曲线,在室温条件下,计算玻尔兹曼常数的结果与公认值相当接近.该虚拟仿真实验测试电路简洁,实验过程直观明了,电压调节方便,数据计算结果较为精确,有助于学生创建良好的仿真实验环境,提升实验水平和教学效果.     

154T电动轮自卸车转矩脉动仿真

针对154T电动轮自卸车600 kW异步电动机在实际调试过程中出现转矩脉动现象,分析了引起转矩脉动原因,并提出了一种新型的死区效应补偿方法.对常规的死区效应补偿方法电流反馈法中难以准确采集零点问题,设计了准确采集零点的硬件电路,对电压反馈法进行了改进,设计了一种二输入-二输出的模糊自适应PI死区补偿控制器,它能实时地调节电压空间矢量作用时间(即实时对死区时间进行补偿).最后,分别进行了仿真或实验,仿真和实验结果表明,电流反馈法中准确采集零点问题得到有效地解决及异步电动机转矩脉动得到有效抑制.     

DPFC系统参数设计方法研究

设计了一套分布式潮流控制器装置参数设计方法,由线路潮流变化范围确定串并联侧变流器的容量,按分布式潮流控制器的功率模型和功率守恒原理,确定串联侧注入输电线路的最大基频电压幅值、流过串联侧变流器的电流以及并联侧变流器向系统注入的电流和电压,再根据逆变器输入输出电压的关系确定直流电容电压和变流器的开关参数.最后验证参数设计方法的正确性,使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了一套分布式潮流控制器接入10 kVA输电系统进行仿真实验,显示DPFC能快速有效改善系统的电压和潮流的能力,证明本文的装置参数设计方法的正确性.     

静止无功发生器直流侧电压对无功补偿特性的影响研究

为设计静止无功发生器的直流侧电压,分析了直流侧电压的取值对补偿特性的影响,提出了直流侧电压的设计方法.该方法通过输出的无功电流设计完全补偿无功功率时所需的直流侧电压理论最小值,当直流侧电压小于理论最小值时,在正弦调制方法和非正弦调制方法下,分别通过功率因数和谐波电流设计直流侧电压,并且定量分析了在非正弦调制方法下保证电源基波功率因数为1时注入电网的谐波电流值.与工程应用中通过工程经验或者通过仿真来设计直流侧电压的方法相比,该方法可以定量地设计直流侧电压,减小了直流侧电压设计的盲目性.实验验证了所提出的设计方法的有效性.     

基于MATLAB的可调直流稳压电源设计与仿真研究

直流稳压电源被广泛应用于各种电子设备中,而电源的性能直接决定了相关设备的运行状态.针对典型的降压斩波电路的电压调节问题,设计了闭环PI控制,以增强其鲁棒性.在MATLAB/Simulink中对所提直流斩波电源系统建立了仿真模型,通过仿真实验测试分析了参数设计的合理性.对系统进行了输出性能实际测试,结果表明该系统能够实现输出电压的稳定连续调节,具有输出电压精度高、效率高的优点,为小型直流稳压电源设计提供了参考.     

PWM型数/模混合电压调节器芯片电路设计

给出了一种新型的汽车电压调节器电路结构.该电路的电压调节功能由脉宽调制过程实现,电路芯片的设计采用双极模拟I2L数字混合结构.通过闭环仿真模拟验证了电路原理的正确性,在模拟分析的基础上,对芯片电路的工艺设计和版图设计进行了讨论     

基于压缩感知的MIT图像重建方法

针对目前磁感应成像技术(MIT)的图像重建质量存在精度较低的问题,提出了一种基于压缩感知原MIT图像重建方法.将MIT系统电压数据的采集过程视为压缩感知的线性测量过程,通过对灵敏度矩阵进行补零拓展和行向量随机重组操作重新设计了测量矩阵;采集到的电压向量也用相同的方式处理,作为压缩感知的测量信号.然后利用压缩感知信号重构算法恢复原始信号.最后进行了仿真实验,实验结果表明,利用本方法获得的重建图像误差和相关系数比传统图像重建算法要好.由此可见,这是一种精度较高的MIT图像重建方法.     

CPT系统拾取端能量注入式稳压电路的设计

针对非接触电能传输系统的输出电压控制方式,分析了影响CPT系统输出电压稳定性的因素,设计了一种能量注入式的拾取端稳压电路.该电路以输出电压为控制对象,以输出功率为控制目标,根据负载的需求实现系统输出电压的稳定,并且在能量状态转换的过程中基本实现了软开关.从能量的角度对该电路的输出电压和输出能量状态进行了分析,根据能量状态的改变提出了功率调节占空比的概念,并给出了相应的计算公式.实验结果证明了该方法的有效性.     

