基于SiCMOSFET的交错并联DC/DC变换器热分析

热性能一直是航空电子设备可靠性的重要性能指标,良好的热设计是保证设备正常运行的必要条件。简要介绍FloTHERM软件的功能,主要研究了利用FloTHERM软件进行双向交错并联DC/DC变换器的建模分析,提出系统热性能改进方案,并与实际实验对比,验证模型仿真的准确性。高温仿真实验进一步验证仿真模型的有效性。对其他电子设备的热分析具有一定的借鉴参考意义。     

DC/DC变换器小信号建模与补偿网络设计

DC/DC变换器小信号建模是研究和分析其稳定性和瞬态响应的主要手段之一.针对单端正激变换器在一个周期内开关管导通和关断两种工作状态,建立了连续工作模式下的平均状态方程;建立小信号模型设计并仿真控制环路的幅频特性和相频特性;优化设计DC/DC变换器控制环路的补偿网络以提高系统的稳定性和瞬态响应,最后通过仿真和实验进行了验证.     

DC/DC开关变换器的无源控制方法

在一般动力学系统无源控制的基础上,以Buck变换器为例,建立了DC/DC开关变换器的Euler-Lagrange平均模型,推导出其无源控制策略,将无源控制方案成功应用到DC/DC开关变换器中,仿真结果表明,无源控制方案的变换器闭环系统对输入电源、负载扰动的瞬态响应特性均较为理想.     

平均电流法均流在数字DC/DC电源中的应用

针对两个数字控制DC/DC电源模块实现并联均流的问题,设计了一款由四个运算放大器组成的均流控制器,该控制器是基于平均电流模式的自动均流控制。介绍了数字控制电源系统的并联均流总体方案,重点分析设计了均流控制电路,研究了数字控制电源的电压反馈控制。通过在基于ADP1053数字式DC/DC电源模块上进行试验,验证了该均流控制电路的合理性。     

电力电子变流装置散热器状态智能预测方法

该文首先通过建立散热器稳态热阻模型和流体动力学模型,从理论上分析散热器散热性能下降的机理,风道压降的增加和表面传热系数的增大导致散热器热阻增大;其次建立基于集总参数模型的散热器状态预测模型及方案,同时建立功率器件功率损耗计算模型,并通过仿真和实验做了相关验证;最后通过实验得出不同堵塞程度下散热器热阻、热容、热时间常数的变化曲线,为散热器在线状态预测提供新的可行方案.     

基于扩展移相控制的双向DC/DC变换器控制策略

储能的发展对双向DC/DC变换器的传输效率有较高的要求,为此提出一种基于最大传输功率的双向全桥DC/DC变换器扩展移相控制策略,并采用奇异摄动法建立了扩展移相控制下变换器的小信号模型。最后,基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,仿真实验结果验证了该策略的有效性和可行性。     

基于TPS61085的DC／DC电源设计

介绍采用TPS61085设计的一款反激式DC／DC电源;实验结果表明,该方案简单可靠,成本低,在某些场合可以完全取代通用DC／DC电源模块。     

基于MATLAB的DC/DC变换器设计与闭环仿真

对DC/DC变换器进行仿真,可更好地指导和改进实际电路的设计调试.但现有仿真软件无闭环仿真模型,针对DC/DC变换器设计很难进行闭环仿真这一问题,本文利用MATLAB软件的Simulink工具箱,结合电路特点,给出环路传递函数,搭建了电路闭环仿真模型,模拟了BUCK电路的环路控制,实现了DC/DC变换器的闭环仿真,为D...     

海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法

随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC系统是海上风电系统中的关键设备,其复杂的级联结构、数量众多的元件和更高的开关频率都给实时仿真带来了巨大的挑战。为此,提出一种海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法,通过仿真算法的并行设计和等效模型的构建两个步骤,实现大规模海上风电直流汇集DC/DC系统的小步长实时仿真。首先,将EMTP算法重新设计为适用于实时仿真的并行算法,并基于此构建直流汇集DC/DC系统子模块的等效模型。其次,根据子模块之间的串联耦合关系,构建直流汇集DC/DC系统的多端口等效模型。最后,在CPU-FPGA异构实时仿真平台中进行海上风电直流汇集DC/DC系统在多种工况下的实时仿真,并与PSCAD/EMTDC离线仿真结果进行对比,验证了所提实时仿真方法的准确性和高效性。     

基于PSIM的非隔离式DC/DC变换器仿真

根据DC/DC变换器的基本原理,在低频、小信号、小纹波3个假设条件下,利用状态空间平均法以及欧拉公式建立了Buck直流变换器的小信号数学模型,采用超前-滞后校正装置对系统进行了串联校正,并利用Matlab软件进行校正辅助分析.在此基础上基于PSIM软件进行闭环控制系统仿真,仿真结果与理论分析一致,表明了该数学模型的正确性以及控制策略的合理性.利用该仿真电路可以模拟实际DC/DC变换电路的运行特性,还可以方便地验证不同的控制策略.     

高压精密直流电阻分压器散热设计

直流电阻分压器的散热问题是制约其长期运行可靠性、测量精度的关键因素之一.尤其在分压器工作电流较高时.笔者通过实验及仿真分析相结合的方法.找到了一种解决方案.设计了一种以高导热系数的固体物质为绝缘介质的直流分压器结构,进行了温度场的计算和温度测量试验.该设计为开发直流电子式电压互感器产品提供了基础.     

