高速无刷直流电机分立电源控制系统的设计

已有的高速无刷直流电机驱动电源与控制电源使用同一供电装置,以使其在实现功能的同时减少控制系统的体积,实现小型化。但实验中发现,统一供电存在电源信号串扰问题。针对此问题,本文设计了一种高速无刷直流电机分立电源控制系统,首先对电机驱动电源与控制电源进行了分立设计,之后对信号处理系统、信号分配系统和电源保护系统进行了改进设计。使用改进前后的电源控制系统进行了对比实验,结果表明,采用分立电源控制系统后,控制电源可在0～12 V精细控制,驱动电源可在0～100 V之间宽幅输出。改进后控制电源与驱动电源未出现串扰问题,即控制电路不会出现过载,驱动电路不会出现欠载。以上结果表明,电机驱动电源与控制电源的分立设计实现了控制信号的精细化调节,提高了其在运行过程中电信号检测的准确性。     

CSNS电源磁测时序控制系统

电源磁测时序控制系统能够提供磁铁在运行过程中电源控制设备和磁铁测量设备所需要的时序触发信号和同步时钟信号,该系统的准确性和稳定性对于整个磁测显得极为重要。论文介绍了基于Xilinx系列FPGA硬件电路设计、电光-光电转换电路的设计、串口通信驱动模块和LabVIEW-EP-ICS人机控制界面的实现。通过联机测试结果表明,该系统满足了电源磁测对时序控制系统的要求。     

加速器多靶位离子源电动换靶装置

介绍一个利用单片机控制步进电机以完成离子源换靶动作的电控系统,采用新颖高低双电压电源驱动步进电机以及环形脉冲分配器并将几万伏高位上的并行信号转变成串行信号经光纤与地电位上的单片机实现通讯。     

伺服电机在堆芯中子注量率测量系统中的应用

介绍了交流伺服电机在堆芯中子注量率测量系统中的应用。对直流电机控制系统和交流电机控制系统的硬件组成进行了说明。通过对比两种控制系统对测量系统整体性能的影响,得出交流电机控制系统可以提高运动控制精度、优化速度控制和增强测量系统的可靠性。     

核电站稳压器压力非自衡系统的预测控制

针对稳压器压力具有大惯性、多干扰、复杂非线性、难以获得精确数学模型的特点，以及稳压器压力开环不稳定的动态特性，本文采用非自衡系统的模型自衡化进行动态矩阵预测控制器设计，获得控制信号输出以解决该非自衡系统预测控制的工程实现问题，并以MATLAB/Simulink为仿真平台搭建控制系统。仿真对比和扰动测试表明，该控制系统具有良好的控制性能和抗扰能力，同时为动态矩阵控制算法适用于非自衡系统提供了一种可行方案。      

HEPS磁铁电源控制系统设计

介绍了高能同步辐射光源中磁铁电源控制系统的设计。该系统硬件部分包括嵌入式边缘计算控制器Atlas 200和数字电源控制模块。在主控模块Atlas 200中运行EPICS IOC,其设备驱动基于StreamDevice开发,通过Modbus-TCP协议与数字电源控制模块通信,进而实现对磁铁电源的远程控制及未来可扩展的智能控制。上层人机界面采用CS-Studio开发,能够直接控制并保护电源运行状态。本系统已完成离线测试,控制功能均可正常运行。     

电子回旋共振加热波参数控制系统设计

为确保电子回旋系统稳定可靠的运行,基于图形化编程语言LabView设计了电子回旋共振加热波参数控制系统实现对超导磁体电源、阳极电源和灯丝电源的监测和控制,设置电源电压、电流等基本参数;以及在TORAY等计算程序的协同作用下,通过其计算得到的波束入射角度等参数实现对极化器电机的控制,促进等离子体对电子回旋波的吸收。     

提高重水堆燃料操作系统24V DC控制电源运行可靠性的分析

重水堆燃料操作系统24VDC控制电源为24V公共母线、自动母线和手动母线供电。若其因故障失效,将失去油压动力导致系统主要设计功能丧失,导致所有设备的手动、自动控制功能失效,尤其是乏燃料应急喷淋冷却、备用冷却功能的丧失,将造成重水泄漏和乏燃料失去冷却等严重后果。本文对24V DC控制电源展开失效影响和失效模式分析,并结合电源老化现象和换料过程中带来的危害,提出对24V DC控制电源可靠性提升的必要性。本文从24VDC控制电源预防性维修大纲的优化、备品备件库存保养以及增加冗余设计等方面着手,提出相应的措施和对策,有效提高了燃料操作系统24VDC控制电源的运行可靠性。同时针对系统现存的问题,提出改善盘柜通风和简化设计等后续改进建议,以进一步保证机组安全稳定运行。     

