节能灯电子镇流器用磁芯的参量测试及选用

该文就节能灯镇流器铁氧体磁芯的工作磁通密度、饱和磁通密度以及磁导率等几个磁性参量以及各自对磁芯电感的影响进行了介绍,在100kHz频率下,采用最大激励电流测试法分别测量了3种磁芯的多种参量,根据测得的B-H曲线和不同温度下的工作磁通密度值,并结合节能灯磁芯电感的选用标准对结果进行了比较。最后将3种磁芯制成电感应用于20W/120V的同款镇流器中,对实际应用结果进行分析后,列出了可选用的优先次序,指出了各自应用场合。     

多棒结构磁致伸缩换能器的磁场研究

基于换能器的不同应用背景,设计了2台换能器样机,分别为应用于高频的双棒结构换能器样机和应用于微米级抛光的四棒结构换能器样机。基于Maxwell方程组,应用有限元方法对两台多棒结构换能器样机进行了磁场分析,确定了最佳磁路结构。研究发现,在6 000 Hz频率和2 A励磁电流下,驱动线圈串联的双棒结构换能器的平均磁通密度为0.879 T。与其他磁路结构相比,它的磁通密度更高且更均匀,适用于高频换能器。对四棒结构换能器进行不同激励条件下的磁场分析,结果可知A棒和C棒的磁通密度相位相差180°,B棒和D棒的磁通密度相位也相差180°,磁通密度峰值均为0.45 T。4个磁致伸缩材料棒之间形成闭合回路,漏磁较小,具有三维位移输出,此磁路结构适用于微米级抛光的换能器。     

感应加热谐振电路新拓扑模型研究

为了降低电压型逆变器在高频感应加热电源应用中功率器件上的电流和功耗，提出了一种适用于高频大功率感应加热的新型电感-电感-电容（LLC）谐振拓扑。在拓扑中增加电感，使电源和负载隔离，通过调节负载电流大小来降低功率器件上的功耗；同时去掉高频功率匹配变压器，减小电源的体积和重量，并提高电源效率。给出了该拓扑的谐振特性和各参数设计准则，并根据拓扑特性和系统要求设计了新的锁相环（PLL）控制系统。仿真和实验结果表明，这种拓扑相对于传统的谐振拓扑更能满足高频大功率应用环境的要求。     

基于MATLAB的UPS接负载特性仿真研究

UPS负载的性质和大小对整个逆变系统特性的影响较大,明确负载变化以及实际线路中各种因素对逆变系统的影响机理无疑对合理设计逆变控制系统具有重要意义.从逆变模型角度出发,主要讨论了负载变化、滤波电感和电容中的电阻以及杂散电感和杂散电阻对逆变系统动、静态特性的影响情况,用MATLAB对接不同负载的UPS系统进行仿真,从而为逆变控制系统设计做了铺垫.     

高功率激光电池输出特性仿真分析

激光无线能量传输能够为各类平台提供能量补给,维持设备运行.激光电池是激光无线传能系统中的核心组件,为了研究大功率GaAs激光电池的输出特性,设计了大功率激光电池,并仿真分析了不同激光功率密度、温度等对激光电池电压、电流和转换效率的关系.实验和仿真结果都表明激光电池在100 mW/cm2激光功率密度下,激光电池转换效率最高可达46.6％.并对高功率激光光束进行了匀化设计,仿真计算结果表明激光光束工作面最高功率密度可达3000 mW/cm2,不均匀度小于9.1％.研究首次采用单片式结构实现大功率光电转换,研究结果为大功率激光电池工程化研制奠定基础.     

有源电力滤波器的LCL滤波器分析与设计

LCL滤波器具有低频增益和高频衰减的优越性,但是参数难以确定.文章提出一种有源电力滤波器的LCL滤波器新型设计方法,并根据LCL滤波器的低频特性,求出LCL滤波器的总电感值.滤波电容使电感分为两个不对称的电感,利用电容吸收的无功功率设计出滤波电容值.以谐振频率作为参变量,借助MATLAB仿真软件并结合工程经验,对两个不对称电感值进行分配.系统的实验结果也证明所提出的设计方法是可行的.     

