直流电源系统中小型断路器的选择性保护及应用

电力工程直流电源系统中保护电器的选择是工程设计人员的重要研究课题,DL/T 5044《电力工程直流电源系统设计技术规程》的修编很好地解决了这一难题。通过对直流小型断路器(MCB)(标准型)、直流MCB(高精度型)和具有选择性保护功能的直流小型断路器(SMCB)在工程案例中应用的计算和试验验证,提供了发电厂、变电站直流电源系统中MCB的选择方法,方便了广大电力系统设计人员、继电保护管理人员,可供设计选型参考。     

基于DSC的多参量检测与传输系统设计与实现

多参量检测与传输作为数字测控系统的主要任务,适合采用高性能数字信号控制器（DSC）的解决方案。设计基于TMS320F2407DSC的测控系统,检测多路工作电压、多点温度参数,进行多参量高速AD转换、数据处理,设计RS-485接口与上位机数据传输,实现多参量实时检测、控制功能。该系统具有电路结构简单、数据传输可靠等优点,可用于实时多任务高精度测量与数字化控制。     

精密数控直流电源设计

主要论述了基于dsPIC30f4013的高精度数控直流电源的设计原理及实现方法。该稳压电源以开关稳压芯片LM2596为基础,把开关直流稳压电源的高效率性和嵌入式系统的高精度数据采集处理能力相结合,用I~2C总线的数字电位器MAX5478实现输出电压的微步进调节。设计的开关电源具有输出电流保护功能、LCD1602实时显示电压电流、矩阵键盘人机交互功能。软件采用MAPLAB编译,整个系统经过测试运行稳定。     

基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计

设计了1套小型高精度油气水三相流实验装置,重点讨论该装置的测控系统设计及实现。通过比较可编程控制器(programmable logic controller,PLC)以及单片机测控系统的特性,选择PLC为基础构件测控系统硬件,分析了输入输出设备的数量和性质,根据系统的I/O点数和估算的内存字数的要求,选择了西门子S7-224XP CPU,其程序存储器和数据存储器较大,内置集成了2AI/1AO,2个RS485通信端口,设计了数据采集及PID闭环流量控制等功能,可以实现油气水三相流实验室装置的自动控制,用户在由VB编写的上位机上输入理想的流量值,经过PLC程序运算经模拟量模块输出来控制电动调节阀的开度至达到理想流量。     

高性能EEPROM在浮子式水位计中的应用

本文基于研制出的高精度、高稳定性的浮子式水位测控系统,详叙了一种高性能EEPROM X5045的性能,并介绍了其在该自控系统中的应用。     

高精度高可靠性PMSM控制系统硬件电路设计

针对现代高性能永磁同步电机(PMSM)控制系统对转速进行高精度控制和系统具有高可靠性的要求,设计和实现了一种高精度高可靠性PMSM控制系统。该系统以DSP和CPLD为控制系统核心架构,采用3路独立H桥逆变驱动电路,并设计了电流检测、电流保护、主电压检测和电机转子位置和转速检测等电路,实现PMSM转速的高精度控制。经过实际系统的测试,可以看出,旋转变压器信号品质很高,噪声很小,过流保护信号响应速度很快,电机能在10 000 r/min转速下稳定可靠的运行,而且该系统还具有输出功率大、带负载能力优越、电机运行平稳安静等优点。试验结果证明了该设计的可行性。     

基于高性能单片机的功率直流开关电源的设计

本文基于高性能单片机设计了数字控制的功率直流开关电源。首先介绍了该电源的原理及整体设计方案,其次介绍了部分关键电路的硬件设计,采用软件方式来实现功率直流电源的数字控制,给出了主程序及部分关键部分的程序流程图。该电源具有输出电压连续可调、精度高、电路简单、操作灵活等优点。     

