采用碳化硅器件的高效率光伏逆变器研究

采用新型碳化硅结型场效应功率晶体管的光伏逆变器与采用硅IGBT模块的传统光伏逆变器相比,具有开关频率高、体积小、效率高的特点.本文对桥式碳化硅模块的驱动,以及以碳化硅器件组成的单相光伏逆变器的开关特性、开关损耗以及效率进行了理论分析与实验研究.通过实验样机的测试,验证了方案的有效性与优越性.     

超轻多孔金属材料数值仿真与实验测试

超轻多孔金属材料具有体积密度小、相对质量轻、比表面积大、比力学性能高、阻尼性能好等特性,可应用于机载电子系统散热,达到强化散热的效果.针对超轻多孔金属材料建立了十四面体精细结构模型、强迫对流换热模型,开展了对流换热仿真及实验测试验证,结果表明多孔金属材料可以有效增强扰流,提高换热性能.基于超轻多孔金属材料十四面体结构单胞精细对流数值仿真模型的仿真结果与实验值误差在15％以内.     

并联Buck-Boost型多电池光伏并网逆变器的研究

随着太阳能、风能等新能源技术的发展,分布式发电技术已经广泛应用在电力系统之中,成为一种新型的发电方式。分布式发电技术具有清洁、环保、高效等特性,其并网技术成为研究的热点问题。针对太阳能光伏发电技术,设计了一套并联的Buck-Boost型多电池光伏并网逆变器,由太阳能光伏电池板、并联的Buck-Boost斩波电路、逆变电路等部分组成,并对光伏发电最大功率跟踪MPPT控制方法和逆变器并网控制策略进行研究,分别选取了电导增量法的MPPT控制方法和双闭环并网控制方式。通过在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型,仿真结果证明了该系统的功能。     

基于DSP的新型光伏并网逆变器的研制

针对太阳能光伏并网发电控制系统的工作性能优化问题,提出一种基于DSP的单相光伏并网逆变器方案。在对光伏并网系统组成分析的基础上,采用DSP芯片TMS320F28335设计了一款非隔离两级式逆变器的样机。利用一种快速变步长扰动观察结合模糊控制算法解决光伏电池最大功率点跟踪以及寻优过程中的误判问题;采取带功率前馈的无差拍并网电流控制方式来优化并网电流质量和提高系统动态响应速度;选用有源频率漂移检测算法来实现防孤岛检测并保证并网电流波形质量。仿真结果证明:该逆变器谐波畸变率为1.38%,效率达到96%以上,满足设计要求。结论表明:该装置具有工作效率高、稳定可靠等优点,符合逆变器低谐波、高效率的发展要求。     

基于反激拓扑的高效率太阳能微型单级并网逆变器

针对使用中央逆变器及组串式逆变器的光伏发电系统中整体太阳能转换效率不高的缺点,提出了将单个太阳能电池板连接一个小功率的逆变器以组成光伏系统,该系统能够使每个太阳能电池板都工作于最大功率点,针对该系统设计了基于反激拓扑的高效率单级并网逆变器,通过电流峰值控制,将太阳能电池板发出的直流电变换成与电网电压幅值匹配的正弦馒头波,再通过工作于工频状态下的晶闸管桥臂换相成正弦交流电,并人电网,锁相采用过零点检测法,最大功率点跟踪(MPPT)算法采用扰动法,给出了控制框图,并搭建了100 W的实验样机.研究结果表明,基于反激拓扑的单级并网逆变器与单个太阳能电池板组成的光伏系统可以有效地提高整个光伏发电系统的太阳能转换效率.     

