基于FPGA的直升机瞬变电磁发射与接收电路控制设计

基于解决瞬变电磁发射机电流波形及接收信号存在的关键问题：一是发射电流波形振荡,影响早期信号的接收;二是补偿后的一次场信号幅值仍较大,而二次场信号的幅值较小;三是双极性对称梯形波的产生、控制方法。详细研究了瞬变电磁发射机梯形波发射机理、接收信号动态范围提升技术。设计得到的输出电流波形为理想梯形波,多频率可选、大功率电流发射可控,可以针对不同地质环境条件做出相应调整等特点,使得地下介质的激发效果达到最优。利用电磁响应接收信号分段采集处理技术,可以实现多通道、低噪声全波形数据采集。研制完成最大发射电流310 A,关断时间800 us,电流过冲极小;补偿后的一次场幅值0.56 V,接收信号20倍放大,波形较为规则。该发射机具有集成度高、稳定性好、实用性强的特点,并在多次瞬变电磁野外实验中取得满意的探测效果。     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计

针对瞬变电磁发射机发射电流过冲造成探测盲区的问题,提出了一种新型瞬变电磁发射机去过冲系统设计方案。该方案在发射线圈两端并联一个优化的RLC二阶电路,在发射电流下降到接近零时接通该电路,让发射电流按指数衰减,从而有效去除电流过冲。仿真与实验结果表明,该方案能够去除发射电流的过冲振荡,减小探测盲区。     

一种新型瞬变电磁仪发射电路设计

为提高瞬变电磁仪测量的准确度,设计了基于FPGA的瞬变电磁仪发射电路。该电路采用EXB841模块设计驱动电路,实现对H桥路上下臂MOSFET的有效驱动;利用改进的H桥路设计及改变传统桥路的控制策略,实现对MOSFET的超短时间关断;采用RCD吸收保护电路降低尖峰电压干扰,改善发射电路输出波形。试验结果表明,该发射电路的发射信号过压仅为正常信号的1.33倍,振荡时间为500ns,下降沿时间为700ns,实现了发射电流的快速关断,且稳定性好。     

一种新型瞬变电磁发射机快速关断电路设计

针对瞬变电磁发射机中发射线圈存在寄生电感导致发射电流关断时间过长的问题,设计了一种新型快速关断电路。在发射电流下降期间,该电路利用晶体管给发射线圈提供一条新的放电回路,利用该回路上电阻大、放电时间常数小的特点实现发射电流的快速关断。仿真和实验结果表明,该电路能够有效地降低瞬变电磁发射机的关断时间,且稳定性好。     

瞬变电磁测井低压大功率发射电路设计

基于瞬变电磁法的过套管电阻率测井技术要求发射电路提供大功率发射信号,且发射信号能穿透套管。因此,必须在套管外侧建立电磁环境,然后测量地层二次场信号以获取电阻率信息。为满足大功率发射需求,分别选取大功率、低导通内阻的三极管和MOS管器件进行发射电路的设计,并接入放置在钢套管内的大功率发射线圈进行发射测试。发射电路中采用放电电阻对发射线圈存储的无用功进行功率消耗,放电电阻的存在使得在发射停止时刻发射线圈尖峰电压幅值非常大,因此试验中低压直流发射电源最大值为10 V。在信号发射过程中,随着发射电源电压幅值逐渐增加,发射过程线圈两端的电压值随之逐渐增加,使得发射功率也逐渐增加。通过试验,获得了发射线圈两端电压值和发射电源电压值的线性关系;验证了在低压发射电源条件下,通过提升三极管发射电路和MOS管发射电路的电源电压,实现大功率电磁信号的发射。     

电网不平衡状态下24脉波整流系统仿真研究

提高电网电能质量问题,由于电网电压不平衡影响安全供电系统,针对在大功率整流器领域中,采用多相整流技术来降低整流电路谐波含量,提高功率因数,但对电网电压不平衡情况下多脉波整流系统不能满足要求的情况,研究了一种新型24脉波整流系统,利用电压电流输出特性,建立模型在MATLAB上对比分析了不同程度电网不平衡对多脉波整流电路输出波形的影响,结果对电网不平衡情况下整流系统输出电压、电流的谐波含量进行仿真分析证明,电网提高了平衡能力,表明24脉整流系统与传统的整流方式相比具有更好的抗电网不平衡干扰的能力,在电力系统中具有更广阔的应用前景。     

充电电流对测量电感值的影响

本文介绍采用向被测电感充放电来测量电感值的方法,并分析不同的充电电流对测量值的影响。用示波器看电压电流波形,并分析各部分波形的产生原因及其所代表的信息。用这种测量方法设计试验电路找出电压波形中反映电感值的信号送到单片机测量出电感值,证明可以测量小电感值的空心电感。通过分析电压电流波形及不同充电电流条件下的数据,证明充电电流大有利于测量电感值。     

基于DSP技术实现空间矢量变频器的研究与设计

针对变频器的结构,设计了变频器控制系统的硬件电路,要包括整流电路、逆变电路、以TMS320F2812为核心控制芯片的控制电路,在完成硬件电路的基础上,设计电压空间矢量(SVPWM)的原理相应的程序,通过仿真得到实际电流电压波形,实验结果证明了该方法正确性.     