电力直流电源系统的网络化管理及状态检修

分析了直流电源设备运行、监控、维护检修的现状,提出并实施了一种变电站直流电源系统网络化管理、状态检修的管理模式。将计算机技术、测控技术、光纤网络通信技术、智能模糊神经网络技术等应用于变电站直流电源系统,将分散于各地的直流电源的充电机运行参数、蓄电池运行参数、系统运行状态通过光纤网络传送到中心服务器,进行实时监控、分析、故障诊断,实现了设备检修由计划检修向状态检修的过渡,既保证了电气设备的安全可靠运行,又可获得经济效益和社会效益。     

基于单频双相叠加技术的隔离式直流电源设计

本文对非饱和模式下的二次直流电源进行了研究,并设计了一种输出无纹波的隔离式直流电源.本文采用单频双相叠加技术,使基频信号移相90°,并使双相信号分别通过整流器整流,然后经过叠加、滤波和稳压,最后电源输出稳定的、脉动噪声指标优良的输出,其脉动噪声小于0.6 mV(rms),符合设计目标的要求.本文最后对电源输出信号进行了傅里叶级数分析,分析结果证明电源输出信号的高次谐波中,二次谐波、六次谐波等偶次谐波的值均为零,符合设计要求.本文在低噪声直流电源设计方面具有一定的先进性.     

基于双DSP和FPGA的行波超声波电动机测控系统

根据对行波超声波电动机(TUSM)测试和高精度控制的要求,设计了基于双DSP和FPGA的超声波电动机高性能测试控制平台.其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电动机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究;采用现场可编程门阵列(FPGA)的直接数字频率合成(DDS)电路来产生控制开关管导通关断的两相四路高精度PWM波,减轻了DSP的负担.驱动部分采用全桥电路对信号进行功率放大.该系统的优点在于实时性好、精度高、功能完备.最后以直径为60 mm的行波超声波电动机为例,测试分析了驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响,验证了该系统的性能.     

多重监控式智能高频开关直流电源系统

针对变电站直流操作电源可靠性要求高、负荷冲击大、长期经载运行等特点,提出了一种基于多重监控的高频开关直流电源系统的解决方案;通过监控系统集散化设计、高频整流模块内置监控及整流模块采用双级功率变换拓扑等措施,实现了监控系统及电源模块的同时冗余备份,抑制了电源谐波,全面改善了系统的动态响应效果,并提高了电源控制精度及运行的稳定性。     

基于有源PFC原理的升压型DC/DC空间电源设计

采用有源PFC工作原理实现了一种升压型DC/DC变换器模块。作为空间电源完成由蓄电池输出电压50￣90V范围到稳定的128V输出,所采用的核心控制芯片为L4981A。该变换器的设计采用了双闭环控制,其特点是采用电压误差放大器环节实现输出电压稳定,采用电流环误差放大器环节实现输入电流跟踪输入电压且连续。试验结果表明,该变换器的输入电流连续,输出电压精度高,负载调整率高,电压调整率高,纹波电压较低,EMI强度较低,输出功率达到1.5kW。     

大功率高精度程控直流电流源的设计与实现

大功率高精度程控直流电流源的设计与实现对各种要求高精度直流电流源的场合具有重要作用和意义。为了达到输出功率大,稳定度高,精度高,纹波小,调节细度小的高精度直流电流源设计要求,文中设计实现了一种基于STM32F103微控制器为主控制器的高精度程控直流电流源。该系统由双闭环控制系统组成,外环由模糊控制器与AD/DA器件构成数字控制电路,可快速调节电流稳态输出,内环由PI调节器构成电流串联负反馈电路,可抑制干扰并提高输出电流精度。设计了直流稳压扩流电路和达林顿放大电路及功放电路实现了大功率输出。实验结果表明该电流源输出精度可达到十万分之二,稳定度达到十万分之三,带负载能力强,特别适合于要求高精度的场合。     

基于单周及浮充技术的单相高性能有源功率因数校正电路研究

针对双级有源功率因数校正(PFC)技术的改进措施加以分析和论述,阐述了该功率因数校正变流器存在的一些不足之处,研究了一类改进型双级有源功率因数校正开关变流器拓扑,优化改进的有源功率因数校正AC/DC变流器结合单周控制技术控制方法的原理,以及浮充技术.改进的单周控制有源PFC变流器具有结构简单、控制精度高、响应速度快,特别是具有控制性能对系统和电源参数变化不敏感等优点.文中还阐述了变流器的工作机理、控制方法及其试验分析.     

