周峰,李鹤,李文婷,黄俊昌[1]（2021）在《大电流测量传感技术综述》文中指出直流、交流和冲击大电流（大于100 A）传感和测量技术广泛应用于电力系统、国防军工、工业生产、试验检测及科学研究中,文中按原理将广泛应用的电流测量技术分为基于欧姆定律的分流器、基于闭环反馈的直流/交流电流互感器、基于磁场测量的开环电流传感器和基于磁光效应的光学电流互感器4大类。在对各种电流测量传感原理简要介绍的基础上,剖析了这些技术的优缺点、适用范围和应用注意事项,并介绍最新研究进展。重点分析了各类大电流传感装置的结构特点、性能参数及测量性能优化方案。最后对本领域的发展趋势和应用前景进行了展望。传统电流测量/传感原理在宽范围温度特性、高动态范围、交直流混合、高带宽等方面的性能提升技术仍是研究热点;光学电流互感器已获得了广泛的应用,在超大电流测量中表现出独特的优势,但需解决较低的可靠性和长期稳定性等问题。
常垚[2]（2021）在《压接式功率半导体模块的机-热耦合机制及应力优化设计研究》文中认为柔性直流输电技术已广泛地应用于大规模新能源并网、远距离电力输运、非同步大电网互联等重大工程,且朝着更高电压等级、更大系统容量、更多网络节点的态势迅速发展。压接式功率半导体模块具有寄生参数小、双面散热快、串联运行易等显着优势,已成为柔性直流输电系统中换流阀和直流断路器等核心装备的优选封装结构。然而,压接式功率半导体模块内部的电-磁-热-力多物理场强耦合,且机械力的交变特征直接决定温度场的分布规律,对压接式功率模块在复杂工况下的运行可靠性具有极为重要的影响。因此,本博士论文重点开展压接式功率半导体模块的机-热耦合机制与优化设计方法研究。一方面,基于接触力学理论,构建模块内机械应力场模型,揭示现有典型商用大容量压接式模块内温度场分布不均的内在特征。另一方面,为提高并联芯片上温度场的均衡性,突破现有压接式封装技术中载荷集中化、夹具分立化的设计思路,研究载荷分布化、夹具一体化的封装协同设计方法。本文的研究内容主要包含以下三个方面。首先,以我国柔性直流输电重大工程中广为应用的代表性压接式绝缘栅双极型晶体管（Insulated-Gate-Bipolar-Transistor,IGBT）为研究对象,提出了压接式IGBT模块的正交热阻抗网络模型。为探索压接式功率半导体模块内部固有的机-热失衡特性,本文首先分析了压接式IGBT模块内部的多芯片布局和集中载荷下压接功率模组的型式结构,发现了模块内芯片通流单元在不同垂直边界上存在的非对称热分布现象,以及芯片在同一压接平面上的失衡力场分布现象。进而提出双面散热边界的热阻参数分布模型,结合多芯片布局方式,构成压接式IGBT模块的正交热阻抗网络。通过解析芯片通流单元的不对称热应力分布,指出了压接式IGBT模块垂直边界上热失衡严重和平行压接面上机-热耦合场中心聚焦的问题。通过搭建压接功率模组型式试验平台,测得了型式试验中压接式IGBT模块热应力双面分布失衡的特性,既验证了以上正交热阻抗网络建模的准确性,也解决了压接式IGBT模块热应力在线测试的难题。其次,提出机械力均衡分布的压接式封装新结构及内嵌式夹具设计方法。为解决现有压接式功率半导体模块内多物理场强耦合且机-热应力失衡的问题,本文首先以多物理场耦合环境中起主导作用的机械力场为分析对象,通过接触力学中的弹性半空间理论,分析压接式功率模组的结构特点,获得了集中载荷下压接式功率半导体模块的机械力场分布规律。在此基础上,将集中载荷等效化为分布载荷,构成压接空间边界内的载荷阵列,得到分布载荷阵列下的力场平衡分布模型。由于分布载荷的压接方式减轻了对夹具设计的要求,以此为基础进一步提出了内嵌式夹具设计方法,将导电母排、散热器等与夹具集成。该新型封装不仅解决了现有商用压接式功率半导体模块固有的热失衡问题,还提高了压接功率模组整体的功率密度。最后,根据以上封装设计思路搭建了压接整流样机,并通过静态特性测试和热应力实验证实了分布压接及夹具内嵌封装技术的有效性。最后,基于压接式功率半导体模块中多芯片并联特点,提出了计及并联芯片热耦合效应的压变型复合热网络。采用内嵌式夹具设计方法的压接式功率半导体模块内,芯片通流单元热耦合效应明显,且机械压力交变作用对热场分布的影响较大。为精确描述并联芯片受机械力场影响的机-热耦合应力分布,将多芯片间传热路径受力形变的效应等效为芯片间耦合热阻抗与机械压力的函数关系,并与单芯片上接触热阻和体热阻结合,形成含压变参数的并联芯片复合热网络。为方便分析复合热网络响应特性,对其进行等效转换并建立标幺化模型,并求解标定功率输入下,各类典型形变状态下的压变型热网络输出。最后根据分布式压接封装技术搭建压变功率模块样机,获得不同压力特性下的热应力分布实验结果。通过分析热应力分布及耦合热阻抗特性,验证了考虑并联芯片热耦合的压变型复合热网络建模的可行性。
那少聃[3]（2020）在《基于自抗扰控制的感应电机EPS系统转矩控制研究》文中研究指明电动助力转向（Electric Power Steering,EPS）系统因符合低碳化、轻量化、智能化的汽车发展方向,具有操纵稳定性好、易于模块化设计和安装、支持个性化助力模式等优势,成为现今应用最广泛的转向系统。本文以配备感应电机的EPS系统为研究对象,以实现时变负载下精确的转矩控制,及轻便灵活、操纵感好的转向控制为目标,对感应电机和EPS系统的控制策略开展研究。EPS系统作为力矩伺服系统,要求能够快速准确地响应驾驶员对转向盘的操纵转矩,而感应电机的特殊结构使其无法像直流电机那样,通过简单算法就能实现高性能的转矩控制。因此,本文以定子磁场定向（Stator Field Orientation,SFO）矢量控制为基础,在考虑电机运行效率的同时,就参数辨识、定子磁链观测以及两轴电流调节等方面进行了详细论述,并设计了 EPS系统的基本助力、回正及补偿等控制策略。感应电机矢量控制中,需要利用电机参数对磁链进行估计。本文通过矢量变换得到定子磁场定向的数学模型;考虑定子磁场定向不涉及转子侧时变参数的特点,采用常规离线参数辨识方法,并根据特殊工况（堵转、空载）下,不同参数的离线辨识原理,分析了参数辨识系统的误差引入项;重点分析了因功率开关元件死区时间造成电流畸变而引起的误差,设计了补偿方案并确定了补偿系数,进而由所搭建的感应电机离线参数辨识实验系统得到所选电机的参数范围。为了进一步得到准确的电机参数,文中采用了基于混沌序列的粒子群算法对实验所得参数进行优化,并定义了电流检测值与系统计算值之间的适应度函数;仿真验证了参数优化模型,并得到最终辨识结果。通过电机运行状态实验,对比优化前后辨识结果,从而验证经优化模型辨识得到的电机参数更接近实际值。SFO控制中存在定子磁链和转矩电流的耦合问题,文中针对EPS系统随机负载情况下,常规定子电流解耦补偿算法的不足,提出了基于自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）的定子磁链闭环解耦控制策略;针对系统扰动变化较大时,线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer,LESO）的观测误差,文中提出了采用并联型扩张观测器对原始观测器的观测误差进行观测并补偿,从而得到改进型ADRC定子磁链解耦控制方案,并通过仿真验证其抗干扰性能、响应性能均优于常规方案。通过对常见磁链观测器的积分饱和及直流偏置情况进行量化分析,考虑EPS系统中电机运行效率优化时需要变磁链控制,文中提出了在传统阈值固定双积分磁链观测器中加入ADRC环节,实现动态磁链的无偏差、无饱和观测。根据EPS系统的工作特点,分析讨论了感应电机效率优化的必要性;采用损耗模型法,建立了与负载转矩和转速有关的定子磁链幅值给定模型;通过整合模型中所涉及的电机参数,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法进行估计,避免了对时变参数的在线辨识。文中根据d轴电流稳定性的要求,设计了 ADRC电流调节器;根据q轴电流响应特性的要求,设计了模糊自适应PID电流调节器,并对两轴电流调节器的性能进行了仿真验证。为了实现EPS系统转向轻便灵活,操纵感好,要求有合理的静、动态控制策略。文中分析了汽车转向过程中,系统的转矩特性及扭杆状态,提出了以传感器测量转矩代替转向盘转矩,建立新型助力特性曲线;针对机械回正不足的问题,建立了以转向盘角度和角速度为参考值的回正控制算法;提出了基于TD的转向盘角速度估计方案,并通过仿真对比其抗干扰性能优于传统微分算法。针对负载突变引起的转向性能下降,提出了基于ESO的负载转矩估计方案,并建立了突变负载的转矩补偿控制算法。为了验证本文所提出的感应电机及转向系统的控制算法,设计了感应电机EPS系统的控制器,并根据转向性能测试需求搭建了 EPS系统测试台,验证了 EPS控制器的基本助力控制、回正控制和补偿控制算法。
