功率因数提高的仿真研究与实践

为了提高电能的利用率,减小输电线路的损耗,提高功率因数有着重要意义。研究将Multisim仿真技术应用于功率因数提高中,在保证感性负载额定工作状态不变的原则下,采用并联电容器的方法以实现整个线路的功率因数提高。仿真电路测试在并联不同电容时的功率因数和线路电流,并将其仿真研究应用于实际电路。仿真和实验表明,Multisim仿真在电路设计中优势凸显,它非常直观地显示出并联电容器对线路电流和功率因数的影响,对实际电路功率因数提高的设计实施起着指导作用。感性负载并联电容提高功率因数的方法方便有效。     

车联网多传感器自供能系统储能稳压电路设计

本文针对轮胎内传感器的无线供电问题,重点设计了接收端模块中储能稳压电路。基于电磁共振发射原理,接收端接收到电信号经整流稳压后,为超级电容储能单元充电,此时超级电容停止放电;当无线电能接收中断时,则改由超级电容存储电能向后续电路输入。实验结果表明:当充电电流最大不超过1A时,由0.4V充到额定电压2.7V,并稳压在5V左右,使后续电路能正常工作,满足本系统对充电时间以及储能稳压输出的需求。     

基于超级电容器储能的时域激发极化法发射机研究

针对目前时域激发极化法发射机存在无电能存储、体积较大的问题,设计了一种基于超级电容器储能的时域激发极化法发射机。该发射机采用新的电路拓扑结构,在发射机空闲时由超级电容器存储发电机输出的能量,在发射机工作时超级电容器释放存储的能量,释放出的能量与发电机一起给负载提供功率,有效减小了发电机的体积;同时超级电容器在释放能量时与发电机电源是串联工作,不仅不需要升压电感而且能够实现升压作用,进一步优化了发射机的体积。仿真及实验结果表明,该发射机性能稳定、可靠。     

高压输电线自具电源的设计

介绍了一种从高压输电线上进行取电的电源方案,通过互感自取电直接从输电线上获得电能。凭借将锂电池与超级电容进行联合供电的充放电技术,电源设计部分成功解决了夜间母线小电流状态输出功率小、设备供不上电的问题,运用整流电路后级的能量泄放电路,降低了整流桥上的感应电压并限制了互感器的输出电流,解决了母线大电流状态对后级电路的影响。结果表明,混合能量存储系统比单一能量储能装置可以发挥更好的性能。     

一种有源钳位反激式超级电容均压方法

串联超级电容组中单体间的电压不均衡会造成超级电容使用寿命缩短以及系统能效降低。针对传统反激式电压均衡电路开关管电压应力大、功率损耗大等问题,介绍了一种基于有源钳位的反激变换器串联超级电容储能组高效电压均衡方法。有源钳位电路实现了零电压开关,大大降低了功率损耗。分析了电路电压均衡原理及均压实现方法。对3个超级电容单体串联组成的串联储能系统进行了仿真和试验验证,结果证明了该电压均衡方法的可行性及有效性。     

航天器新型功率电源系统设计

近年来航天器整体技术发展迅速,对电源系统的轻质小型化要求越来越高;传统的功率电源系统储能单元采用蓄电池组或贮备电池,由于脉冲类负载存在脉冲电流用电的工作特性,在储能单元设计时通常采用增加电池设计容量的方式来满足脉冲类负载供电要求,导致功率电源系统轻质小型化设计受到限制;提出一种新型功率电源系统方案设计思路,引入超级电容器与蓄电池组联合供电输出,充分发挥超级电容器大脉冲放电的优势,有利于实现航天器功率电源系统轻质小型化,具有一定的应用前景。     

新型自动调节的高压感应取电装置研究

针对智能电网中高压输电线路在线监测设备的供电电源存在的问题,研究了一种新型可自动调节的高压侧感应取电装置.该装置采用C8051F系列单片机作为控制中心,实现对多绕组线圈自动切换电路、过流保护电路以及后备电源充放电电路的智能管理与控制.该感应取电装置解决了低电流下设备的取能难题及过电流时设备的保护问题,能够有效应对输电线路中电流的宽范围波动,具有长期、稳定可靠供电的能力.仿真与实验数据证实所设计的取电装置具有一定的可行性.     

一种磁电自供电无线传感器电源管理电路研究

针对GMM/PZT磁电复合单元将电磁波能量转化为电能时,其输出电能不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了基于开关电容网络的电源管理电路,对其充放电特性进行了理论与实验分析。结果表明,该电路可以对电路中储能电容充电积累能量,当能量积累到一定程度,电容瞬间放电为无线传感器工作供电。     

基于CAV444的电容式液位传感器设计

介绍了电容式液位传感器的测量原理,提出了一种基于新型电容测量集成电路芯片CAV444的电容式液位传感器的设计方案。测试结果表明,该传感器性能稳定,测量精度较高,误差较小,能够满足低浓度瓦斯输送安全监测系统的水位监测需求。     

一种新型磁电自供电无线传感器供能电路研究

采用矩形杆式磁电复合换能器的双发电单元作为主发电源和辅助发电源,设计了一种电能瞬间放电电路.该电路能够将换能器主发电源采集的能量存储并瞬间释放,提高储能电容的输出功率,而辅助发电源则用来驱动管理电路控制放电电路工作.实验结果表明:当储能电容器中的电能积累到一定程度,管理电路控制电能瞬间放电电路放电,驱动无线传感器工作.     