基于瞬时无功功率理论的单相电路功率因数测量方法

在对三相电路瞬时无功功率理论进行扩展的基础上,得到了可以测量电压、电流都是非正弦波形单相电路功率的方法,该方法还可用于单相电路谐波电流实时检测,实验结果表明,对于三相电路瞬时无功功率理论的扩展是合理的,该方法是有效的。     

基于MEMS三相栅式位移传感器信号调理电路设计

根据基于微机电系统(MEMS)的三相栅式位移传感器测量原理和输出信号特点,设计了一种信号调理电路。该电路主要由差分前置放大电路、带通有源滤波器和波形变换电路组成。波形变换电路设计采用了非线性放大方法来提高信噪比和检测灵敏度。以此信号调理电路搭建的位移测量系统读数稳定性达到1″,表明该电路稳定性达到测量要求。     

三相并联有源电力滤波器控制策略分析和仿真

该文首先介绍了三相并联型有源电力滤波器的主电路和工作原理,然后分析了基于瞬时无功功率理论的ip—iq电流检测算法并对比研究了滞环比较和三角载波比较两种控制策略,据此建立了仿真模型并进行仿真研究。仿真结果和仿真试验波形验证了该方法的准确性和有效性。     

一种无锁相环i_p-i_q检测新方法

针对常用的基于瞬时无功功率的谐波检测法计算量大、矢量变换复杂、实时性差、鲁棒性弱等问题,提出了一种基于反馈和高性能低通滤波器的无锁相环ip-iq检测新方法。该方法通过预设变换矩阵的频率实现谐波和基波电流的检测,无需坐标变换和锁相环;采用基波电流反馈技术,减小了检测误差及动态响应时间;采用低通滤波器和均值滤波器级联组成高性能低通滤波器,提高了谐波和基波检测的精度和响应速度。该方法适用于单相电路、三相三线制电力系统、三相四线制电力系统的谐波和基波电流检测。     

工矿供电系统谐波治理新方法研究

针对现有无源滤波器滤波效果较差,易出现谐振过电压、谐波放大等现象的问题,提出一种基于基波谐振原理的谐波治理新方法。该方法在电网与无源滤波器之间的三相线路中分别串联一组由电感和电容组成的基波谐振电路,迫使谐波电流最大限度地流入无源滤波器,从而大幅提升滤波器的效率。实验结果表明,增加基波谐振电路后,电流畸变率从10.6%下降为0.942%,滤波效果更佳。     

一种新型的并联型单相有源电力滤波器

通过分析并联型有源电力滤波器的工作原理和系统结构,本文提出一种新型的电流闭环预测控制策略,相比于传统的PI控制、滞环控制和预测控制算法,该预测策略能减小计算量,并降低模型的复杂度。同时,谐波电流检测电路采用单相电流延迟60°构造三相电流d-q变换法,获取逆变主电路的参考电流。该滤波系统还引入PI外环以稳定直流侧的电容电压。最后,采用S imu link的电力系统分析模块进行仿真。结果表明,该滤波系统可有效检测高次谐波分量,迅速补偿谐波电流,同理论分析一致。     

基于80C196KC单片机的任意波形发生器的设计

任意波形发生器作为信号源,在实验教学和实际工作中有着广泛的应用;应用Intel公司80C196KC单片机的HSO功能产生PWM波形,再由PWM波合成频率在20～100Hz之间的任意波形;设计了具体的硬件控制电路和详细的软件实现方法,并以三相SPWM波形发生器为例,给出了实际应用电路及其测试结果;实验结果表明,该波形发生器产生的三相正弦波、三角波、锯齿波失真度小,操作简单,直观,性能价格比高.     

空调EMI电源滤波电路设计与仿真

为提高空调产品的电磁兼容特性,针对典型空调EMI电源滤波电路,提出基于ANSYS仿真软件的EMI滤波PCB设计与仿真方法。分别对滤波电路中的X电容、Y电容、共模电感、差模电感等进行单独建模,搭建完整滤波电路,通过Designer对其进行S参数仿真,利用Q3D准确提取PCB的寄生参数,通过网络分析仪测试相应的滤波PCB,验证该仿真方法的正确性与有效性。     

单相功率因数整流器的理论研究

针对电网中存在的谐波会导致功率因数降低和电流波形发生畸变等问题,详细阐述了一种最适合小功率范围内的有源功率因数校正方法。并根据相关原理,结合Boost变换器设计了一种单相高功率因数整流器。结果表明：经过校正后的输出电流产生的谐波数量明显降低,输出电流的波形近似为正弦波。同时,通过调节电感和电容的参数取值,使电流波纹稳定在了9.667%,输入电压抖动范围稳定在了6.8%左右,使得功率因数获得很大的提高,有效的降低了输入电流的谐波,并抑制了系统中的电磁干扰,保证了系统的正常稳定工作,达到了预期设定的目标。因此,抑制整流电路的谐波,提高功率因数是提高电网供电质量的有效途径。