张绍哲[4]（2020）在《蓄电池供电的高稳定度平顶脉冲磁场关键技术研究》文中研究表明平顶脉冲磁场（Flat-top Pulsed Magnetic Field,FTPMF）综合了稳态磁场稳定度高和脉冲磁场强度高的优势,是脉冲磁场技术的重要发展方向。随着比热测量和核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）等科学实验系统的进一步发展,科学家们提出了磁场稳定度优于100 ppm、无纹波,同时平顶持续时间100 ms以上的磁场环境要求。目前,虽然各国采用不同技术手段实现了多种性能参数的FTPMF,但是它们在纹波、稳定度或平顶持续时间上存在不同程度的缺陷,不能完全满足科学实验的要求。为此,围绕高稳定度、无纹波、长平顶脉冲磁场的实现以及FTPMF的科学应用,本文主要开展以下三个方面的研究工作:（1）研究脉冲大电流平顶纹波的抑制技术和实时反馈控制策略,以实现高稳定度FTPMF的调控;（2）研究直流电流比较仪（Direct-Current Current Transformer,DCCT）虚假平衡的发生机制和改进措施,拓展动态测量范围,为实现FTPMF的纹波检测与分析提供技术支撑;（3）实现蓄电池供电的高稳定度FTPMF系统,研究FTPMF下比热测量技术,搭建国内首个FTPMF下的比热测量平台。在FTPMF高精度调控方面,本文以蓄电池型脉冲强磁场放电系统为研究对象,针对现有蓄电池型FTPMF普遍存在开关纹波导致平顶磁场稳定度难以进一步提高的问题,提出了一种基于绝缘栅双极性晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）有源区的线性调节旁路新方案,以实现蓄电池型FTPMF的高稳定度调控。由于IGBT工作于有源区属于非常规使用,无相关应用数据参考。为此,本文采用IGBT小信号模型,研究了IGBT有源区电流控制稳定性,得出了所使用IGBT模块的稳定条件为门极电阻大于1Ω;详细分析了米勒效应发生的原因及影响,通过实验得出了避免米勒效应发生的阈值条件;分析了IGBT模块有源区工作时的并联均流特性,设计了用于IGBT有源区的线性驱动电路,并对驱动电路和IGBT整体进行了阶跃响应测试,结果表明其性能良好。随后,以IGBT有源区的工作条件为准则,得出了线性旁路中器件参数选取的计算公式,为FTPMF系统的构建打下基础。根据科学实验的需求提出了40 T/100 ms高稳定度FTPMF的建设目标。受到IGBT功率限制,磁场升高时线性旁路中IGBT数量急剧增加。为此,本文提出了电流注入降压法提升IGBT利用效率的方案,以减少线性旁路中IGBT的并联数量。设计了四相交错Buck电路作为电流注入用电源,将其输出纹波控制在1 V以内以抑制注入电源纹波对IGBT有源区特性的影响。在此基础之上,设计了40 T蓄电池型FTPMF系统,并进行了仿真验证。研究表明,采用该方案在实现40 T/100 ms的FTPMF时,可将IGBT总数目从35个减少到8个,大幅降低成本和实现难度,为40 T高性能FTPMF的实现奠定了基础。在FTPMF的纹波检测方面,电流作为FTPMF闭环控制系统的直接调控物理量,其测量精度是实现高稳定度FTPMF的关键因素之一。为了实现FTPMF的高精度检测与分析,进一步提高其稳定度,本文提出采用DCCT对平顶脉冲电流进行高精度测量的技术方案。而平顶脉冲大电流具有宽量程、高动态范围的特点,如何防止DCCT在电流快速上升阶段发生虚假平衡导致无法测量成为其应用瓶颈。为此,本文采用简化的三折线磁化模型,在理论上得出激励磁势峰值和磁芯饱和磁势是磁调制器静态线性范围的决定因素,通过基于JA磁滞模型的磁调制器仿真研究,总结出磁调制器静态线性范围估算公式,得到DCCT正常运行的不平衡电流上限值;同时,针对被测电流大范围动态变化时不平衡电流过大导致的虚假平衡问题,本文提出了前馈去饱和DCCT技术方案,并从理论上分析了该方案在稳态性能和动态性能上的优越性。在此基础上,设计了30 k A量程原理样机,通过实验验证了所提方案可防止动态过程虚假平衡的发生,并可以实现带电合闸引起的虚假平衡的自恢复,最后在国家计量站对样机进行了校准,检测结果表明样机变比精度在10%量程以上优于10 ppm。由此证明了所提方案的优越性及可行性。基于上述FTPMF高精度调控方法和纹波检测技术,本文开展了FTPMF系统的设计与实现。基于FTPMF系统小信号传递函数模型,分析了磁体电阻变化时控制系统的鲁棒性,确定控制参数选取的理论依据,证明所选取的PI控制参数可以兼容磁体电阻变化,保证FTPMF的控制精度;针对FTPMF大惯性的特点,选择了间歇式采样PI控制方法。在此基础之上,研制了23 T高稳定度、无纹波FTPMF调控系统,并进行了详细的性能测试,实现了最高参数为23.37 T/100 ms/64 ppm的FTPMF,其稳定度指标优于现存FTPMF且平顶持续时间可达百毫秒级,且其磁场调节分辨率达7×10-4 T,可实现磁场强度的精密调节。随后,初步开展了FTPMF下的比热测量技术研究。介绍了比热测量系统构成和热脉冲比热测量原理,详细分析了量热计和样品杆的设计;研制了数据采集系统,搭建了国内首个FTPMF下的比热测量平台;利用Ba3Mn1.9Cr0.1O8材料初步开展了FTPMF下的比热测试实验,证明了所搭建测量平台的可行性。最后,本文对所述工作进行了总结和未来进一步研究的展望。
李梦[5]（2020）在《配网一二次融合背景下高压电能计量设备检定系统研究》文中提出配网一二次融合后,国家电网公司将高压电能计量设备作为精细化调度的重要手段,其准确度不仅影响电力公司的经济效益和决策,且影响用户交易的公平公正。目前计量设备的误差检定与校准,主要通过低压状态下的理论计算综合误差的方式来间接评估高压电能计量设备的整体误差,这种低压状态下的实现方式不符合实际工况,无法精确评价高压电能计量设备的整体电能计量性能。近些年,高压电能计量设备的整体误差校验技术虽取得了一定的进步,但仍存在检定时标准电流互感器在高压状态下产生泄漏电流的问题,影响电流互感器的准确度,使检定与校准失去可信度。本文对传统的高压电能计量设备误差检定方法作了比较分析,提出等电位检定消除泄漏电流的方案和新的检定系统设计方案,研制了一款高压电能计量设备误差检定样机。具体工作如下:设计了基于DSP的三相程控功率源。为了提高输出精度,采用DDS技术和16位高速高精度DAC方式实现,可输出极低波形失真度的高精度高次谐波。为了实现DAC对外部同步触发脉冲的同步跟踪,通过系统内建的DDS频率微调机制实现锁相功能。为了输出高压交直流,采用驱动MOSFET方式放大电压和功率,采用直接电阻取样反馈的方式放大电流。设计了高压等电位电能标准系统。通过采用增加一个以一次侧为参考电位的二次绕组的双二次绕组双极电压互感器,实现可提供高压电位参考的标准电压互感器。通过采用双铁芯,励磁电流提取补偿技术的宽量程零磁通比例变换器,实现具有多变比功能的标准电流互感器。通过基于BF609核心板及高精度AD7608同步采样模数转换器的高压电能采集模块实现计算标准实时电能。由LoRa无线通信方式将标准实时电能送至综合控制单元与被检定高压电能计量设备电能比较计算整体误差值。在带有Windows操作系统的工控机上,通过Qt对综合控制单元进行人机交互界面设计,并将研制的检定系统样机对高压电能表进行测试与验证,结果表明等电位检定的方案,可消除泄漏电流,实现了无泄漏电流的电能检定系统对高压电能计量设备进行整体误差检定。