强流离子源电参数测量系统的电磁兼容设计

为保证强电磁干扰环境下测量系统的正常工作,对基于虚拟仪器的离子源远程电参数测量系统进行了电磁兼容性设计。从电源供电回路、测控信号输入输出通道、通讯网络、接地及屏蔽等方面研究了有关的电磁兼容性问题,并针对调试中的问题改进了设计。现场试验表明,该设计可以有效减少经由共阻抗耦合、供电电源耦合以及空间电磁辐射耦合途径传输的电磁干扰,远程数据采集系统工作正常。     

5MW核供热反应堆超声波棒位测量系统模块式电源设计

针对5 MW核供热反应堆(NHR-5)控制棒棒位测量指示系统因供电电源电路元器件老化出现输出电压不稳定问题,提出应对电源系统进行重新设计制作。新的设计方案采用模块化设计,整个电源系统由标准AC-DC开关电源模块和三端稳压器构成。与原分离元器件设计方案的比较结果表明,本设计方案除能为各控制棒棒位测量指示系统的功能模块正常供电之外,还提高了电源的稳定性以及可维护性。     

微型X射线管灯丝电源的研制

根据微型X射线管的特点,设计了基于推挽电路和闭环反馈电路的灯丝驱动电源。采用了UCC3808脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制芯片产生两路相位相反的PWM信号,并经由UCC37324金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor,MOS)管大电流驱动器提高驱动效率,实现推挽结构的后端驱动电路。闭环反馈电路的设计采用精密电阻将管电流的信号转换为等比例的电压信号引入到反馈环节,通过系统自身的闭环控制实现管电流的恒定,并保持高效率和低功耗。实验首先通过外接1.5?的功率电阻测量系统功率,测得输入功率为11 W,效率超过80%,符合灯丝电源的功耗指标要求;然后连接实际的X光管灯丝,经测试可正常工作,管流稳定度为0.227%。     

混合模式低噪声3 kV高压直流电源设计

高压直流电源是电离室等核辐射探测器的关键部件。针对需要3 kV左右高压的电离室,本文研制了0～3 kV连续可调的低噪声、高效率、小体积及高稳定性的高压直流电源。该高压直流电源系统采用线性与开关混合模式设计,兼顾了转换效率与低噪声。核心部分升压转换部分采用线性罗耶谐振电路与高频变压器实现,保证足够低的高压电源输出纹波。罗耶谐振电路的供电电源则由边沿时间控制型超低噪声开关稳压器LT1534提供,从而实现了混合模式高压直流电源的设计。高压直流电源输出部分采用二阶RC滤波电路进一步降低了输出电压的纹波。实测输出电压范围为0～3 kV,静态功耗为0.4 W,3 kV输出时纹波为16.55 mV,由此可知该电源可用于低噪声的核辐射探测器供电场合。     

高压线性光纤隔离系统研制

高压供电系统中,需要实现高压主回路与控制、测量系统之间的信号隔离传输,光纤隔离传输不但在电气上可满足高压绝缘要求,且具有较强的抗电磁干扰能力。介绍了利用光纤进行模拟信号高压隔离传输的两种方法及隔离传输系统的结构,给出了模拟信号隔离传输的设计方案。实验结果表明,该光纤隔离系统较好地利用了光发射器线性工作段,实现了供电系统测试电路与被测电路间模拟信号的高电位隔离传输。     

新型微弱电流检测前置放大电路设计

针对常规微弱电流测量电路输入信号范围窄和微弱电流信号容易淹没在背景噪声、元器件固有噪声、电源噪声等干扰中而影响测量结果正确性问题,设计了一种新型微弱电流检测前置放大电路。该设计在分析常规跨阻抗法、对数压缩法前置放大器优缺点的基础上,通过改进设计电路和增加开关消噪电路,加宽了输入电流的测量范围、降低了检测系统的噪声影响、提高了检测速度。实验表明该电路具有较强的噪声抑制能力和较高的检测精度,有一定的实用价值。     