光伏发电系统并网运行的控制策略与仿真分析

分析了光伏发电并网系统的结构,建立了光伏电池简化模型,采用降压升压装置和扰动占空比算法跟踪分布式电源的最大功率,对逆变器采用电流电压双环结构的控制策略。搭建了并网运行的系统仿真模型。仿真结果表明:并网逆变器输出的电流和大电网电流同频同相,动态响应快,能够较好地反映三相光伏并网系统运行的特性,具有一定理论价值。     

照明用LED的散热计算与分析

在分析照明用LED散热特点的基础上,采用对流实验关联式和辐射热网络计算方法,对一LED的散热进行了分析计算。在给定散热功率的条件下,将计算得到的未作处理的LED散热器表面温度与实测值进行了比较,结果表明两者基本一致,计算结果的相对误差小于5%,证明计算方法的有效性。对计算结果进一步的分析显示,与辐射换热相比,自然对流换热占总散热量的比例较高,表明自然对流是LED散热的主要方式。此外,采用上述方法进一步计算了表面喷涂黑漆的LED散热器的散热,结果表明,提高表面发射率可有效降低散热器表面温度,从而降低LED结温,延长LED寿命。     

某无人机功放载荷被动散热结构设计

无人机功放载荷散热结构是机载电子设备结构设计中的难点,本文针对要求散热结构紧凑、重量轻、耗电功率小、传热路径热阻小等需求,利用Solidworks软件建立了功放载荷散热结构三维模型,设计了基于环路热管的传热结构,通过热仿真软件ANSYS Icepak进行了温度仿真,制作样机并进行了测试。结果表明,在环境温度为55℃,无人机飞行高度为3000m,速度为250km/h条件下,散热结构具有2100W的散热能力,满足设计要求。     

微型逆变器的仿真研究

本文研究了微型逆变器的拓扑结构,对光伏电池的特性进行分析,指出对光伏发电质量影响的几个因素,然后根据微型逆变器的拓扑结构进行仿真,并详细介绍了微型逆变器的工作原理,并就反激变换器的最大功率跟踪方法进行了仿真研究。     

基于烟囱效应的电子设备自然散热设计

采用自然冷却的电子设备的换热性能与其散热结构有着密切的联系。为研究自然散热结构形式对换热性能的影响,采用FloEFD 软件进行了数值计算和对比研究。为强化自然散热效果、降低热源温度,在不增加翅片重量的前提下,基于烟囱效应设计了一种曲面散热翅片结构。仿真结果表明,相比于竖直翅片,曲面翅片结构可有效利用入口效应增强自然对流换热,翅片与盖板结合形成的烟囱结构可有效提高自然对流流速,从而达到强化换热的目的。对直翅和曲面翅结构实验件进行了自然散热实测对比。结果表明,在相同发热条件下,优化后实验件的热源温度相比原结构降低3 ℃ 以上,可为电子设备的高效自然散热设计提供参考。     

永磁牵引系统退磁故障自主延寿控制

为了保障永磁牵引列车在退磁故障下的可靠性与安全性,并缓解由此导致的逆变器损伤加剧问题。提出了一种在混合建模基础上的永磁牵引系统延寿控制方法。该方法在实时监测退磁程度的基础上,提出通过控制率重构的方法,适当降低退磁电机输入功率;在估计退磁程度的同时,将机电系统作为整体进行闭环控制,从而有效地延长了逆变器系统的寿命。以西门子Syntegra永磁同步电机牵引系统为例,对于多种工况下的退磁监测与延寿控制效果进行了仿真的验证,实验结果表明该方法能够准确监测退磁程度,在不影响系统服役性能的前提下,延长逆变器系统的整体寿命。     

基于模糊PID控制的光伏并网发电系统设计

随着全球能源危机的日益加剧以及光伏并网发电系统成本的不断降低,人们对光伏并网发电系统的关注也越来越多。针对"光伏并网发电系统具有非线性,以及光伏阵列的输出电压一般较低"等问题,在光伏并网发电系统的模型设计时增加一级DC/DC变换器,以提高输出电压,利于后级DC/AC逆变器的控制。控制策略采用了模糊PID控制,并利用Matlab/Simulink对模糊PID算法和该模型进行了仿真。研究结果表明基于模糊PID控制以及增加一级DC/DC变换器的光伏并网发电系统的模型是可行的。     

三相六电平电流型逆变器仿真与实验研究

分析了三相六电平逆变器的工作原理,给出了开关组合序列,并研究了阻容性负载时的逆变器的输出电流波形、均流电感电流波形。最终的仿真与实验结果验证了理论分析。     

积灰对光伏组件输出特性影响建模与分析

灰尘沉积在光伏组件上严重影响光伏系统输出的稳定性,导致发电量降低的同时缩短了组件的使用寿命.准确地评估光伏现场积灰浓度,将有助提升光伏发电功率预测模型的精度.本文以光伏电站现场采集的灰尘颗粒为研究对象,首先分析了灰尘颗粒的元素组成、含量、形貌特征和粒径分布,根据光伏组件实际的发电效率和环境参数,建立了积灰浓度软测量模型...     