贾一帆[6]（2020）在《车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究》文中研究指明1821年,电动机被法拉第发明,比内燃机的发明早了近半个世纪。电动机以高品质的能源形式——电能为能量来源,基于机电能量转化原理,可实现电能与机械能的直接可逆转换,在结构复杂度、稳定性、工作范围、效率、响应速度、振动噪声、维护成本等方面全面领先于内燃机。然而直到今天,在公路车辆的动力源方面,电动机仍无法撼动内燃机的地位;这主要是配套的能量储存装置在能量密度、制造成本、使用寿命、充电速度等方面存在明显短板,使得纯电动汽车在续驶里程、便利性、使用成本等方面无法与燃油车辆抗衡。为解决这一问题,搭载双能量源的电驱动车辆应运而生,在保留电机驱动的同时显着改善了纯电动汽车的“里程焦虑”等负面现象;而双逆变器开绕组电机作为一种新颖的驱动构型,特别适合应用于搭载双能量源的电驱动车辆,且相比传统单逆变器搭配DC/DC变换器的双能量源构型,具有更为精细的电流控制、更高的控制自由度与容错能力;可降低单个能量源的母线电压与功率等级并允许双能量源母线电压实时变化;能适应不同的双逆变器与双能量源类型,通过双逆变器协同控制经由电机绕组通路即实现双能量源的可控功率分配。基于上述优点,开绕组电机驱动系统在双能量源电驱动车辆上具有显着的构型优势与应用前景。但现有控制方法对双逆变器开关损耗关注度不足,无法实现功率分配范围最大化,也无法根据车辆运行工况对驱动系统效率以及功率分配范围进行动态协调。因此,为将开绕组电机驱动系统应用于双能量源电驱动车辆,需按照整车性能对驱动系统在动力性、经济性、动态响应以及功率分配能力等方面的需求进行有针对性的设计与优化,并解决双逆变器协同控制难度较大、逆变器损耗较高、功率分配范围受电机工作点制约、双能量源对功率输出环境的要求存在冲突等问题。为满足车用场合的驱动与能量管理需求,本文基于隔离直流母线供电的双两电平电压型逆变器的拓扑结构,采用内置式开绕组永磁同步驱动电机,以及基于转子磁场定向的矢量控制架构;以电磁转矩控制精度与响应速度、电机有效工作范围、驱动系统效率、双能量源功率分配范围为优化目标;采用自下而上的研究顺序,依次对开绕组永磁同步电机驱动系统的数学模型、电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配、电磁转矩与定子电流矢量控制、双能量源的搭配方式与能量管理策略展开研究,提出了相应的控制方法与控制策略;并进行了电机驱动系统动态过程仿真、台架试验以及整车能量管理仿真验证。在研究过程中,形成了以下主要创新点:1、在充分分析双SVPWM控制架构各调制方式组合下电流纹波特性的基础上,制订了双逆变器调制方式组合与切换策略;在电压矢量调制层面充分发挥双逆变器的构型优势,通过对双逆变器零矢量作用位置与合成方式的规划,在获得较低电磁转矩与电流纹波的同时,减少了单位SVPWM控制周期的逆变器桥臂动作次数。2、提出了基于双逆变器电压矢量分配可行域的电压矢量分配策略。明确了双SVPWM架构下电压矢量分配可行域边界的计算方法及其与功率分配的关系,通过基本矢量、饱和矢量、基本方向矢量等特殊电压矢量组合,实现了对电压矢量分配可行域的完全利用,充分发掘了双逆变器功率分配的潜力,尽可能精确执行功率分配指令的同时降低了逆变器器件的开关频率与开关损耗。3、提出了基于最优化理论与斐波那契寻优的电磁转矩控制策略。由电压矢量最小幅值算法提供初始可行点,通过最优化算法分别得到令驱动系统效率最优的SEO算法、令双逆变器功率分配取得上下极限的P1MAX与P1MIN算法,并在三者间进行实时斐波那契寻优;严格控制的计算量使得该策略可以在电机驱动系统控制器中在线实施,在当前电机工作点与功率分配指令的约束下获得驱动系统效率的近似最优解,兼顾了功率分配范围与驱动系统效率方面的需求。4、制定了与开绕组电机驱动系统配套的双能量源搭配方式,提出了基于通用架构的双能量源功率分配策略;通过引入功率分配偏袒系数,可以定量调节功率分配对主副能量源理想输出功率的照顾程度;可应用于不同类型的双能量源组合,在维护主能量源良好功率输出环境并提高其能量转化效率的同时保持副能量源荷电状态的稳定,使电机驱动系统可以长时间稳定运行。研究结果表明,在电机驱动系统原有的矢量控制架构上,通过增加具有功率分配功能的电压矢量分配环节,并对双逆变器调制方式与电压矢量组合进行优化,便可在实现功率精确分配的同时将双逆变器器件开关损耗降到单逆变器的水平,并获得较低的电流与转矩纹波,充分发挥了双逆变器调制的多电平优势;通过对电磁转矩控制算法进行优化,便可在最大化电机有效工作范围的基础上平衡效率与功率分配范围,兼顾了车辆的经济性与能量管理能力。按一定原则搭配双能量源并进行针对性的能量管理,便可在协调主副能量源工作需求的同时维持较高的能量转化效率,使车辆具备长距离稳定行驶能力。
陈一豪[7]（2020）在《直流输电系统交流滤波器选相投切研究》文中研究说明随着直流输电技术的快速发展,对电网设备智能化的要求也逐步提高,交流滤波器作为换流站内最主要的组成设备之一,具有滤除谐波和无功补偿的功能。在直流系统启停和稳定运行的过程中,会对交流滤波器进行频繁的投切,此过程伴随着高频高幅值的暂态过电压和大电流的出现,严重威胁系统的安全。选相投切技术是解决此类电磁暂态影响的有效手段,通过控制相位选择的精度和速度来实现对交流滤波器分合闸电流及过电压的抑制。本文根据电路理论和电力系统电磁暂态响应理论介绍了交流滤波器分合闸的暂态过程,分析了投切交流滤波器对直流换相失败的影响机理,通过PSCAD/EMTDC搭建了直流输电系统模型,仿真分析了随机合闸产生的涌流及过电压水平,对比了合闸电阻和避雷器等措施对涌流的抑制效果,仿真计算不同类型交流滤波器所需的最佳合闸电阻值和接入延时时间。结合高压断路器在不同开距下的电场分布特性计算出预击穿时间和实际关合时间,分析了计及预击穿特性和机械分散性的选相投切技术对抑制涌流和过电压的有效性,提出了合闸电阻和选相投切技术结合的方法,并对比各种抑制措施的优劣性。其次针对带电投入交流滤波器这一特殊工况进行了深入的讨论,分析了电容残压和合闸相角对涌流及过电压的影响,提出了限制带电投入交流滤波器暂态影响的有效方法。本文结合断路器介质绝缘恢复强度和暂态恢复电压的关系,设计了分闸重燃的控制程序,根据高压断路器有关参数计算了介质绝缘恢复强度曲线,分别在直流系统稳定运行和直流系统闭锁两个工况下进行了切除交流滤波器发生单相重燃和两相重燃的仿真。对比分析了不同类型交流滤波器的分闸重燃过电压和电流水平,仿真计算出各类型交流滤波器可避免发生重燃现象所需的最佳预燃弧时间,验证了选相控制对限制重燃过电压的可行性。本文设计了以FPGA为核心的选相控制系统硬件组成电路,运用Verilog HDL语言编写了选相分合闸控制程序和策略,通过模拟测试验证了控制精度的准确性。搭建了模拟试验回路,对断路器进行了空载分合闸试验,得出了断路器的固有分合闸时间。其次进行了交流滤波器选相投切试验,对比了非选相和选相控制下合闸涌流、过电压和分闸暂态恢复电压,试验结果表明,运用选相投切技术可最大限度地限制分合闸电流及过电压。
