基于SSPC模块化小型智能配电器设计研究

为了解决航天器供配电系统重量体积制约、提高有效载荷所占比重,采用以单片机为核心处理器,固态功率控制器（SSPC）为功率输出器件、RS422数据总线进行数据传输的小型化、智能化配电器设计方案,代替航天型号传统的继电器和断路器作为功率输出器件、硬线线缆传递控制指令的设计方案,实现航天器电气负载可靠供配电。该方案有效地减少航天器上仪器设备的重量体积,提高供配电系统的工作可靠性数据和传输速率,并且在故障隔离、浪涌抑制等电气系统重要功能上取得显著效果,对其他航天型号供配电系统设计具有借鉴意义。     

基于双模式控制全桥变换器屏栅电源技术研究

针对离子推力器电源处理单元(PPU)屏栅电源,提出了双全桥DC/DC变换器拓扑、移相/占空比控制结合的设计方法,优点是实现离子推力器屏栅电源大功率、宽范围输出电压调节,增大功率密度,以适应电推力器大功率小型化的发展趋势。此处分析了该变换器的原理及工作模态,利用Saber进行仿真分析,通过仿真波形验证了理论正确性。最后在一台1 kW/100 V原理样机上进行验证。结果表明此处所设计的双全桥DC/DC变换器能在双模式控制下实现输出电压宽范围调节(0～1 000 V),满足工作指标。     

40 cm离子推力器设计与性能测试

针对我国木星探测、小行星采样返回等深空探测任务对大功率电推进系统的应用需求,开展了大功率离子推力器研究。通过采用四极环形磁钢会切场放电室、束流直径为40 cm的三栅极离子光学系统、石墨顶触持极六硼化镧空心阴极、耐高温磁钢等先进技术和材料完成了大功率40 cm离子推力器原理样机的研制。试验测试了40cm离子推力器原理样机放电损耗、工质利用率、加速栅电流、减速栅电流等工作参数和束流平直度、推力、比冲、效率等性能指标,试验结果显示:该样机在6.94 kW功率下,推力232 mN,比冲4 367 s,效率71%,束流平直度0.72。     

氙气离子推力器束流等离子体特征参数的Langmuir单探针诊断

离子推力器和航天器的成功整合,需要对羽流-航天器之间可能的相互作用进行全面的评估。为了给二者的整合提供实验依据,设计使用了Langmuir单探针测试系统,对氙气离子推力器束流等离子体参数的空间分布进行了诊断研究。实验中使用栅极表面向外凸出的双栅极Kaufman型离子推力器,真空舱的背景压强为3mPa。与传统静态等离子体不同的是:离子推力器束流等离子体具有很大的定向速度,致使探针电流大幅增加,所以传统静态等离子体条件下的I-V(电流-电位)曲线的解释需要重新考虑并进行适当修正。为了尽量减少定向流对离子饱和电流的影响,实验中选择将Langmuir探针与推力器轴线平行放置。实验结果表明:离子推力器的束流等离子体的悬浮电位、空间电位、离子浓度的变化趋势相似,不同径向位置处的各参数都随着轴向距离的增加而减小。分布图中存在一些参数值较低的特殊点,是因为这些测点并没有位于等离子体束流区域内。通过这些特殊点的轴向和径向坐标,可估计出推力器的束流发散角(16.014°)、栅极半径(在71.3～111.3mm范围之内)、束流形状。     

奥运场馆供配电可靠性的保障——访中建国际设计顾问有限公司电气副总工程师李兴林、董青

为了保证奥运场馆供配电的可靠性，在奥运场馆中采用了市电、永久电源与临时电源、UPS／EPS等多种电源和供配电监控系统、继电保护及自动装置等许多产品和系统作为应对措施。     

超高层建筑应急电源系统探讨

正超高层建筑供配电系统相对于一般建筑来说更为复杂,且特别重要的负荷更多,用户对于供配电系统的可靠性要求极高,应急电源作为供配电系统的保障尤为重要。0引言超高层建筑是指高度在100 m以上的建筑物,其作为城市发展的里程碑,不仅体量大、供电系统复杂,而且存在大量的特别重要负荷和一级负荷,对供电的可靠性相对于一般建筑而言提出了更高的要求。一旦出现外线市电失电,或关键电气设备故障造成局部区域失电,就需要应急电源     