活体植入式系统体外射频电源的设计与讨论

研究了植入系统中电源的设计，并进行了实验。根据活体生理环境的特殊需要，给出一个满足供电系统要求的体外射频供电电源，该电源具有体积小、功率大、安全可靠的特点。着重研究了线圈耦合位置对供电效率、输出电压的影响，对各种失配引起的供电效率下降、输出电压不稳定做了详细的实验和讨论，并提出改进措施。     

一种低输出纹波的开关电容DC-DC变换器

论述一种新的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构。在设计中采用两个附加的对称电容器以及相应的开关,以减少由于输出电容的等效串联阻抗造成的输出电压纹波电平。文中以一个１２Ｖ／５Ｖ的变换器为例讨论了这种方法。ＰＳＰＩＣＥ仿真和实验结果表明该方法是可行的。     

低频楼梯压电发电装置的数学模型和实验

 为收集和利用密集人群对楼梯的踩踏能量,设计了一种基于低频的新型楼梯压电发电装置,基于RLC 等效内阻建立了该装置的发电电路和数学模型;利用搭建的振动实验平台,对等效电路和数学模型进行实验验证。结果表明,在低频条件下,激励位移越大,频率越小,该压电发电装置输出的电能越大;压电发电单元的实验输出电压为电路中等效电阻Z₂的电压,利用数学模型计算得到的理想电压源电压是实验空载电压的2.64~2.88 倍;通过对实验数据的分析计算,得到了与理论计算电压变化规律相一致的实验电压源电压,两者最大误差为7.1%,验证了该压电发电单元等效发电电路和数学模型的正确性。     

无平衡电抗器24脉自耦变压整流技术研究

提出了一种利用电压矢量合成的无平衡电抗器24脉自耦变压整流器拓扑结构,自耦变压器每相5个绕组,根据不同绕组之间叠加的电压矢量使4组整流桥在同一时刻只有两个二极管导通,并将电压矢量差值最大的线电压送至输出端,主整流桥与辅整流桥根据不同时区主辅电压矢量的合成依次自然换向,不对称的输出电压矢量构成形式使整流桥可直接并联输出24脉波直流电压.论文推导了自耦变压器的匝比、系统输入电流表达式及输出电压表达式,并通过对网侧电流谐波含量及变压器等效容量的计算分析了系统的性能,最后通过仿真以及实验验证了设计的合理性.      

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

一种可程控参考电压源电路设计

该文设计的可程控参考电压源电路,具有低温度系数、高电源抑制比、范围可调的性能;设计由外部输入数字信号而转换为芯片内部的参考信号的开关电阻分压电路,不仅提供了与转换相对应的参考电压,还提供了整个芯片其他电路所需的基准电压。这种电路可广泛地应用在可程控微电路中,通过Mutisim2001仿真和实验,得到较好的电压输出特性。     

CCM下buck变换器在起动及输入电压突变时的特性

通过建立变换器中电感电流包络和输出电压包络的微分方程，对连续导电模式(CCM)下闭环的PWM buck变换器起动及输入电压突变时的输出电压的动态特性进行了理论分析，得出了过渡过程中输出电压存在振荡和过冲现象的条件，并推导出了振荡频率、过冲电压发生的时刻和过冲电压的最值。最后采用PSPICE仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

高稳定性低压差线性稳压器的研究和设计

低压差线性稳压器的输出电压精度受电源电压调整率、负载调整率、基准精度和取样电阻匹配度等因素的影响。通过对影响线性稳压器的输出电压精度因素的分析,提出新的优化电路设计。利用cadence软件0.5um 工艺对影响低压差线性稳压器电路的输出电压的关键指标进行了仿真验证,输出电压精度良好,电路具有很高的性能。     

单端反激式高频高压开关稳压电源

结合一实际课题,对单端反激式高频高压开关电源进行了系统的设计和实验性研究。针对高压输出情况下功率管的耐压问题,提出了在功率变换级采用双管串联反激组态电路解决管子耐压这一有效措施;文中给出了主电路,尤其是主电路变压器的详细设计步骤,并给出实际的元器件参数;成功研制出一台输入220V,输出2000V／3mA的样机。样机实验证明了分析和设计的正确性。