胡锐[8]（2020）在《直流电源测试仪高速采集电路设计与实现》文中研究说明科技发展日新月异,人们在享受电子设备带来的舒适便捷时,设计师正面临着如何高效准确地测试供电电源性能的难题。直流电源测试仪采用电子测量技术,针对直流电源的稳压精度、纹波电压、浪涌电流和负载调整率等多项输出参数进行自动测试,为电源设计人员提供了可靠的直流电源测试解决方案。信号采集电路作为直流电源测试仪的核心组成,承担着采集直流电源输出电压和电流信号并进行初步运算处理的重任。极高的采集速度有利于发现波形中存在的细节问题,同时精度和带宽也是提高测试仪性能的关键。本文研究并设计了应用于直流电源测试仪的高速采集电路,主要研究内容如下:1.经过对比几种常用的大电流和电压的高速采集方法,选择电阻分流器和阻容分压器进行电流和电压信号的采集。选用低温漂的0.1和0.18)两个采样电阻分别完成2.5A、DC20MHz和250A、DC1MHz两个范围电流信号的采集。对采样电阻的接线方式和电路分布参数的影响进行了分析和优化,并对电路中共模噪声的产生机理和抑制方法进行了分析;设计了200倍衰减比的阻容分压器完成200V、DC20MHz范围电压信号的采集,并针对电路中存在的寄生电容对幅值平坦度的影响进行了优化设计。2.设计了通用信号调理电路对采集的电压和电流信号进行调理。其主要组成有:用多组运放搭建的多级放大电路和模拟开关共同组成的程控增益放大器;通过模拟开关切换电阻实现多档截止频率可调节的压控电压源型二阶低通滤波器;为满足ADC输入条件而设计的减法器和单端转差分电路组成的输入驱动电路。3.分析了ADC的关键参数需求并选择具有200Msps采样率、14Bit分辨率的流水线型ADC进行模数转换。分析了采样时钟抖动对ADC信噪比性能的影响,最终选择锁相环作为低抖动采样时钟生成器。4.关于数字处理部分,对FPGA和ARM主控制器进行了简单的选型分析,并选择DDR3和FSMC作为数字处理系统的数据存储器和高速通信接口。除此之外,还通过电源完整性分析设计了完善的采集电路电源管理模块,并对GPIO、USB和网口的隔离技术进行了分析和设计。最终,经过详细的测试与验证,本采集电路的测量精度达到读数的0.1%+量程的0.1%,电压和电流测量的最大带宽均达到20MHz,满足预期的指标需求。
周磊[9]（2020）在《便携式高精度直流充电桩计量检定系统的研究与实现》文中指出近年来,能源紧缺与环境污染问题日趋严重,各国开始大力发展新能源汽车产业,并着力建设以直流充电桩为代表的充电基础设施。直流充电桩的型式试验、出厂检验、安装检测以及周期巡检等各个阶段,都需要严格地遵循相应的计量检定规范。目前,市场上的充电桩品牌和型号繁多,协议不规范、计量不准确的问题十分普遍。同时,充电桩计量检定系统的研制,多数采用传统的人工测试或者半自动测试技术开发,其性能和测试效率十分低下,不能满足实际生产需求。为解决上述存在的问题,通过深入研究相关国家标准,本文设计出一款适用于直流充电桩的工作误差、示值误差、付费金额误差以及时钟示值误差等计量检定任务的自动测试系统,满足高精度、高性能和便携性等设计需求。主要研究内容如下:1.系统总体方案设计:该部分通过研究相关测试标准,明确计量检定任务及测试原理,制定测试系统的总体方案和技术指标,并阐述系统的创新点和设计优势。2.电动汽车功能模拟装置的设计:该装置用于模拟充电工况和搭建完善的测试环境,是实现充电桩测试的基础。整个装置包括直流充电接口控制模拟器,实现充电控制导引回路,并提供参数采集接口;车载BMS通信模拟器,启动充电通信流程并且反馈通信故障;车载电池电压模拟器,模拟车载蓄电池的初始电压;大功率模组化负载,用于消耗充电电能。3.高精度计量模块设计:高精度直流电能参数的采集是实现准确计量和测试的前提。本文首先根据直流电能计量原理和计算方法,搭建同步采集电路,实现对充电电压、辅助电压、采集点1电压以及充电环境温度的信号采样;然后制定数字处理方案,实现对采样信号的数据解析、功率运算、以及电能积分运算;最后封装软件功能接口,便于二次开发。经过验证,高精度计量模块能够实现1000V、300A的直流测量范围,电能计量精度达到0.1级。4.自动测试软件系统设计:自动测试软件作为整个直流充电桩计量检定系统的控制中枢和交互界面,是实现测试逻辑任务的核心。该部分通过分析测试需求和相关技术原理,从软件设计架构与设计模式的角度,提出基于MVC-三层架构的总体设计方案,并且制定各个功能模块的详细实现策略。经过仿真测试以及实地验证,本文设计的计量检定系统满足直流充电桩的计量准确性和功能完整性,具有极高的实用价值,便于市场推广。
邓天白[10]（2020）在《超导托卡马克磁体及其电源系统电弧模型研究及应用》文中提出托卡马克装置被认为是实现可控核聚变的重要途径之一。超导磁体线圈及其电源系统是超导托卡马克装置的重要组成部分,其磁场耦合性强、电路复杂,可能产生的电弧现象对装置的安全运行与可靠保护至关重要。电弧机理复杂、不易建模、难以与外部复杂电路集成,故而电弧以及外部电路的响应难以完整的模拟与分析。本文以托卡马克超导磁体及电源系统为背景,对电弧模型及其工程应用展开了详细的研究。首先,本文介绍了电弧的基础理论并对常用电弧模型进行分析与评估,详细介绍了适合托卡马克领域工程应用的经验模型（Kronhardt模型）,气体电弧模型（Holmes模型）以及熔断器电弧模型（Wright模型）的机理与推导过程、求解方法并分析了应用时存在的问题。本文在第三章阐述了超导磁体电弧故障模型研究和应用。以ITER纵场磁体系统为例,首先,分析了可能发生的电弧故障类型,改进与优化了 Kronhardt模型与Holmes模型,基于电极烧蚀理论,引入了电弧燃烧速度及弧长变化的时域计算方法,解决了仿真模型的收敛性和电弧弧长变化的建模问题,实现了可嵌入仿真电路的非线性时变电弧模型;其次,对ITER纵场磁体系统的外电路进行了建模:基于线圈内部绕制结构建立了线圈内部电路模型;针对失超保护系统工作特点,提取了失超保护开关的分布参数,考虑外部电压对故障电弧的特性影响,引入泄能电阻的动态温升效应,完成了失超保护系统简化模型。最后,分别采用适合的电弧模型嵌入仿真,模拟并分析线圈内部多电弧的演变以及终端线圈盒内部双电弧故障在不同故障回路下的响应。熔断器换流型失超保护电路换流过程难以完整建模,本文在第四章阐述了基于电弧模型的失超保护回路换流计算模型的建立与应用。将改进型的Wright电弧模型嵌入电路仿真,模拟了 CFETR中心螺线管模型线圈（CSMC）失超保护电路全换流过程,分析了外部负载电感、石英砂填充率对换流及灭弧的影响。针对EAST极向场失超保护回路多线圈耦合的特点,开发了一套结合有限元分析与电弧非线性时变模型求解的并行计算模拟程序,计算并分析了互感作用下,弧前及燃弧时间的差异对线圈电流变化的影响。最后,论文阐述了针对熔断器电弧和超导磁体故障电弧开展的相关实验。对CSMC失超保护开关系统进行性能测试,验证了单磁体回路失超保护电路换流计算模型并提出了熔断器改进意见;其次,通过极向场失超保护工程调试的实验数据对建立的多耦合回路换流模型进行验证,分析并解释了实验中电流异常上升的现象,重新核算了磁体热点温度I2t;最后,设计并搭建了托卡马克导体故障电弧实验平台,完成了铜棒样件实验并首次完成了 ITER等比例真实超导缆线电弧实验,实验数据分析验证了故障电弧弧长变化时域计算方法,对未来进一步完善超导故障电弧机理建模具有一定的参考意义。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 0引言 |
| 1 基于欧姆定律的分流器 |
| 1.1 直流分流器 |
| 1.2 交流分流器 |
| 1.3 冲击分流器 |
| 2 基于闭环反馈原理的直流、交流电流互感器 |
| 2.1 零磁通电流互感器 |
| 2.2 电子补偿式电流互感器 |
| 2.3 DBI型电流互感器 |
| 3 基于磁场测量的开环电流传感技术 |
| 3.1 基于磁传感芯片的电流传感技术 |
| 3.2 Rogowski线圈 |
| 4 光学电流传感技术 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 柔性直流输电技术的发展现状及趋势 |
