超级电容在直流操作电源系统中的应用

超级电容(双电层电容器EDLC)是一种新型储能元件,其与蓄电池相比具有一定的互补性。利用超级电容构成直流操作电源系统中的储能部件,可以解决蓄电池直流操作电源系统中存在的问题,提高电源系统的可靠性和可维性。提出了超级电容在直流操作电源系统中的多种应用方案。     

浅析提高直流操作电源系统可靠性的方法

超级电容(双电层电容器EDLC)是一种新型储能元件,利用超级电容(或与蓄电池一起)构成直流操作电源系统中的储能部件,解决蓄电池直流操作电源系统中存在的问题,提高电源系统的可靠性和可维性。     

基于复合电源的矿用电动轮自卸车能量回馈系统设计计算

传统的矿用电动轮自卸车采用能耗制动,造成能源的极大浪费,提出利用超级电容器与蓄电池联合储能的方式,把制动时产生的能量回收利用,实现节能。设计了再生制动总体方案,对超级电容器和蓄电池混合拓扑结构进行研究,并对系统工作模式进行设计,同时给出了蓄电池和超级电容器数量的计算方法。     

煤矿用锂离子蓄电池循环工况寿命评价方法研究

煤矿系统的储能装置采用的是矿用隔爆(兼本安)型锂离子蓄电池电源,该电源的核心组件是锂离子蓄电池。为了保证锂离子蓄电池在井下安全使用,对大容量矿用储能锂离子蓄电池的性能进行了检测分析与安全性试验研究。研究了不同工况条件下的锂离子蓄电池的循环寿命,XRD、FTIR、X射线衍射等测试。测试结果表明,25℃、100%模拟工况等级工况循环600次后,相当于在井下工作5 a,容量衰减约为5.6%。     

基于ADS的本安型传感器浪涌试验仿真分析

以煤矿本安型传感器为研究对象,针对正向浪涌抗扰度试验中传感器电源端口出现反向电压缺口导致复位重启的问题,应用ADS软件对整个试验过程建立了暂态仿真模型,并对该试验过程进行了分析研究,通过变量扫描分析探讨了模型中各参数对反向电压缺口波形的影响。仿真结果表明,TVS加速了缺口的产生,传感器等效电阻、等效电容和位于TVS后端的等效电感的取值基本不影响仿真波形,辅助供电电源内阻取值会对电源输出端电压波形产生较大影响,电感放置于TVS前端对反向电压缺口有一定的改善作用,而二极管的应用则对波形改善作用明显。     

复合储能装置在煤矿应急电源中的应用

为了满足煤炭行业及企业对供电可靠性的需求,提出将由蓄电池和超级电容组合成的复合储能单元应用于煤矿应急电源中。当煤矿电网发生供电故障时,利用超级电容动态响应快的特点,及时地给煤矿的重要负荷提供动力,并利用蓄电池能量密度高的特点,提供持续动力。     

超级电容在矿用重型设备小型仪表上的供电研究

矿用重型设备在待机状态时,防撞系统、对讲系统、及车载加热系统辅助等小型仪表只能依靠蓄电池为车载系统进行供电,导致蓄电池容量下降幅度大造成发动机启动困难,甚至无法启动。从超级电容器的工作原理、性能特点进行研究,设计一个基于超级电容器的用于矿用重型设备小型仪表的UPS。通过对超级电容器充电和放电过程的控制,实现超级电容器电路对负载的不间断供电,进而保证了矿用重型设备原车蓄电池的正常使用寿命,同时也保证了设备的出动率。     

矿用本安电源保护电路的优化设计

矿用本安电源是煤矿井下供电设备中的重要组成部分,矿用本安电源不仅包括主电路、保护电路,同时还包括备用电源以及防爆外壳,其中保护电路也是其核心部分。通过在矿用本安电源保护电路设计中加入MAX4080SASA的电流检测芯片和LM339比较器设计的新型保护电路,针对本安电源中的保护电路进行优化设计,以期进一步提高本安电源的质量和安全性。     

一种矿用本安电源的设计

介绍了一种实用的大电流输出矿用本安电源,给出了工作原理、系统整体组成及工作过程,并详细论述了系统各部分的设计;电源正常工作时输出电压18 V,电流1.2 A,满足了煤矿工作面自动化系统对大电流本安电源的需求。     

一种本安电源过流测试电路

为了提高本质安全电路特性试验测试水平,用控制电子负载短路、开路的方法模拟火花试验装置.采用LM555,LM358,IRFP22N50A等集成电路实现本安电源过流测试电路.使用该电路模拟火花试验装置对本安电源产品进行试验测试,得到本安电源过流保护中的电压、电流动态特性波形图,并与国标GB 3836.4-2000进行了对比分析.试验结果表明:获得的电压、电流动态变化数据可用来分析判断电源的本安特性,可为本安电源提供一种方便、经济和有效的试验测试手段.     

