适用于低压电力线通信的集总参数线缆模型

为在实验室环境下模拟实际低压电力线缆的信道特性,需要建立电力线通信频段下的线缆集总参数模型。提出了一种通过电磁仿真方法获得分布电阻和电感,以及采用开路阻抗测量方法获得分布电容的方法,在此基础上得到线缆的传输参数并将传输参数转换为Y参数,建立π形等效电路。基于矢量匹配法求解π形电路各支路的无源等效电路,从而建立线缆的集总参数模型。通过对比分布和集总参数模型下传输和阻抗特性的计算结果,证明了集总模型的准确性。所建模型可以通过电路级联模拟各种长度的实际线缆。     

双初级耦合直线感应电动机集总参数模型

在动子进行高速大推力运动场合,直线感应电动机可以设计为N(N≥2)台电机初级绕组上下并联布置共用一个次级的结构形式.本文针对N=2的情形,分析了双初级耦合直线感应电动机上下初级绕组边缘气隙磁场耦合和次级涡流路径耦合关系,在此基础上针对双初级耦合直线感应电动机中双初级上下定子单独通电、双初级同时通入同向电流、双初级同时通入反向电流等不同工况,建立了统一的集总参数模型,并进行了耦合参数的辨识.模型计算和小型试验样机实验结果吻合较好,证明了理论分析的正确性.     

线缆集总等效电磁干扰源测量模型研究

复杂电磁场激励下线缆终端的响应很难通过数值计算的方法准确获得。基于场线耦合理论,提出了线缆的集总等效电磁干扰源的测量模型。根据集总等效源与终端负载无关的性质,得到这一激励下的线缆终端的集总等效源,为分析和研究相同外场激励不同终端负载下的终端响应提供了条件。利用两线架空线模型,通过理论分析验证了该模型的有效性,并研究了终端含有动态元件网络的电磁干扰问题,该模型分析结果与时域有限差分法得到的瞬态时域结果波形和幅值均一致。应用该方法获得了两线串扰问题的集总等效源,并通过计算获得了不同端部负载下的电压响应,计算结果与实验结果误差≤8%。准确地获得电磁干扰等效源,通过建立抑制元件的宽频模型,可以系统地研究抑制措施的抑制效能。     

一种使用集总参数元件实现的一分四功率分配器

功率分配是一种常用的无源器件,随着通信设备小型化的要求越来越高,无源器件的体积成为其发展瓶颈.本文基于Wilkinson功率分配器的结构,采用集中参数元件和电容负载法,设计了一种新型的一分四功率分配器,有效减少了电路尺寸.此功率分配器4端口输出,将输入功率进行4等分.使用ADS软件进行仿真,采用非理想元件,减小体积的情况下,由于电路的偶合效应致使性能略有下降.但是有限的带宽仍然是一个有待解决的问题.     

一种高精度的锅炉单相区段集总参数动态修正模型

通过惯性补偿的方法对锅炉单相区段集总参数模型进行动态修正所得正模型能交好地反映热工对象的分布参数特性,既适用于全工况实时仿真培养系统研究,又适用于电站全程控制系统仿真。     

瞬态电压抑制器在快上升沿电磁脉冲作用下的瞬态响应

为了研究瞬态电压抑制器(TVS)对快上升沿电磁脉冲的响应,基于传输线脉冲(TLP)测试理论,建立了由高频脉冲发生器、同轴电缆、专用测试夹具、30dB脉冲衰减器和高性能的数字存储示波器等组成的测试系统。参考时域传输(TDT)TLP测试方法,利用该测试系统,对典型双极TVS器件在快上升沿电磁脉冲作用下的电流特性和电压特性进行了研究,并对试验数据进行了拟合分析。结果表明,TVS器件的箝位电压、峰值电流等参数均随着测试电压的增大而增大,且与测试电压呈线性关系;而由箝位电压决定的箝位响应时间受测试电压的影响较小。经对比分析实验结果得出,对快沿电磁脉冲,采用固定响应时间下的箝位电压来衡量TVS器件的防护性能是较为合理的。     

电声脉冲法测量系统的等效传输线模型及声学特性分析

采用电声脉冲法测量绝缘内部空间电荷分布时,应用仿真方法准确评估测量系统的特性有助于电荷结果的精确分析.针对测量过程中声波传播与转化这一电荷信号关键传递过程,结合传输线模型中的电压波传播原理,提出了声波信号的等效有损传输线模型的构建方法.基于电极记录点和传感器位置处的一致模拟结果与分析结果,验证了仿真模型的可靠性.针对实...     