| 1.1.2 压接式功率模块的技术优势及应用现状 |
| 1.2 压接式功率模块的研究现状及挑战 |
| 1.2.1 典型封装结构及功率模组性能研究现状 |
| 1.2.2 机-电-热多物理场耦合行为机制研究现状 |
| 1.2.3 机-电-热多物理场应力分布规律研究现状 |
| 1.2.4 压接式多芯片封装技术面临的挑战 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 压接式功率模块的机-热正交分布模型 |
| 1.3.2 压接式封装中机-热物理场的分布式优化设计 |
| 1.3.3 计及并联芯片热耦合效应的压变型复合热网络 |
| 第2章 压接式功率模块的机-热正交分布模型 |
| 2.1 压接式功率模块及功率模组的机械结构 |
| 2.1.1 多芯片并联的模块封装布局 |
| 2.1.2 集中式载荷下的模组型式设计 |
| 2.2 压接式功率模块的正交机-热分布模型 |
| 2.2.1 非对称双面散热边界上的热阻参数分布 |
| 2.2.2 压接平面上的机-热应力场失衡分布 |
| 2.3 压接功率模组的型式试验及机-热应力特性分析 |
| 2.3.1 压接功率模组型式试验平台 |
| 2.3.2 压接功率模组内损耗计算及分布 |
| 2.3.3 温度分布测试及机-热应力不均特性实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 压接式功率模块机-热物理场的分布式优化 |
| 3.1 基于弹性半空间理论的接触力场模型 |
| 3.2 接触力场的分布式优化及对应封装设计方法 |
| 3.2.1 分布式载荷下的力场平衡模型 |
| 3.2.2 分布式载荷下的夹具内嵌式设计 |
| 3.3 基于分布式压接封装技术的模块样机开发 |
| 3.3.1 分布式压接功率模块的多芯片并联模型 |
| 3.3.2 压接机械组件的安装和可行性分析 |
| 3.3.3 分布式压接功率模块的电磁优化特性 |
| 3.4 压接功率模块多物理场的分布式耦合效果验证 |
| 3.4.1 分布式压接功率模块工作可行性分析 |
| 3.4.2 多芯片机-热应力稳态分布实验结果 |
| 3.4.3 多芯片机-热应力动态分布实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 计及并联芯片热耦合效应的压变型复合热网络 |
| 4.1 芯片通流单元的压变型热网络 |
| 4.2 含热耦合阻抗的多芯片压变型复合热网络 |
| 4.2.1 多芯片压变型复合热网络的建模机理 |
| 4.2.2 多芯片压变型复合热网络的等效转换 |
| 4.2.3 弹性形变时热耦合阻抗的压变型热网络响应 |
| 4.2.4 塑性形变时热耦合阻抗的压变型热网络响应 |
| 4.3 压变型热网络模型的特性验证 |
| 4.3.1 分布式压变功率模块结构 |
| 4.3.2 不同压力载荷下的稳态热分布实验结果 |
| 4.3.3 分布式压变功率模块中热耦合特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题选题背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 EPS系统研究现状 |
| 1.2.1 EPS系统发展现状 |
| 1.2.2 EPS系统控制策略研究现状 |
| 1.2.3 EPS助力电机类型及研究现状 |
| 1.3 感应电机控制研究现状 |
| 1.3.1 感应电机控制策略研究现状 |
| 1.3.2 感应电机磁链观测研究现状 |
| 1.3.3 感应电机电流控制研究现状 |
| 1.3.4 自抗扰控制策略在感应电机控制中的应用 |
| 1.4 主要的研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要的研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 感应电机离线参数辨识算法研究 |
| 2.1 定子磁场定向矢量控制数学模型 |
| 2.2 感应电机离线参数辨识 |
| 2.2.1 特殊工况下离线参数辨识原理 |
| 2.2.2 离线参数辨识误差分析 |
| 2.2.3 离线参数辨识实验系统 |
| 2.3 基于混沌粒子群优化的参数优化 |
| 2.3.1 粒子群优化算法原理 |
| 2.3.2 基于混沌序列的粒子群初始化 |
| 2.3.3 静止坐标系下的适应度函数计算 |
| 2.3.4 参数辨识结果验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.1 定子电流解耦补偿控制 |
| 3.2 自抗扰控制器原理 |
| 3.3 基于ADRC的感应电机定子磁链闭环控制 |
| 3.3.1 常规ADRC的定子磁链控制 |
| 3.3.2 基于I-ADRC的定子磁链闭环控制 |
| 3.3.3 I-ADRC定子磁链闭环控制算法验证 |
| 3.4 改进型双积分定子磁链观测器 |
| 3.4.1 传统型电压模型定子磁链观测方法分析 |
| 3.4.2 带自适应控制器双积分定子磁链观测器 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 感应电机磁链决策与电流调节 |
| 4.1 EPS感应电机效率优化需求分析 |
| 4.2 效率优化的定子磁链决策 |
| 4.2.1 现有的磁链决策方案 |
| 4.2.2 基于损耗模型的定子磁链决策 |
| 4.2.3 基于最小二乘法的损耗模型参数在线估计 |
| 4.3 基于ADRC的d轴电流调节 |
| 4.4 基于模糊PI的q轴电流调节 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 EPS系统控制策略研究 |
| 5.1 新型助力特性曲线设计 |
| 5.1.1 理想助力特性曲线类型 |
| 5.1.2 基于扭杆状态的助力特性分析 |
| 5.1.3 新型助力曲线设计 |
| 5.2 EPS回正控制策略 |
| 5.2.1 EPS系统运动状态判断 |
| 5.2.2 基于TD的转向盘角速度估计 |
| 5.3 负载转矩补偿策略 |
| 5.3.1 基于ESO的负载转矩估计 |
| 5.3.2 突变负载转矩补偿算法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 感应电机EPS控制器设计及试验验证 |
| 6.1 EPS控制器软件设计 |
| 6.1.1 助力功能的软件设计 |
| 6.1.2 故障处理机制设计 |
| 6.1.3 软件实现 |
| 6.2 EPS控制器硬件设计 |
| 6.2.1 供电电路与接口电路设计 |
| 6.2.2 信号采集电路设计 |
| 6.2.3 电机驱动电路设计 |
| 6.3 控制器样机及试验台搭建立 |
| 6.4 EPS控制器功能验证 |
| 6.4.1 基本助力功能验证 |
| 6.4.2 回正功能验证 |
| 6.4.3 负载突变下转矩补偿功能验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 交通学院研究生学位论文送审意见修改说明 |
| 交通学院研究生学位论文答辩意见修改说明 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 平顶脉冲强磁场技术研究现状 |
| 1.2.1 强磁场的分类及优缺点 |
| 1.2.2 平顶脉冲强磁场国内外研究现状 |
| 1.3 大电流测量技术研究现状 |
| 1.3.1 电流测量方法介绍及性能比较 |
| 1.3.2 磁调制式直流电流比较仪研究现状 |
| 1.4 平顶脉冲强磁场下比热测量技术研究现状 |
| 1.5 本文研究内容与章节安排 |