Effect of thermal radiation on convection heat transfer in cooling channel of photovoltaic thermal system

The effect of thermal radiation on convection heat transfer in flat-box type cooling channel of photovoltaic thermal system with tilt angle of 30 degree was studied by 3D numerical simulation under constant heat flux boundary condition. The temperature contours and velocity fields of fluid near the outlet were obtained. The variations of wall temperature and convection Nusselt number along flow direction for all the separate walls composing the cooling channel were compared and analyzed. The results show that due to thermal radiation, the deflection of the maximum velocity region to heated top wall, together with the asymmetry of temperature field is weakened. For natural convection, radiation promotes the formation of multi-vortices. For mixed convection, heat transfer on all the cooling channel walls is enhanced under the condition of lower heat flux while heat transfer on heated top wall is deteriorated when the heat flux is relative high. Also, pressure re-rising is promoted by thermal radiation.     

LJ276发动机电喷化改造设计

应用GT-Power软件搭建原机模型,并进行仿真计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了仿真模型的准确性。针对原机化油器的不足,建立了LJ276电喷化仿真模型,模拟性能有所提高。依次对进气系统结构进行了一系列的优化设计。结果表明,改进后的汽油机的动力性、燃油经济性均得到一定的改善。制作样机进行台架试验,与原机相比,电喷发动机扭矩最大提高9．2％,功率最大提高9．2％,燃油消耗率最大降低15．4％。     

5G路由器液冷系统的设计和探究

文中针对高热流密度5G路由器开发了液冷散热样机,介绍了液冷系统关键部件的设计,同时对设计的液冷系统开展了仿真评估和回归分析.测试结果表明:在设计流量下,液冷系统满足芯片散热要求,系统流阻匹配性良好,同时仿真结果与实测数据误差不超过10％.最后从电能使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)角...     

某高功率密度密闭电源的结构热设计

分析了某高功率密度密闭电源的散热途径,提出利用矩形肋片的壳体扩展表面结构来加强散热的设计方法。应用热计算分析软件Flotherm,建立了该电源的热仿真模型,将提取的对扩展表面积作用明显的肋片高度、厚度和数量作为热优化设计的输入变量,展开了热优化计算。实践表明,优化后的电源结构能很好地满足散热要求。     

形状记忆合金丝驱动器冷却方法理论分析及实验研究

形状记忆合金(SMA)丝驱动器的冷却时间直接影响驱动器的响应速度。提出了一种以压缩空气为冷却气源的套管式强制空气对流冷却方案,可在不影响其他SMA丝的情况下实现对单根SMA丝的快速冷却。建立了自然冷却换热和强制对流换热的数值分析理论模型,并且对直径为1mm的NiTi合金SMA丝分别进行了自然对流和强制对流换热实验,实验结果验证了数学模型的准确性。     

基于RCP开发的PMSM驱动系统实验平台设计

针对永磁同步电动机(PMSM)驱动技术研究中控制单元资源配置繁琐、算法编程复杂、研究开发周期长等问题,设计了基于快速控制原型(RCP)的实验平台。根据PMSM工作与控制原理,搭建了与dSPACE半实物实时仿真系统对接的软硬件模块,包括逆变器、传感器、保护隔离电路等硬件部分和基于Simulink搭建算法仿真模型、在线调试ControlDesk界面等软件部分。实验证明了驱动系统实验平台的有效性,为PMSM动态性能优化、控制策略研究以及电动机伺服系统预先研发提供了良好的开发环境。