新型单周控制的单相功率因数校正器

提出了一种基于单周期控制的单相通用PWM（Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制）调制器,并将其应用于单相Boost功率因数校正（PFC,Power Factor Correction）电路中,分析了单周期控制的单相Boost PFC电路的控制规律.针对流行的单周期控制的单相Boost PFC电路,提出了一种改进方案,该方案增加了一个电阻补偿网络和一个加法器,主电路电感修改为带中心抽头的三点式电感,其它基本参数和流行的单周期控制电路相同,这样就消除了由于电感电流纹波造成的畸变,同时在一定程度上减小了由于电流断续模式（DCM,Discontinuous Current Mode）引入的畸变,提高了功率因数校正主电路的可靠性,最后给出了系统改进后的试验验证,试验结果说明改进后的PFC电路可以大大提高系统的功率因数,功率因数可达0.994.     

多相非隔离双向DC-DC变换器新型耦合电感设计

多相交错型磁耦合双向DC-DC变换器(BDC)的耦合电感普遍存在设计复杂、开模昂贵、局部温升较高以及耦合非对称等缺点。提出一种新型"EIE"结构耦合电感器,应用于两两对称耦合的四相磁集成BDC。根据电感集成原理和磁路等效原则,分析其磁通及气隙分布,建立考虑边缘磁阻和气隙磁阻的磁路模型,推演出耦合磁件自感、互感及耦合系数,给出可实现磁通对称化和解耦集成的设计原则和方法。该结构耦合电感器可实现耦合系数高自由度调节,并解决了传统"E"形铁芯构造的耦合电感器中边缘气隙磁通损耗较高的缺点。通过有限元仿真和实验,验证了磁路理论和设计方法的正确性,以及在稳态损耗、暂态响应和效率等方面优越性。     

一种三相VSR的LCL滤波器参数设计新方法

三相电压源型PWM整流器被广泛地应用于新能源发电、电气传动、高压直流输电、有源电力滤波、静止无功补偿等领域.在大功率场合,三相电压源型PWM整流器常使用LCL滤波器来滤除PWM整流器开关频率处的高频谐波.针对LCL滤波器传统设计方法的不足,提出了应用遗传算法来设计LCL滤波器的方法.仿真结果表明,因此遗传算法是一种更为...     

一种新型电压型高频链逆变电源

针对电流型高频链逆变电路存在功率开关器件导通电流大,难以完成大功率变换和含周波变换器的电压型逆变电源普遍存在次级双向功率开关管数目众多、成本高、可靠性差、电感电流强迫切断激起高压、效率不高等问题,提出一种新型的电压型高频链逆变电源.首先针对该拓扑结构,提出一种双极性三电平控制策略,然后对逆变电源工作在不同模态下的等效电路进行了分析,最后在Matlab/Simulink仿真环境下搭建仿真平台,仿真结果验证了理论的正确性.     

大功率非晶合金电子变压器的优化设计

大功率电子变压器是开关电源(SMPS)的核心部件,占据开关电源绝大部分的体积和重量,因此其设计的优劣将直接关系到开关电源的使用寿命和性能。针对大功率电子变压器损耗大的问题,对非晶合金电子变压器的优化设计方法进行了研究。分析了电子变压器的磁芯损耗和绕组损耗。研究了以变压器的效率为主要的优化目标,磁芯的工作磁感应强度和导体电流密度为变量的优化方法。用MATLAB编写了计算程序,计算了电子变压器的主要参数。通过分析计算结果,得到了在不同的工作磁感应强度和电流密度下,变压器损耗和效率的关系。考虑最优效率原则,给出了具体的变压器设计参数,并对温度场和电场用ANSYS进行了仿真分析,验证了设计的合理性和可行性。     

钢管漏磁检测设备性能的改进

针对钢管漏磁检测设备检测时信号信噪比较低的问题,根据实际的漏磁检测设备规格参数,采用有限元仿真方法进行励磁优化设计,获得最佳的信噪比.通过加装磁路的措施来消除端部检测时的信号畸变现象,分析了磁路闭合状态对漏磁信号幅度和各个分量的影响.并通过对Hall探头加装导磁铁板的方法,提高探头检测灵敏度.仿真数据同实验结果基本吻合,有效地提高了漏磁检测设备的性能.     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌磁场和流场的耦合分析

借助有限元方法,对小方坯结晶器电磁搅拌过程进行了磁场和流场耦合数值分析,得出了不同频率下钢液内部磁感应强度和电磁体积力及搅拌速度的分布规律.结果表明,在结晶器电磁搅拌时,随着频率的增加,钢液内部磁感应强度降低,电磁体积力在钢液内部分布不均匀;在电流频率为3 Hz时,钢液搅拌速度最大.在现场对结晶器电磁搅拌器的磁场强度进行了冷态测试,实验值和模拟值基本相符.     