大功率脉冲磁场电源系统

描述了中国环流器2号A(HL-2A)装置磁场电源系统,介绍了电源的控制系统和实验结果。磁场电源总脉冲容量近250 MVA,一次放电脉冲释能1 300 MJ,其中单套电源的最高直流电压为3510 V,最大电流为45 kA,均以脉冲方式运行,脉冲时间5 s,重复周期10 min。电源主回路主要由飞轮脉冲发电机、晶闸管变流设备、硅整流器等组成。采用了硅整流器直接并联、电流平衡、恒角移相控制、整流器全关断检测、先进的监控和脉冲高压强流检测等技术措施。实验表明,磁场电源的性能指标能够满足装置实验的要求。     

The anode power supply for the ECRH system on the J-TEXT tokamak

The electron cyclotron resonance heating(ECRH) system with a 60 GHz/200 k W/0.5 s gyrotron donated by the Culham Science Center is being developed on the J-TEXT tokamak for plasma heating, current drive and MHD studies. Simultaneously, an anode power supply(APS) has been rebuilt and tested for the output power control of the gyrotron, of which the input voltage is derived from an 80 k V negative cathode power supply. The control strategy by controlling the grid voltage of the tetrode TH5186 is applied to obtain an accurate anode climbing voltage, of which the output voltage can be obtained from 0-30 k V with respect to the cathode power supply. The characteristics of the APS, including control, protection, modulation, and output waveform, were tested with a100 k V/60 A negative cathode power supply, a dummy load and the ECRH control system. The results indicate that the APS can meet the requirements of the ECRH system on J-TEXT.     

低能加速器开关电源研制

利用直流脉宽调制技术以及半桥变换电路,为一种低能电子直线加速器成功研制阳极开关电源。根据开关电源的特点,对该电源中低压和高压部分进行详细设计。低压部分采用SG1525A为控制核心,实现脉宽调制、软启动、稳压调节以及过压保护功能。该开关电源主要指标:输出电压0~800V,最大电流400 m A,工作频率为18.5 k Hz,纹波峰值系数为0.9‰,达到设计要求。     

基于3D Si PIN阵列热中子探测器的变增益宽动态前端读出电子学设计

基于Si CMOS技术的前端读出ASIC主要是根据3D Si PIN阵列热中子探测器的输出信号特性设计的。所设计的读出ASIC的主要电路模块包括电荷灵敏放大器（CSA）、模拟开关设计、具有三级电荷灵敏自动转换的自动增益控制模块（AGC）、相关双采样（CDS）和基准电流源电路。仿真结果表明,前端电路的输入动态范围为10 fC~80 pC。根据热中子探测器输出信号特性设计的ASIC的3个增益系数分别为19 V/pC、039 V/pC和94 mV/pC。所设计的ASIC的积分非线性小于 1%。单通道静态功耗约为 536 mW。零输入探测器电容时的等效噪声电荷为2416e-。计数率可达1 MHz 。     

基于数字化控制的核电厂棒控电源柜研究与设计

针对在运行的棒控电源柜存在适用性差、负载输出动态响应速度慢、抗干扰能力差等缺点，设计了一种控制架构采用可编程逻辑控制（PLC）和数字化处理（DSP）技术，主电路采用快速能量吸收回路和双闭环控制方法的棒控电源柜，将该电源柜与ACP1000控制棒驱动机构（CRDM）进行冷热态机电配合试验，试验结果表明，该电源柜满足三代核电的运行要求，且有效改善了在运行的棒控电源柜的不足。      

In-vessel Type Control Rod Drive Mechanism Using Magnetic Force Latching for a Very Small Reactor

A highly reliable control rod drive mechanism driven by an electric motor installed inside the reactor vessel (INV- CRDM) for a very small reactor has been designed. The INV-CRDM contributes to the compactness and simplicity of the reactor system, and can eliminate the possibility of a rod ejection accident. In the design, a new type of latch mechanism using an electromagnetic force to directly connect both of the shafts, one of which was the motor driven shaft and the other the control rod driving shaft, was applied so as to make the INV-CRDM very compact. The cable supplying current remained stationary, even when both of the shafts was moving. The required functions of the latch mechanism are to maintain an adequate latching force for the control rod shaft to move within a stroke of 370 mm, and to release the shafts in a shorter time than 0.2 s after a scram signal is received. A functional test with a model that approximately simulated the design was conducted to test the latching force and de-latching at room temperature. The test showed that the latching force increased with the current of the magnet coil, as did the de-latch time. The post-test analysis with a finite element analysis code revealed that the clearance between the two shafts greatly affected the latching force. With the same analysis method, the design analysis of the latch mechanism at a high temperature condition of 300°C was conducted, and it was confirmed that the latch mechanism contained enough latching force.