小型直流电磁继电器温度场仿真分析

利用ANSYS软件建立了小型直流电磁继电器热电耦合分析模型。热源包括电磁线圈与触头回路,其中触头接触处按接触电阻相等的原则等效为小圆柱体,触头引出脚处外接导线的发热及散热按热通量相等进行当量折合,导电部件均考虑了电阻率随温升的变化。散热分析中计入了热传导、对流及辐射的影响,并考虑导热系数及对流传热系数随温度的变化。运用所建模型,对直流继电器带外壳和不带外壳时,在不同线圈电压下进行稳态热分析,得到了继电器各部分的温度场。根据有限元计算结果计算了各种情况下的线圈平均温升,并与实验数据进行了比较,结果表明两者能较好吻合。     

火电厂热控直流电源系统改造

针对北方联合电力有限责任公司包头第二热电厂长期存在的两路热控直流电源合环不独立、非隔离双电源结构等问题,通过改造,将两路直流系统经DC/AC隔离变换器转换后并联输出,保证了热控直流电源的无扰切换,实现了两路热控直流电源系统的完全电气隔离.     

机械臂关节用无刷直流电动机热场计算与实验

机械臂关节用电机的性能对整个机械臂系统的稳定性具有重要影响,为了节省体积,电机设计时都选取较高的电磁负荷,从而导致了电机温升问题,且在外太空条件下尤为明显,因此,热分析对于电机设计参数的正确选取就显得尤为重要.以设计的某型机械臂用无刷直流电动机为例,应用有限元法分析了电动机内部的热场分布情况,给出了三维瞬态热场的计算模型、求解域内的基本假设及相应的边界条件,通过与实测温升结果的对比,验证了计算模型的正确性,为此类电动机的设计及热分析提供了参考依据.     

无刷直流电动机瞬态电磁-温度耦合场分析

航空用永磁无刷直流电动机通常具有高转速、小体积、大功率密度的特点,因此该类电机的发热问题较为突出。为了对永磁无刷直流电动机温度场进行准确仿真,必须考虑电机内电磁场与热场的耦合效应。采用二维时步有限元法对一台4极3相30 kW表贴式永磁无刷直流电动机的温度场进行了分析计算。各物理场之间的耦合是通过损耗计算及材料特性随温度变化而实现的。计算结果和实测结果进行了分析比较,验证了模型的有效性。     

DCTV阻容分压器热平衡条件下温度及传热特性分析与计算

传统直流电压互感器用阻容分压器作传感器,阻容分压器具有明显的自热效应,而且容易受到空气温度的影响,了解阻容分压器的温度分布及散热情况具有重要的意义。为此,结合经典的传热理论,建立了阻容分压器的传热模型,分析了热平衡时阻容分压器的传热过程,介绍了一种在热平衡条件下计算阻容分压器温度分布和散热情况的迭代算法,对典型尺寸的阻容分压器进行了计算,研究了阻容分压器的温度分布和散热情况以及空气温度、分压器功率对变压器油温度的影响。计算结果表明:①绝缘套管的散热量占总散热量的96%以上,金属盖板的散热量不到金属底板散热量的1/3;②在20°C、500W条件下达到热平衡时,变压器油的温度为43.04°C,绝缘套管内、外壁的温度差为3.61°C;③40°C条件下,1000W时的变压器油温度比500W时的高17°C;④500W条件下,40°C时的变压器油温度比20°C时的高20°C。     

直流隔离开关接触系统热稳定性仿真分析

以ZGW5-150型直流隔离开关接触系统为研究对象,运用SolidWorks软件建立触头与触指的三维简化模型,且通过理论计算其接触系统产生的焦耳热,利用ANSYS Workbench软件进行接触系统温升仿真,通过分析直流隔离开关触头与触指在稳态条件下的温升情况可知,直流隔离开关在7 500 A下可以正常工作,其接触系统最高温度为55.297℃,将仿真结果与试验数据对比,结果基本一致,误差满足精度要求。     

两电平可升压自然软开关DC/AC变流器发热均衡控制研究

介绍了一种能有效整合DC/DC和DC/AC两级电能变换的自然软开关逆变器拓扑结构,详细分析了该拓扑工作在特殊直通零矢量时,逆变器开关管的转换过程.指出采用传统单一锯齿载波调制模式势必引起输出逆变器上下桥臂开关管发热失衡.为此,提出一种适用于此拓扑的优化控制方案,在获得最佳软化效果的同时,维持逆变器上下桥臂开关管发热均衡...     

火电厂中直流电动机的使用、维护和检修

简述了直流电动机的使用和维护方式.介绍了在发生故障时,如何对照故障情况进行判断和分析,并采取相应的维修方法进行维修,同时对检修方法也进行了相关的介绍.     

大功率直流接触器温度场仿真及影响因素分析

对大功率直流接触器的温度场进行了三维有限元热-电耦合仿真.在建立热分析模型时通过热源等效处理,综合考虑了动、静触头间接触电阻和电磁系统中线圈的发热对接触器温升的影响.在仿真中基于热相似理论计算了接触器各向表面的对流散热系数,考虑了连接铜板对散热的影响,并利用试验对仿真结果进行了验证.基于该模型,进一步研究了接触压力、接触墩外露表面的散热面积、外壳的厚度和材料、连杆材料对接触器温度场分布和触头温升的影响规律,并利用数据拟合得到了触头温升与接触压力的函数关系,为接触器的性能改进和提升提供了理论依据.该研究成果也适用于其他同种类型的开关电器.