一种谐波与无功功率补偿的新方法

提出了一种电力系统谐波与无功功率的综合补偿系统。该系统由两组并联的电压源逆变器组成,其中带Ｌ－Ｃ并联谐振回路的小容量逆变器用来补偿谐波,而另一组低开关频率逆变器补偿基波无功功率。针对谐波与无功功率的大容量补偿,该系统具有低成本和低损耗的特点。文中描述了该系统的结构,分析了其工作原理和控制策略,并通过计算机仿真对理论分析进行了验证。     

Fe-6.5%Si硅钢片交流磁性能的研究

对分别采用粉末轧制法和化学气相沉积法制备的Fe-6.5%Si硅钢片在交流磁场（Bm=0.2～1.0 T,f=50～5 000 Hz）下的铁损、矫顽力和振幅磁导率进行了研究,采用幂函数对测试数据进行拟合,比较其交流磁性能随磁感应强度和频率的变化趋势。结果表明,试样的矫顽力和铁损与磁感应强度的相关性均大于其与频率的相关性;Fe-6.5%Si硅钢片的交流磁化过程和性能与其本征特性密切相关;两类试样初始磁化过程的差异随着频率的提高而增大。     

一机四锭低频电磁铸造铝合金理论研究

通过ANSYS有限元对四锭低频电磁铸造铝合金时,结晶器外套材料对铸锭内部磁感应强度的影响以及4个线圈之间磁场相互影响进行了数值模拟,结果表明,当结晶器外套为导磁材料A3钢时,可以增大铸锭内部的感应强度;对多流低频电磁铸造来说,推荐线圈之间的最佳距离为:相邻线圈电流方向相同,线圈之间的距离应大于30 mm.     

CFRP与钢组合斜拉索斜拉桥方案研究

针对现阶段斜拉索设计所面临的难题,提出了一种新型的基于碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合斜拉索的斜拉桥方案.该方案将CFRP斜拉索与传统钢斜拉索分别应用于斜拉桥恒载活载状态,发挥CFRP材料高强轻质,钢材料弹性模量大的优势而同时又弥补各自缺点.介绍了该组合方案的设计方法和关键力学参数,并利用参数分析给出推荐取值.通过构...     

模糊控制算法在不间断电源PFC模块中的应用研究

工业控制特别是在开关电源领域,PID控制技术一直占据主导地位.近年来,模糊控制研究与应用得到迅速发展.当不间断电源工作时,瞬间加载各种类型负载或负载量时,PFC模块使用PID算法补偿往往产生一定程度的输出振荡,当振荡频繁时会严重影响PFC模块的使用寿命.对此,在PID控制算法中加入模糊控制算法,通过调节PID算法的响应比来减少振荡,提高了PFC模块输出的稳定性和带载能力的适应性.     

直接驱动低速横向磁场开关磁阻电机研究

为了提高开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的转矩密度,实现低速、大转矩输出,满足伺服和电动车等直接电气驱动系统的要求,提出一种新型横向磁场开关磁阻电机(transverse flux switched reluctance motor,TFSRM)。将横向磁场电机的原理应用于开关磁阻电机,简化电机结构复杂程度,提高电机的转矩密度。详细介绍该电机工作原理及结构特点,运用三维等效磁网络法分析样机定、转子不同相对位置时的磁场分布,计算恒电流控制时电机的矩角特性。设计基于DSP(digital signal processor)的电流闭环控制系统,并对样机进行试验。试验结果与理论分析相吻合,理论分析与设计方法的可行性和有效性得到验证。     

采用标准IPM模块的低成本功率因数校正

研究了现有3种适合低成本变频器特点的功率因数校正PFC(Power Factor Correction)电路方案. 针对这些电路的优缺点及存在的问题,提出新的二极管全桥整流配合单开关PFC电路方案. 研究涉及的电路方案都具有使用标准封装IPM模块的特点,特别适合在单相-三相低成本变频调速系统中应用.