小型矿用本安型DC-DC隔离电源模块设计

矿用本安电源上电时,容易因负载电容充电造成本安电源误动、可靠性变差;因负载供电线路压降差异导致负载可靠性变差。为解决以上问题,对负载端直流-直流(DC-DC)电源模块进行研究,提出一种新的本安型DC-DC隔离电源模块的设计方案。在该方案中采用特有的三级缓启动电路,具有开机冲击小、输入端等效电容小等特点;采用高稳定度的小环反馈式稳压结构既保证了电源的动态响应速度,又能避免输入端长线造成的自激振荡。     

本安防爆系统与本安电源结构特点及分类探讨

针对本安防爆系统和本安电源概念容易混淆,在相关研究和产品应用过程中产生诸多不便的难题,对本安防爆系统和本安电源的类别划分以及特点进行了详细的分析和探讨。通过归纳建立4种本安防爆系统结构,对不同类型的结构特点、适用场合等特性进行详尽的解析与说明;在总结系统结构过程中根据电源的使用位置与系统的要求引出一次本安电源、二次本安电源的概念,并对二者的设计要求及适用条件进行讨论。同时,对本安电源前端保护和后端保护2种保护模式的特点及适用场合进行阐述。     

截止型EC电路火花放电模型及其特性分析

电容电路模型不能满足对于开关型本质安全电源的研究,为此提出了更精确的电势电容EC电路模型作为研究对象。通过不断优化改进截止电路的性能,依据实验波形,发现截止型EC电路火花放电波形具有直接截取特性;进而依据基于IEC火花试验装置而获得的大量实验数据,进行了火花放电特性的分段研究,建立了火花放电阶段截止型EC电路等效火花放电模型电路,推导出相应的数学模型;结合数学模型和数值仿真工具,分析了截止型EC电路本质安全的关键参数对火花放电安全性能的影响。最后采用不同组参数进行实验,其结果验证了所建立数学模型的正确性及特性分析的一致性。     

混合动力挖掘机混联式控制策略的研究

为了降低挖掘机能耗,提高动力系统的效率,采用了混联式控制策略。由发动机、ISG电动机组成新的动力源,由超级电容供电的回转电动机取代传统的液压马达,构成了挖掘机的回转系统,并采用了超级电容作为储能元件。建立了ISG电动机和回转电动机的控制策略,对回转电动机同时给出了转矩控制和转速控制两种控制算法,由于ISG电动机与发动机直联,因此,着重研究其转速控制算法。结合试验数据分析得出,采用混联式控制策略不仅优化了动力系统的资源配置,回收了制动能量,达到了节能减排的目的,而且实际工作效果达到甚至超过了传统挖掘机。     

超级电容器氧化物电极材料的研究进展

对不同电极材料的储能机理和性能特点进行了简要的阐述，并详细综述了氧化钌、氧化镍、氧化钴等超级电容器电极材料的研究进展和现状．并探讨了其发展方向和研究重点．     

煤矿环境探测机器人混合动力电源研究

为了使煤矿探测机器人具有更好的越障能力,针对普通动力电池难以提供机器人所需大电流放电的情况,结合动力电池和超级电容的特性,设计了动力电池和超级电容组成的混合电源。通过机器人模型进行运动学仿真得出使机器人爬上不同角度的坡道所需的最大电流,而以普通动力电池和混合电源的电流输出能力分别能使机器人爬上的最大坡度为30°和37°,并通过机器人爬坡试验获得了机器人实际最大爬坡角度,与仿真结果一致。表明混合电源能够提高机器人的越障能力。     

矿用本安直流稳压电源的设计与研究

为解决目前矿用本安电源上电时,因负载电容充电造成本安电源误动、可靠性差的现状,结合本安电源短路保护的整定原理和本安电源的特点,对决定本安电源性能和设计水平的核心电路(可靠性组件电路)进行研究,提出一种新型本安电源的设计方案.在该方案中采用功率监视IC做可靠性组件的核心芯片,减小取样电阻值,实现过流、过压、过功率保护,增加上电保护电路,解决了容性负载上电时对本安电源暂态冲击的影响.结果表明,该设计方案提高了本安电源的带负载能力和可靠性.     

提高矿用本安电源带载能力的研究与实践

针对目前矿用本安电源应用于智能仪表的带载能力为电源厂家标称值50%左右的状况,论文从理论分析入手,查找本安电源带载能力差的原因。通过建立本安电源和智能仪表的等效电路模型,结合本安电源短路保护的整定原理,提出了减少本安电源暂态冲击电流的设计方案,解决了本安电源带载能力差的问题,并通过了实践的验证。     

镍锌电池特性及储能技术的分析与研究

针对镍锌电池相比铅酸电池具有的技术优势,分析了不同种类镍锌电池的性能特点和用途,指出铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池、水系金属离子电池、超级电容及混合电容具有的技术优势和缺点,并对镍锌电池储能技术特性进行了论述。通过分析容量特性、内阻特性、温度特性、开路电压、充电效率及能量效率,对镍锌电池SOC进行了估算;通过容量修正算法,实现电池放电过程中温度、放电倍率、放电循环次数的修正,使得电池在恒流放电工况中具有良好的应用效果。研究为镍锌电池在储能系统中的应用提供了理论基础。     

矿用气动湿式孔口除尘器的研发及应用

针对煤矿井下干式钻孔粉尘污染问题,研究了集本质安全、轻便、小型于一体的新型矿用气动湿式孔口除尘器。在对影响除尘效果的主要因素进行试验分析研究的基础上,对关键动力元件,即空气引射器进行了系统深入的研究,并对除尘器的主要性能进行实验室和工业性试验,试验结果表明：该除尘器总粉尘除尘效率分别达99.1%和98.6%,呼吸性粉尘除尘效率分别达94.1%和93.2%,有效保障了矿井安全生产。