含耦合电感的四管五电平整流器模型预测控制

PWM整流器广泛应用于高压直流传输系统、电力电子变压器和电力机车牵引等领域。以含耦合电感的单相四管五电平整流器为对象,首先,在分析其工作原理的基础上建立了该整流器在两相静止坐标系下的离散化数学模型;然后,针对传统模型预测控制(finite control-set model predictive current control,FCS-MPC)算法存在的开关频率不固定、运算量大、电流内环追踪给定值不精确等问题,利用新的调制函数、空间矢量调制和无差拍控制对传统FCS-MPC算法进行改进。仿真和实验结果均表明改进后的模型预测控制算法不仅保留了传统FCS-MPC算法的快速响应性,而且具有开关频率固定、计算量小、网侧电流谐波畸变率更低、系统延时引起的误差更小等优点。     

考虑逆变器非线性永磁同步电机高频注入电感辨识方法

针对永磁同步电机(PMSM)传统的电感辨识方法受逆变器非线性影响的问题,该文提出一种考虑逆变器非线性影响的高频注入电感参数辨识方法.该方法在两相静止坐标系下注入高频旋转方波电压,并提出一种可抑制逆变器非线性的信号构造方法,采用该构造方法对两相静止坐标系下高频响应电流差值进行构造,得到永磁同步电机dq轴电感参数辨识信号.根据误差分析给出高频注入信号的选取方法.基于1.5kW内置式永磁同步电机(IPMSM)的实验结果表明,所研究方法能实现考虑饱和的电感参数辨识,具有收敛速度快、能够有效抑制逆变器非线性的影响、易于工程实现的优点.     

考虑寄生电感的谐振开关电容变换器电压尖峰抑制

基于碳化硅(SiC)器件的谐振开关电容变换器(RSCC)因其软开关特性,适用于高频、高功率密度的场合.但是较高的工作频率使其对线路寄生参数较敏感,易造成开关器件的电压尖峰问题.通过分析RSCC叠层母排模型,该文建立含有寄生电感的等效电路,研究寄生电感对电路运行模态的影响,并推导开关器件电压峰值与寄生电感之间的关系.在此基础上,提出优化叠层母排结构和吸收电容的电压尖峰抑制方案,仿真及实验结果验证了该文电压尖峰抑制方案的有效性和可行性.     

两相无槽圆筒型永磁同步直线电机电感计算与分析

在电机行程范围内,两相无槽圆筒型永磁同步直线电机的电感会受到电机绕组断开与耦合长度变化的影响,使其变化复杂,无传感控制算法难以实现.因此,需要对该电机电感进行精确的建模.该文基于轴向磁动势函数与轴向比磁导函数分别推导得到该电机在全耦合状态下和全行程范围内电感解析模型.在此基础上,利用有限元数值计算法对电感模型进行参数计算与验证分析,并总结电机全耦合状态下电感的特征,给出耦合长度变化对于电感直流分量与2次谐波幅值的影响规律.最后,对比了样机电感的实验测量值与模型计算值.结果表明,两者之间误差仅为0.04mH,证明了电感模型的正确性.     

基于耦合电感的对称式交错并联低输入电流纹波高增益DC-DC变换器

针对高电压增益、大功率应用场景,提出一种基于耦合电感的对称式交错并联DC-DC变换器.该电路拓扑结合了交错并联与耦合电感的优势,一方面扩大了变换器的容量,降低了输入电流纹波;另一方面可以利用耦合电感的匝比来调节电压增益,提高了变换器的灵活性.由于两相电路耦合在一起,且完全对称,可以实现自动均流,因此,不存在功率失衡问题.通过集成开关电容单元(SCU),并将其扩展至n个,进一步提高了电压增益,避免了耦合电感匝比过高的问题,同时还降低了功率器件的电压应力,因此,可以采用低电压等级、高性能的半导体器件来提高变换器的工作效率.分析该变换器的工作原理、稳态性能,并制作一台额定功率为1kW的样机,实测变换器的最高效率为97.34％,满载时(1kW)效率为94.64％.实验结果验证了理论分析的正确性,以及所提变换器的可行性.     

基于源极电感检测法的SiC MOSFET短路保护电路研究

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)凭借高工作温度、高开关频率和低导通损耗等优点,被广泛应用于高压、高温和高工作频率场合,但SiC MOSFET的短路耐受时间较小,仅为2～5μs,这对SiC MOSFET的短路保护电路提出了更高的要求.首先总结分析SiC MOSFET短路故障特性,然后基于源极电感检测法设计一款SiC MOSFET短路保护电路并简要分析其工作原理,最后搭建实验平台进行实验验证.实验结果表明,所设计的短路保护电路结构简单,当SiC MOSFET发生硬开关短路故障或负载短路故障时,保护电路能够在故障发生的1μs内关断器件,保证器件的安全运行.     

带功率因数校正的开关电源磁性元件设计

开关电源中磁性元件为开关电源中核心元件,需依据开关电源规格进行设计,因其参数设计好坏直接决定开关电源的性能.详细阐述了依据设计规格所进行的Boost APFC中电感和Flyback拓扑中变压器的参数选择设计,并研制了一款宽电压输入带功率因数校正电路的90 W开关电源样机.样机测试数据显示:平均效率大于85％,功率因数大于0.99,输入电流谐波满足IEC61000—3—2规范标准.     

基于电感及红外传感器的硬币辅助回收系统设计

针对目前电子支付普及导致硬币堆积、金融资源浪费的问题,基于数字电感传感器辨伪、红外传感器计数设计了一种辅助硬币回收系统.系统采用树莓派作为主控制器,由硬币辨伪、计数统计和交互显示等模块组成.以一元硬币为测试对象,系统通过大量的实验测得:硬币鉴别准确率为100％,计数准确率为99％以上,达到了沉积硬币智能化、自动化回收的目的,促进绿色金融发展.     

ICP－AES法对Pt－Pd－Rh－RE合金中各组分的同时测定

研究了ＩＣＰ─ＡＥＳ法对ＰｔＰｄＲｈ、ＰｔＰｄＲｈＣｅ、ＰｔＰｄＲｈＹ合金中Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｅ、Ｙ的同时测定方法。通过对同一样品不同测定方法对照，认为本方法简便、快速、适用性广。本法测定的范围是；Ｃｃ、Ｙ０．１～１％；Ｒｈ０．６～６％；Ｐｄ２～２０％。相对误差最大为２％，变差系数＜１％。     

ICP-OES法测定氮化硅粉中微量元素Fe、Al、Ca的含量

本文提出了电感耦合等离子体发射光谱法直接测定Si3N4粉中微量元素Fe、Al、Ca含量的分析方法。进行了样品分解试验,考察了基体对测定元素的影响以及各元素间的相互干扰情况,优化了分析条件,各元素的相对标准偏差均在5%以下,回收率为94%～102%。