微型射频离子推力器放电等离子体全局模型仿真研究

微型射频离子推力器具有结构简单、工作寿命长、推力动态范围大、性能调节响应灵敏等特点,是国际微电推进领域的研究热点之一.射频离子推力器电离室内的感性耦合放电等离子体特性和推力器的性能密切相关.该文建立了多软件联合仿真的射频离子推力器放电等离子体全局模型,对所设计放电室内径为40mm的微型射频离子推力器开展了包含电磁场、温度场、电路、等离子体化学反应的多物理场耦合仿真分析,并研究了等离子体放电特征参数及推力器性能参数随输入功率、屏栅电势、工质流量及射频频率等因素的变化规律.结果表明,所建立的全局模型计算结果与实验数据吻合良好,输入功率、屏栅电势、工质流量是调节微型射频离子推力器性能的主要因素,该研究为综合调控微型射频离子推力器的工作性能奠定了良好基础.     

石油化工电驱系统两级供电电压设计技术

在石油化工电枢工程中110kV变电所的占地、投资、管理方面比重较大,对电驱站110kV电力系统结构进行简化可以节约占地面积、减少供配电环节、提高供电可靠性、减少运行费用、提高管理水平、促进国内设备国产化制造水平的提高.本文提出电驱站采用两级电压供电的设计技术.通过研究110kV移相变压器、VSDS系统基于升压后各项技术性能整体提升、两级电压供配电系统管理与运行、国内外电网电压结构及供电可靠性,形成成熟的配电系统方案.     

有色金属矿山电力谐波治理与抑制及解决方案研究

根据有色金属矿山供配电系统现状,对其电力谐波的产生、危害及治理与抑制技术进行理论、实验研究。然后在此基础上构建了适用于有色金属矿山供配电系统电力谐波治理与抑制的选型方案。并对具体工程案例进行解决方案与实践研究。本文研究结果可供有色金属矿山应用与借鉴,且对我国公用电网谐波治理与抑制具有较好的参考价值。     

两级式宽输入电压范围阳极电源研究

针对霍尔电推进（HEP）系统功率处理单元（PPU）阳极电源输入电压范围易受电推进发动机、太阳能电池阵等设备的影响而波动范围较大的问题,设计了一款高性能阳极电源,采用了两级式功率拓扑架构,前级为反向耦合两相交错并联Boost变换器,后级为定频LLC谐振变换器。研究该拓扑架构的工作原理并进行小信号建模,仿真和原理样机证明了设计的阳极电源满足宽输入电压范围特性,且具备良好的抗扰动能力及较高的效率。     

Development of the Radio-Frequency Ion Thruster on Atmospheric Gases

The paper presents the results of the first experiments on the implementation of the concept of electric propulsion thrusters that use atmospheric gases as propellant. Such thrusters can be used to create propulsion systems for small, low-orbit (180–240 km) spacecraft. For experimental studies, a radio-frequency ion thruster was selected, and a laboratory sample of the thruster with an output beam diameter of d = 150 mm was developed. Experiments were carried out in which dependences of the propellant mass flow on the power delivered to the thruster’s inductor were obtained (for each dependence, the ion beam current was maintained at the same level). Dependences were obtained when the laboratory sample of the radio-frequency ion thruster operated on xenon, nitrogen, and oxygen. Characteristics and estimations of some integral parameters of the thruster are given.     

电动飞机电推进用永磁同步电机无传感器控制技术综述

随着绿色航空的发展和新能源技术的不断进步,电动飞机也得到了快速发展。作为电动飞机的核心,电推进系统也受到越来越多的关注。永磁同步电机（PMSM）凭借其功率密度大、效率高等优势成为电动飞机电推进系统的理想解决方案。由于不依赖位置传感器,永磁同步电机无传感器控制技术能够更好地满足电动飞机对高空复杂环境下高可靠性的要求。首先,对当前电动飞机推进用永磁同步电机无位置传感器控制的主要方法进行了总结和比较。其次,针对转子起始位置检测、低速起动以及中高速运行中的关键技术和难点进行了分析。最后,对目前研究中存在的问题进行了归纳,并对未来的发展进行了展望。     