基于嵌入式的电量计量采集系统研究

考虑到目前电量计量采集系统线路布置复杂,针对窃电行为的监测和判断能力弱,本文研究一种基于嵌入式的电量计量采集系统。嵌入式电量计量系统的构成有两部分：高压侧用电信息无线监测装置和低压侧用电信息远程监测装置。高压侧用电信息无线监测装置的工作原理为对高压侧的电路信息进行采集,之后通过发射模块将信息传递至远程监控单元,监测人员可通过监控中心直接对电路信息进行远距离实时读取。低压侧用电信息远程监测装置对各个用电用户的用电信息进行直接识别,而后将识别分析结果输送到监控主站的信息库中。实验结果表明：高压无线检测装置检测到的数据通过换算后得到的用户用电情况曲线却不能和低压侧无线检测装置得到的数据曲线重合,说明该装置能够检测到人为窃电操作,验证了本文研究的嵌入式电量计量采集系统能够实现窃电的精确识别。     

升压型DC/DC MAX756应用研究

针对无线传感器网络节点的供电问题,应用升压型DC/DC MAX756设计了具有输出电压选择与电池监视功能的无线传感网络节点供电单元。给出了供电单元的原理图设计与印制电路板的设计要点;得到了供电单元的转换效率与输入电压的关系,转换效率随输入电压升高而升高,随输出电流的增大而增大;测试了供电单元的负载瞬态响应能力。结果显示,负载发生突变时输出电压有较大噪声,说明电源的滤波设计需要改进。     

中置式高压电容器柜改进设计

分析了南屯煤矿白马河风井变电所高压电容器柜原设计方案存在的问题,并对其进行了改进设计:选用适用于容性负载的真空断路器;添加放电线圈,并将放电线圈与电容器直接并联,使放电线圈与电容器组成一个完整的放电回路;添加接地开关,接地开关既有机械闭锁又有电气联锁,操作方便,安全性高。实际应用表明,改进设计后的高压电容器柜功能更加完善,更加安全、可靠。     

分布式直流电源远程监控系统及关键技术设计

为了提高分布式直流电源远程监控能力,构建了分布式直流电源远程监控系统架构,能够使其中的各种数据模块实时在线获取直流电源的实时数据信息,并将该数据信息传递到控制中心,从而实现动态调节智能化控制。在实现数据监控时,主控制器采用MSP430系列单片机,通过测量交流压降的方法采集电源的电压,温度检测电路采用DS18B20芯片。开关量监控模块采用AVR单片机Mega64L-8AU作为控制单元,并在通信接口处加装600W的防雷防浪涌保护装置,带有3000V的光电隔离。并设计出故障诊断电路,结合电阻平衡法、不平衡桥法和直流差流法对母线和支路接地故障进行诊断。试验结果表明,本研究方法能够大大提高分布式直流电源远程监控能力。     

脉冲注入法的传感器信号发生装置

脉冲注入法可较为灵敏地反映出各类变压器绕组故障,原理为在线注入脉冲方波,通过测量响应信号判断绕组工况.便携式带电检测仪可较好地实现上述功能,电容传感器信号装置是其重要组成部件,该部件直接安装在电力变压器绝缘套管上,为保证注入信号对在线运行变压器无影响,要求该部件不影响套管电场分布,同时不影响绝缘套管的绝缘特性.针对不同电压等级的电力变压器,设计了相应的电容式耦合传感信号发生装置,通过仿真验证了相应装置的电场分布,证明了其对电力变压器运行无影响,同时对该装置进行雷电冲击试验,检验了该装置的绝缘性能.装置为脉冲在线注入法的成功应用奠定了基础.     

串联锂离子电池组均衡充电方法研究

目前,制约电动汽车发展的关键难题就是串联锂离子电池组电压不均衡问题,为了提高串联锂离子电池组在充电过程中的电压一致性,设计了一种基于Buck斩波电路的串联锂离子电池组均衡充电电路.基于锂离子电池的特点对系统总体设计进行阐述,提出一种改进的能量转移型均衡电路.阐明了该电路的工作原理,给出了均衡充电电路的控制策略.实验结果表明,该均衡电路可以使单体电池电压在充电过程中得到均衡,改善电池组的充电特性,实现较好的均衡效果.     

基于GPRS与DSP技术的分布式电能质量监控系统

国内外电力部门和电力用户对电能质量的关心程度与日俱增,在阐述电能质量监测重要性的基础上,本文提出了基于GPRS模块和DSP技术的电能表计量和监控原理。该系统由DSP电能表、通迅终端、无线网络和监控中心四部分组成。采用基于DSP电能表,可降低厂站装置的成本,增加对电压凹陷、短时中断、电压凸起等事件的监测,扩大系统的应用范围,使系统功能更加完善。采用本文提出的电能质量监测系统和技术,能实现对电能质量的永久性监视,能及时记录供电系统的各种干扰,方便地对整个电网的电能质量水平做出综合评价。     

绞车变频调速尖峰电压吸收装置设计

为了减少电动机接线端尖峰电压对电动机对地绝缘的影响,保证变频绞车安全稳定运行,基于均匀传输线过电压模型及吸收电路原理,设计了绞车变频调速尖峰电压吸收装置。该装置采用电容充放电原理,可以有效降低电动机端尖峰电压,防止电动机绝缘击穿。试验结果表明,该装置减小了变频器输出电压变化率,降低了电动机接线端瞬时峰值,峰值由2 820V降到2 330V,输出尖峰电压得到有效治理。