| 2 基于IGBT有源区的FTPMF调控方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 蓄电池型脉冲强磁场系统分析 |
| 2.2.1 蓄电池型电源系统简介 |
| 2.2.2 放电过程中系统参数变化分析 |
| 2.3 长平顶脉冲磁场调控方案研究 |
| 2.3.1 基于IGBT有源区的线性调节方法 |
| 2.3.2 工作原理的仿真验证 |
| 2.4 IGBT有源区工作特性研究 |
| 2.4.1 IGBT有源区控制稳定性分析 |
| 2.4.2 米勒效应的影响分析 |
| 2.4.3 IGBT有源区安全性能分析 |
| 2.5 IGBT模块线性驱动电路的设计 |
| 2.5.1 IGBT并联均流问题分析 |
| 2.5.2 驱动电路的实现 |
| 2.6 线性调节旁路设计方法研究 |
| 2.6.1 旁路工作参数分析 |
| 2.6.2 旁路器件参数设计 |
| 2.7 IGBT利用效率提升方案研究 |
| 2.7.1 电流注入降压法的原理 |
| 2.7.2 电流注入降压法的仿真研究 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 前馈去饱和DCCT技术研究及实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 磁调制器数学模型 |
| 3.3 磁调制器静态特性线性范围研究 |
| 3.3.1 基于Jiles-Atherton磁化模型的建模 |
| 3.3.2 磁调制器静态特性线性范围研究 |
| 3.3.3 DCCT动态过程中的虚假平衡分析 |
| 3.4 前馈去饱和DCCT技术方案 |
| 3.4.1 系统构成 |
| 3.4.2 系统工作原理 |
| 3.4.3 系统动态及稳态误差分析 |
| 3.4.4 新技术方案下的虚假平衡自恢复分析 |
| 3.5 系统设计 |
| 3.5.1 传感器设计 |
| 3.5.2 硬件电路的设计 |
| 3.6 样机性能测试 |
| 3.6.1 虚假平衡的自恢复测试 |
| 3.6.2 动态过程中虚假平衡的改善测试 |
| 3.6.3 样机的标定 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 高稳定度FTPFM的系统实现及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制器的设计 |
| 4.2.1 系统传递函数模型 |
| 4.2.2 控制方法的选取 |
| 4.2.3 磁体电阻变化的影响分析 |
| 4.3 23T平顶脉冲磁场的仿真分析 |
| 4.4 样机研制与实验结果分析 |
| 4.4.1 系统配置 |
| 4.4.2 控制系统性能测试 |
| 4.4.3 23T平顶脉冲磁场实验及结果分析 |
| 4.5 平顶脉冲强磁场下比热测量系统的实现 |
| 4.5.1 比热测量系统设计 |
| 4.5.2 比热测量实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的主要研究成果 |
| 附录2 博士生期间参与的课题研究情况 |
| 附录3 参数说明 |
| 附录4 DCCT校准报告 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 课题研究目标和内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.4 论文的组织和安排 |
| 第2章 高压电能计量设备误差检定方法 |
| 2.1 综合误差方法 |
| 2.1.1 综合误差的计算方法 |
| 2.1.2 综合误差分析 |
| 2.2 整体检定方法 |
| 2.2.1 高压泄漏电流产生机理 |
| 2.2.2 高压泄漏电流的测量 |
| 2.2.3 高压泄漏电流对电流互感器的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高压电能计量设备检定系统硬件设计 |
| 3.1 检定系统整体框架 |
| 3.2 三相程控功率源 |
| 3.2.1 主控DSP电路设计 |
| 3.2.2 信号发生器设计和原理 |
| 3.2.3 同步触发设计 |
| 3.2.4 功放设计 |
| 3.2.5 显示模块设计 |
| 3.3 高压等电位电能标准系统 |
| 3.3.1 双二次绕组双极电压互感器 |
| 3.3.2 宽量程零磁通电流比例变换器 |
| 3.3.3 高压电能采集 |
| 3.3.4 高低电位数据传输 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高压电能计量设备误差检定系统软件设计与测试 |
| 4.1 系统原理 |
| 4.2 软件系统设计 |
| 4.2.1 综合控制单元 |
| 4.2.2 用户交互设计 |
| 4.3 高压电能计量设备检定系统测试 |
| 4.3.1 高压等电位电能标准验证 |
| 4.3.2 高压电能计量设备检定测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 高压电能采集BF609核心板实物图 |
| 附录B 高压电能计量设备误差检定系统样机 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 开绕组电机驱动系统的拓扑结构 |
| 1.2.2 双逆变器的协同控制 |
| 1.2.3 永磁同步电机的控制方法 |
| 1.2.4 整车能量管理方法 |
| 1.3 论文研究思路与主要内容 |
| 1.3.1 论文课题来源 |
| 1.3.2 论文研究思路 |
| 1.3.3 论文主要内容 |
| 第2章 开绕组永磁同步电机驱动系统模型建立 |
| 2.1 电机空间矢量坐标变换 |
| 2.1.1 坐标变换的基本方程 |
| 2.1.2 等幅值变换与等功率变换 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机的基本数学模型 |
| 2.2.2 计及铁心损耗的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.3 分离定子漏电感的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.4 电机模型的机械部分与稳态特性 |
| 2.3 逆变器器件模型 |
| 2.3.1 逆变器器件的通态特性 |
| 2.3.2 逆变器器件的开关特性 |
| 2.4 开绕组永磁同步电机驱动系统仿真模型 |
| 2.4.1 开绕组永磁同步电机本体模型 |
| 2.4.2 逆变器与外围电路模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配策略 |
| 3.1 逆变器中点电压与电压矢量分配原理 |
| 3.1.1 逆变器中点电压与电机相电压的关系 |
| 3.1.2 双逆变器电压矢量分配的基本原理 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制的原理、分类与实现 |
| 3.2.1 空间矢量脉宽调制的基本原理 |
| 3.2.2 空间矢量脉宽调制的分类与实现 |
| 3.3 电流纹波分析与双逆变器调制方式组合选择 |
| 3.3.1 单逆变器SVPWM电流纹波矢量计算 |
| 3.3.2 双SVPWM调制电流纹波矢量特性分析 |
| 3.3.3 双逆变器调制方式组合与切换策略 |
| 3.4 双逆变器电压矢量分配规则与策略 |
| 3.4.1 电压矢量分配规则 |
| 3.4.2 电压矢量分配组合的分类与实现 |