基于单片机的铂电阻高精度温度测控系统

简要阐述了用单片机实现由Pt100进行温度测量温度测控系统的方法,该方法在硬件方面采用由恒流源对Pt100供电、12位精度A/D电压测量的方法,克服了传感器引线电阻带来的测量误差,显著提高了温度测量精度.并配有液晶显示、功能键盘、报警输出、控制输出电路,该系统已经在某化学反应釜温度控制中使用,运行状态表明:该系统参数设定方便,工作稳定,测量、控制精度高.     

自动气象站多功能电源的设计

自动气象站是专业测量仪器,对电源的要求比较特殊,市面上通用型电源产品功能相对简单,不能满足配套需求。综合分析自动气象站对电源的需求,运用高频开关电源技术,设计并改进优化了环路电流取样方法,在大功率条件下使输出电压纹波限制在300 mW以下;运用DC/DC变换和精密的电流测量技术以及防雷技术,巧妙设计电流取样和逻辑控制电路,实现了电流电压精密测量、蓄电池充放电保护及雷电防护等功能。测试结果表明,电源在全量程功率范围内工作稳定,各项性能指标满足自动气象站配套要求。     

利用PMU数据提高电力系统状态估计精度的方法

同步相量测量单元(phasor measurements units,PMU)因能测得高精度的同步相量数据而被广泛应用于电力系统中,而传统的监控及数据采集系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)是电力系统运行和静态安全监视的基础。文中提出了一种PMU与SCADA数据共存的数学模型用于电力系统状态估计。该模型在保留原有SCADA数据的同时,通过虚拟测量方法对PMU观测范围进行大范围拓展,提高数据冗余度及状态估计的精度。仿真结果表明,该方法具有较高的估计精度,且不受网络拓扑结构和PMU数量限制,适于SCADA和PMU数据共存系统。     

移相全桥变换器双模块并联均流技术的研究

讨论移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。分析均流的整个控制过程,在设计时使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175~320V;额定输出电压220V;额定输出功率5·5kW,整机输出11kW的样机。仿真结果和实验结果表明样机的均流性能良好。     

新型低功耗宽量程精密恒电位仪设计

为了满足电化学分析系统中宽量程范围内微电流的准确测量需求,设计了一种新型低功耗宽量程精密恒电位仪,提出了基于补偿式恒电位控制与两级比例电阻法相结合的微电流检测方法,实现10~(-10)~10~(-3)A量程范围内的准确电流测量。文中给出新型低功耗宽量程精密恒电位仪的硬件电路设计,利用等效模型电路推导了电路传输特性,并采用自制的三电极自制针状传感器和高精度电阻模拟生物电化学分析过程。仿真和实测结果表明,新型低功耗宽量程精密恒电位仪信号输出稳定,在10~(-10)~10~(-3)A量程范围内的微电流检测相对误差小于1%,据此设计的便携式恒电位仪已实际应用于组织工程液压生物反应器智能化监测系统。     

Dynamic modeling of a dual active bridge DC to DC converter with average current control and load‐current feed‐forward

Bidirectional power flow is needed in many power conversion systems like energy storage systems, regeneration systems, power converters for improvement of the power quality and some DC‐DC applications where bidirectional high power conversion and galvanic isolation are required. The dual active bridge (DAB) is an isolated, high voltage ratio DC‐DC converter suitable for high power density and high power applications, being a key interface between renewable energy sources and energy storage devices. This paper is focused on the modeling and control design of a DC‐DC system with battery storage based on a DAB converter with average current mode control of the output current and output voltage control. The dynamic response of the output voltage to load steps is improved by means of an additional load‐current feed‐forward control loop. An analytical study of the load‐current feed‐forward is presented and validated by means of both simulations and experimental results. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.