基于集总参数法的IGBT模块温度预测模型

从IGBT模块的内部结构和故障机理分析,得到影响IGBT模块可靠性的主要因素是温度的结论,而IGBT模块各层的温度是很难用实验的方法测取的。为了解决这一问题,在分析IGBT模块内部导热机理的基础上,利用瞬时非稳态导热的集总参数法建立热网络模型,并给出热损耗值、等效热阻、等效热容的提取方法。通过与制造商提供的IGBT模块结温实验数据、实测的底板温度和有限元模型相比较,热网络模型温度预测误差小于5%。     

复合材料的陷阱参数对其在真空中高压脉冲下沿面闪络特性的影响

长期以来真空沿面闪络现象一直制约着真空绝缘材料性能的提高，极大地限制了高功率脉冲设备的小型化和实用化进程。该文针对环氧基复合材料引入真空绝缘的背景，研究了脉冲电压作用下，复合材料的表面陷阱状况对其沿面绝缘特性的影响。通过对Simmons等温电流理论的进一步推导，完善了利用表面电位衰减测量材料表层陷阱能量分布的理论和方法，并分析了填料浓度对于材料表层陷阱的影响机制。在已有的二次电子发射雪崩(SEEA)闪络模型基础上，强调了深电子陷阱在沿面闪络过程中的作用，并定性分析了此过程中的物理机制和影响因素。复合材料中的深陷阱对于抑制材料表面的内二次电子发射有一定的作用，通过提高深陷阱的密度可以在一定程度上提高沿面闪络电压。     

基于有源传输线模型的地-架空屏蔽线缆耦合特性分析与参数计算

在外场照射下,计算架空线缆上的感应电流分布时,大地的耦合是不能忽略的,如何从理论上分析大地耦合在线缆上的感应电流,是模拟飞机系统间电子对抗环境的重要基础,因为无论是共模还是异模干扰,都是通过线缆耦合传递能量的。利用有源传输线理论建立的地-线缆耦合模型,给出了纵向阻抗的修正公式,分析了高频下参数的适用范围;同时,针对理论分析结果,进行了实测比对。这为飞机系统间电磁干扰实验的实施提供了必要的理论和数据基础。     

一种基于集总电荷的大功率PIN二极管改进电路模型

提出了一种基于集总电荷建模方法的大功率PIN二极管改进电路模型。传统的集总电荷模型使用有效载流子寿命模型,未考虑载流子寿命和基区电荷浓度之间的关系,导致模型的仿真精度偏低。该文在研究传统PIN二极管集总电荷模型的基础上,首先分析了二极管基区载流子寿命随注入浓度和温度的变化规律,并提出了载流子寿命随浓度和温度变化的集总电荷模型。然后,基于提出的载流子寿命模型建立了改进的PIN二极管集总电荷电路模型,并加入模型物理参数的温度函数,实现了模型对不同温度下PIN二极管通态和瞬态特性的表征,并在PSPICE仿真平台中实现了该模型。最后,用1 700 V/1 000 A IGBT模块中反并联续流二极管对模型进行了实验,仿真和实验结果对比验证了该模型的准确性。     

汽车点火线圈的宽频电路模型及参数提取

点火线圈在实际点火过程中为一瞬态电压变压器,为了能预测其宽频特性,文中将点火线圈绕组等效为多段独立线饼,并以此建立基于集总参数的电路模型。通过有限元法与数据拟合方法,确定各线饼间的电容以及每一线饼内的绕组匝间等效电容;对于线圈电感,利用有限元法分析了频率对电感值的影响,得到低频段内与高频段内的电感值。最后,仿真计算了点火线圈的频域阻抗特性以及时域瞬态电压响应,并分别与测试结果做对比,验证电路模型与参数计算方法的正确性与可行性。     

基于高频电力线模型的整流器传导干扰分析与验证EI北大核心CSCD

电力传输线是引起电力电子装置或系统发生电压反射以及无法满足电磁兼容限值的主要原因,为了实现整流系统电磁干扰估算,构建能够精确反映电磁传输特性的电缆模型是关键环节之一。高频时参数的频率变化及集肤效应引起的分布特性差异对导体电流分布密度产生影响,此时计及集总参数的S.Kim模型无法精确表征传输线固有特性。为实现模型宽频带寄生参数准确辨识,故采用基于"N-Branch"理论的传输线等效电路拟合策略,从而实现预测模型精确逼近和稳定收敛,为功率整流器系统的EMC设计提供有效的理论依据。最后,通过数值计算和实验结果对上述建模机理可行性与准确性进行验证,在低频段传导干扰实测值与预测结果几乎一致,而在高频段仅仅产生约5 d B的估算误差,预测趋势基本符合。     

考虑温度影响的混合型SiC IGBT变参数暂态电热耦合模型建立与分析

SiC IGBT器件以其优良的性能更适合高压大电流应用场合,然而受现有制作工艺限制,其未能实现大规模投产,相比之下混合型SiC IGBT目前能更好地实现效率和成本的最优化。为研究混合型SiC IGBT的性能,提出一种基于Saber的考虑温度影响的变参数暂态电热耦合模型建立方法。首先对器件不同参数的温度敏感度进行分析,得到各温敏参数的温度特性。然后从理论角度分析结温变化对混合型SiC IGBT暂态过程dU_CE/dt、dI_C/dt的影响规律,减少了数学拟合方法额外参数的引入。基于分析建立仿真模型,并搭建实物平台,在不同初始环境温度条件下,随着混合型SiC IGBT器件工作时间的增加,对暂态特性的变化规律和结温升高规律进行测试。最后将建立的变参数暂态电热耦合模型仿真结果与实物结果进行对比,二者具有较高的吻合度,验证了所提建模方法的准确性,为实际工程应用混合型SiC IGBT时的动态性能分析、温度变化规律提供了参考依据。