椭圆形平面无源集成EMI滤波器的特性研究

为了减小开关电源的体积,提高功率密度,提出一种椭圆形平面LC线圈结构的平面无源集成电磁干扰EMI(electromagnetic interference)滤波器。通过对矩形、椭圆形平面LC线圈进行有限元仿真,对比其综合因素确定了椭圆形平面LC线圈作为EMI滤波器的基本组成单元,并基于该结构实现了无源集成EMI滤波器。在考虑共模电感的寄生电容和共模电容的寄生电感以及它们的等效电阻情况下,建立了平面无源集成EMI滤波器的高频等效电路模型;利用二端口网络A参数矩阵推导了插入损耗的计算公式。仿真和实验表明了该结构的有效性,以及高频模型和插入损耗公式的正确性。     

可调速掘进机电气控制系统的研究

针对目前掘进机存在的问题,提出通过使用变频器调节掘进机截割电动机转速,以实现截割电动机输出转速和扭矩与破岩效果的最佳匹配,同时提高掘进机在不同工况下的适应性和掘进速度。该掘进机变频系统控制器采用抗干扰能力强、控制精度高、通信接口丰富、体积小和扩展模块拆装方便的BECKHOFF控制器;电气系统主要采用抗干扰能力强的CAN总线进行组网。此掘进机在某矿业公司使用良好。     

基于3D打印技术的耦合电感研究

耦合电感主要应用于矿下开关电源,以提高系统的稳态和动态响应性能。传统的耦合电感由铁氧体和铜线缠绕而成,体积较大,不利于开关电源功率密度的提高;其制作工艺决定了其在空气中的磁通散射较大。针对以上问题,对利用3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)来实现耦合电感的研究。首先,提出2种不同的3D耦合电感结构,并对其结构进行Maxwell仿真和分析。其次,推导出了耦合系数、电感和漏感值的理论计算公式,并分析了其影响因数。为了更好地验证SLS技术生产耦合电感的特性,制作了一个超薄的、易于三维集成的耦合电感模型,并将其应用于一台100 k Hz、10 V输入、2 V/1 A输出的两相交错并联降压斩波电路中。通过测试其在功率电路中的性能,得出其电流纹波和工作效率曲线。由仿真结果和试验数据对比分析可知,3D打印生产的耦合电感不仅体积小,并且能够在开关电源中稳定工作,大大提高了效率。