| 3.4.3 电压矢量分配策略 |
| 3.5 双逆变器调制方式与电压矢量分配的仿真验证 |
| 3.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 3.5.2 仿真结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 开绕组永磁同步电机的转矩与电流控制策略 |
| 4.1 电磁转矩控制的限制与稳态功率分配范围 |
| 4.1.1 电机电磁转矩的限制因素 |
| 4.1.2 电机稳态运行下功率分配范围的计算方法 |
| 4.2 主流电磁转矩控制算法的对比与改进 |
| 4.2.1 主流电磁转矩控制算法的推导 |
| 4.2.2 电压矢量最小幅值控制的推导 |
| 4.2.3 电磁转矩控制算法性能对比 |
| 4.3 最优化电磁转矩控制算法 |
| 4.3.1 驱动系统效率最优算法 |
| 4.3.2 功率分配极限最优算法 |
| 4.3.3 基于斐波那契寻优的电磁转矩控制策略 |
| 4.4 定子电流控制方法 |
| 4.5 转矩控制策略的仿真验证 |
| 4.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 4.5.2 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电机驱动系统台架试验 |
| 5.1 台架结构与测试仪器 |
| 5.2 被测电机基本参数与理论特性 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 动态功率分配指令跟随试验 |
| 5.3.2 电机工作区域效率与功率分配范围验证试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 面向整车能量管理的应用研究 |
| 6.1 整车纵向动力学模型与制动能量回收方案 |
| 6.1.1 整车驱动系统构型与纵向动力学模型 |
| 6.1.2 简化制动能量回收方案 |
| 6.2 电机工作点分布与驱动系统效率极限情况 |
| 6.3 车载能量源的分类与特性分析 |
| 6.3.1 车载能量源的搭配原则与分类方式 |
| 6.3.2 能量转化装置的特性分析 |
| 6.3.3 能量储存装置的特性分析 |
| 6.4 双能量源功率分配策略 |
| 6.4.1 典型的双能量源搭配方式 |
| 6.4.2 基于通用架构的功率分配策略 |
| 6.5 整车能量管理仿真 |
| 6.5.1 内燃机发电系统搭配功率型蓄电池仿真结果 |
| 6.5.2 能量型蓄电池搭配超级电容仿真结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 全文总结与研究展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 选相投切技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 交流滤波器分合闸暂态过程及仿真模型建立 |
| 2.1 交流滤波器合闸暂态过程 |
| 2.2 交流滤波器分闸暂态过程 |
| 2.3 投切交流滤波器对换相失败的影响 |
| 2.4 直流输电系统模型搭建 |
| 2.4.1 系统网络架构模型 |
| 2.4.2 模型主要参数 |
| 2.4.3 控制系统模块设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 交流滤波器合闸暂态过程仿真研究 |
| 3.1 随机合闸仿真分析 |
| 3.2 合闸涌流及过电压的抑制措施 |
| 3.2.1 断路器合闸电阻法 |
| 3.2.2 避雷器对涌流及过电压的影响 |
| 3.3 交流滤波器选相合闸仿真分析 |
| 3.3.1 断路器预击穿时间计算 |
| 3.3.2 断路器机械分散性与预击穿电压的关系 |
| 3.4 带电投入交流滤波器机理及仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 交流滤波器分闸暂态过程仿真研究 |
| 4.1 断路器分闸控制时序设计 |
| 4.2 重燃过电压仿真分析 |
| 4.2.1 介质绝缘恢复强度计算 |
| 4.2.2 直流系统稳定运行工况下切除交流滤波器仿真分析 |
| 4.2.3 直流系统闭锁工况下切除交流滤波器仿真分析 |
| 4.3 交流滤波器选相分闸仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 交流滤波器选相投切试验研究 |
| 5.1 选相控制系统硬件设计 |
| 5.1.1 系统整体架构 |
| 5.1.2 硬件组成电路 |
| 5.2 选相控制系统软件设计 |
| 5.2.1 软件设计流程 |
| 5.2.2 软件功能模块 |
| 5.3 交流滤波器投切试验 |
| 5.3.1 试验平台搭建 |
| 5.3.2 交流滤波器选相合闸试验 |
| 5.3.3 交流滤波器选相分闸试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 关键指标及结构安排 |
| 1.3.1 采集电路关键指标 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 信号采集关键技术研究与方案设计 |
| 2.1 直流电源测试仪原理及整机系统方案 |
| 2.1.1 直流电源的关键待测参数 |
| 2.1.2 直流电源测试仪整机系统方案设计 |
| 2.2 信号采集关键技术研究 |
| 2.2.1 大电流高速采集方法研究 |
| 2.2.2 电压高速采集方法研究 |
| 2.3 直流电源测试仪高速采集电路方案设计 |
| 2.3.1 电流采集通道方案设计 |
| 2.3.2 电压采集通道方案设计 |
| 2.3.3 数字信号处理部分方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 信号采集与调理电路设计 |
| 3.1 电流信号输入级电路 |
| 3.1.1 采样电阻的选择 |
| 3.1.2 差分放大器的优化设计 |
| 3.1.3 共模噪声的抑制 |
| 3.2 电压信号输入级电路 |
| 3.2.1 AC/DC耦合电路 |
| 3.2.2 阻容分压器 |
| 3.2.3 电压跟随器 |
| 3.3 程控增益放大器 |
| 3.3.1 程控增益放大器电路设计 |
| 3.3.2 放大器的误差分析 |
| 3.4 低通滤波器 |
| 3.4.1 滤波器的种类及电路结构选择 |
| 3.4.2 二阶低通滤波器的优化设计 |
| 3.5 ADC输入级驱动电路 |
| 3.5.1 减法器 |
| 3.5.2 单端转差分电路 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 数字信号处理部分及通用模块设计 |
| 4.1 高速模数转换器(ADC) |
| 4.1.1 ADC的类型及特点 |
| 4.1.2 ADC的关键参数及选型比对 |
| 4.2 高速采样时钟设计 |
| 4.2.1 采样时钟抖动的影响 |
| 4.2.2 低抖动采样时钟设计 |
| 4.3 FPGA+ARM主控制处理平台 |
| 4.3.1 FPGA和 ARM选型比对 |
| 4.3.2 数据存储器与高速通信接口 |
| 4.4 电源管理模块 |
| 4.4.1 电源管理整体架构设计 |
| 4.4.2 电源完整性分析 |
| 4.5 数字隔离模块 |
| 4.6 采集电路整体误差分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 采集电路测试与验证 |
| 5.1 测试验证平台 |