电力电子技术在配电网中的应用

随着城乡电网自动化的发展,采用新的控制手段对配电网进行综合治理已提到议事日程,各种高速、大功率、高可靠性的电力电子装置的出现和在配电系统的推广应用（DFACTS技术）,为提高配电网供电的可靠性和电能质量提供了有力的工具。本文对几种主要DFACTS装置的基本原理及其在配电网中的功能和应用前景作了简要的总结和分析。     

航空航天电源专辑主编述评

和地面应用环境相比较，航空航天电源具有空间环境复杂、可靠性要求高、长寿命和高功率密度、可维修性难度大等特点。另外，随着人类向星辰大海进军的步伐不断加快，需要在光伏电源系统技术的基础上，探索无光照条件下的燃料电池、核电源等新型能源系统技术或多种能源组合供电技术、无线能量传输技术和大功率电推进等技术，逐步形成了具有航空、航天特色的新材料、新器件、高可靠封装、高效功率变换、智能配电和并网等技术体系和架构。近年来，适应空间环境的新材料、宽禁带半导体功率器件,三维立体封装与互连技术、智能控制与故障诊断技术、分布式能源系统技术、新型发电与储能等技术成为当前的研究热点，并受到了学术及业界的关注。《电源学报》特别推出《航空航天电源》专辑，以期推进航空航天电源相关技术的难点和热点问题探讨。     

航空推进电源系统研究综述

随着电力电子技术的进步和航空产业绿色发展的需求,以电能作为主体推进动力的航空飞行器受到了广泛的关注。其中,航空推进电源系统的设计对于优化飞机结构、减少碳排放、提高飞机可靠性具有重要的意义。同时,多电/全电背景下的飞机电源系统在转换效率、功重比、能量综合管理等方面也面临着新的问题与挑战。本文围绕着电推进飞机的关键技术,对航空推进电源系统的能源体系架构、电力电子变换器拓扑结构、协同控制方法、能量管理等方面进行了研究现状的梳理。在此基础上归纳和展望了飞机电推进系统的未来研究趋势,包括宽禁带半导体器件、大功率脉冲性负载以及供电冗余度等方面。     

Multi-phase induction machine drive research—a survey

Due to the potential benefits resulting from the use of a phase order higher than three in transmission, some interest has also grown in the area of multi-phase machine. For machine drive applications, multi-phase system could potentially meet the demand for high power electric drive systems, which are both rugged and energy-efficient. High phase number drives possess several advantages over conventional three-phase drives such as: reducing the amplitude and increasing the frequency of torque pulsation, reducing the rotor harmonic currents, reducing the current per phase without increasing the voltage per phase, lowering the dc link current harmonics, higher reliability and increased power in the same frame. The high phase order drive is likely to remain limited to specialized applications where high reliability is demanded such as electric/hybrid vehicles, aerospace applications, ship propulsion, and high power application where a combination of several solid state devices form one leg of the drive. The research has been underway for the last two decades to investigate the various issues related to the use of multi-phase machine as a potential alternative to the conventional three-phase machine. This paper, therefore, reviews the progress made in multi-phase induction machine drive research and development since its inception. Attempts are made to highlight the current and future issues involved for the development of multi-phase induction machine drive technology for future application.     

电力电子在舰船电力系统中的典型应用

近年来,电力电子技术得到了迅速的发展,越来越广泛地应用于舰船电力系统领域.本文列举了电力电子在舰船高速感应发电机静止励磁系统、静止式电能变换系统、直流区域配电系统以及电力推进系统中的典型应用,并对后续加快电力电子技术的发展提出了几点建议.     

营配合一模式智能供配电支持系统的应用

介绍了厦门鼓浪屿配电网营配合一模式智能供配电支持系统的构成、系统的功能及其应用,并提出系统发展方向。系统运行情况显示,该系统具有高科技的优越性、先进性,使鼓浪屿在配电管理、营销管理方面处于国内领先水平,可为目前的智能配电及需求侧综合管理信息系统建设提供借鉴。     

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。