| 5.2 电源测试与验证 |
| 5.3 各模块功能测试与验证 |
| 5.3.1 电流信号测量精度验证 |
| 5.3.2 电压信号测量精度验证 |
| 5.3.3 通道带宽与滤波器截止频率验证 |
| 5.3.4 测量分辨力测试 |
| 5.3.5 共模噪声抑制效果测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究的发展与现状 |
| 1.2.1 充电桩充电技术的发展与现状 |
| 1.2.2 自动测试系统的发展与现状 |
| 1.2.3 直流充电桩计量检定技术的发展与现状 |
| 1.3 论文的主要贡献及创新设计 |
| 1.4 论文的组织架构 |
| 第二章 计量检定系统总体方案设计 |
| 2.1 直流充电桩的充电流程及原理 |
| 2.1.1 直流充电桩的充电控制导引回路 |
| 2.1.2 直流充电桩的充电工作流程 |
| 2.2 直流充电桩计量检定系统的需求及功能分析 |
| 2.2.1 直流充电桩计量检定需求分析 |
| 2.2.2 直流充电桩计量检定系统总体功能分析 |
| 2.3 直流充电桩计量检定系统的总体方案设计 |
| 2.4 测试系统关键设备选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高精度计量模块的设计与实现 |
| 3.1 高精度计量模块的需求分析 |
| 3.2 直流充电电能计量理论与仿真分析 |
| 3.2.1 直流电能计量的基本算法 |
| 3.2.2 纹波环境下的电能计量误差运算 |
| 3.2.3 电能计量算法的误差仿真与结果分析 |
| 3.3 高精度计量模块的总体方案设计 |
| 3.4 高精度计量模块的硬件方案设计 |
| 3.4.1 大电压采集方案 |
| 3.4.2 大电流采集方案 |
| 3.4.3 温度采集方案 |
| 3.4.4 信号隔离方案 |
| 3.5 高精度计量模块的软件方案设计 |
| 3.5.1 软件总体流程 |
| 3.5.2 ARM数据服务端程序设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 自动测试软件系统的设计与实现 |
| 4.1 自动测试软件系统的需求分析 |
| 4.1.1 软件系统的设计指标 |
| 4.1.2 软件系统的开发平台及环境 |
| 4.2 自动测试软件系统的总体方案设计 |
| 4.2.1 软件系统的设计架构方案 |
| 4.2.2 软件系统的设计模式方案 |
| 4.2.3 软件系统的多任务处理方案 |
| 4.3 车载BMS通信模拟软件系统设计 |
| 4.3.1 基于CAN通信的充电流程设计 |
| 4.3.2 基于Modbus的数据服务端设计 |
| 4.4 上位机软件系统设计 |
| 4.4.1 数据库设计方案 |
| 4.4.2 数据访问驱动层设计方案 |
| 4.4.3 业务逻辑层设计方案 |
| 4.4.4 表现层设计方案 |
| 4.4.5 可编辑测试报表功能设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统功能验证及结果分析 |
| 5.1 系统测试实验平台搭建 |
| 5.1.1 高精度计量功能验证平台搭建 |
| 5.1.2 系统功能指标验证平台搭建 |
| 5.2 高精度计量功能验证 |
| 5.2.1 测试流程及步骤 |
| 5.2.2 测试数据及结果分析 |
| 5.3 系统功能指标测试及结果分析 |
| 5.3.1 测试流程及步骤 |
| 5.3.2 计量检定功能测试 |
| 5.3.3 历史数据管理功能测试 |
| 5.3.4 可编辑报表功能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内外托卡马克装置及超导磁体综述 |
| 1.1.1 ITER装置及磁体系统 |
| 1.1.2 KSTAR装置及磁体系统 |
| 1.1.3 JT-60SA装置及磁体系统 |
| 1.1.4 EAST装置及磁体系统 |
| 1.1.5 CFETR概况与CSMC预研项目 |
| 1.2 超导磁体失超保护系统综述 |
| 1.2.1 失超保护系统的分类 |
| 1.2.2 国内外托卡马克装置失超保护电路简介 |
| 1.3 电弧分析在托卡马克装置中的研究意义 |
| 1.3.1 超导磁体中的电弧故障危害及研究意义 |
| 1.3.2 磁体电源系统中熔断器电弧的研究意义 |
| 1.4 本文主要内容及研究难点 |
| 第2章 电弧基础理论与模型分析 |
| 2.1 电弧理论基础 |
| 2.1.1 电弧的定义与产生 |
| 2.1.2 弧柱及近电极区的特性 |
| 2.1.3 电弧的分类 |
| 2.2 常用电弧模型分析与评估 |
| 2.2.1 常用电弧黑盒模型 |
| 2.2.2 MHD模型 |
| 2.3 经验模型-Kronhardt模型 |
| 2.4 气体电弧模型-Holmes模型 |
| 2.4.1 弧柱电离方程 |
| 2.4.2 弧柱内热量运输方程 |
| 2.4.3 弧柱外散热方程 |
| 2.4.4 模型求解 |
| 2.5 熔断器电弧模型-Wright模型 |
| 2.5.1 电极烧蚀方程 |
| 2.5.2 弧柱能量方程 |
| 2.5.3 弧柱电离方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 超导磁体多电弧故障模型建立与分析 |
| 3.1 电弧故障分析与模型优化 |
| 3.1.1 电弧故障分类 |
| 3.1.2 Kronhardt模型的改进与嵌入 |
| 3.1.3 Holmes模型的优化 |
| 3.2 纵场磁体电路建模 |
| 3.2.1 纵场磁体电路简介 |
| 3.2.2 耦合线圈及详细线圈模型 |
| 3.2.3 FDU建模与简化 |
| 3.3 模型集成 |
| 3.4 电弧故障仿真与分析 |
| 3.4.1 线圈内部电弧故障仿真与分析 |
| 3.4.2 线圈盒内部电弧故障仿真与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于电弧模型的失超保护换流分析与计算 |
| 4.1 主开关并联熔断器的换流分析 |
| 4.2 熔断器建模 |
| 4.2.1 弧前分析 |
| 4.2.2 Wright电弧模型的改进 |
| 4.3 单磁体回路失超保护换流计算与分析 |
| 4.3.1 回路设置与熔断器设计 |
| 4.3.2 模型参数设置与集成 |
| 4.3.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 多耦合失超保护回路电流计算 |
| 4.4.1 极向场多电源多耦合线圈系统分析 |
| 4.4.2 考虑石英砂散热的二维熔断器模型 |
| 4.4.3 并行计算仿真模型的建立与模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 电弧实验验证与分析 |
| 5.1 单磁体回路失超保护电路电弧实验与分析 |
| 5.1.1 实验设置 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.2 多耦合回路失超保护电路实验及分析 |
| 5.2.1 实验设置 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.3 磁体安全性校核-I~2t计算 |
| 5.3 托卡马克导体故障电弧实验平台搭建与测试 |
| 5.3.1 实验平台设计与搭建 |
| 5.3.2 样件实验流程与铜棒样件实验结果 |
| 5.3.3 CB超导线缆电弧实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
