摘要：为解决纳秒级金属丝电爆炸中快前沿脉冲电压的精确测量难题,研制了一种带有电容补偿的电阻分压器。对地杂散电容以及高、低压臂两端的寄生电容是影响电阻分压器高频特性的主要因素,通过对金属丝电爆炸腔体进行三维建模来设计补偿电容的结构,提出了补偿杂散电容的方法。电阻分压器使用较高介电强度与介电常数的凝胶作为补偿电容介质来提升最高工作电压。模型的仿真结果表明,分压器能够在直流到100 MHz的宽频带范围内保持稳定的分压比和输出电压相位。采用直线型变压器驱动源产生的纳秒级前沿高压方波对分压器进行标定,并测量了金属丝电爆炸实验中的电压波形。该研究设计的电容补偿型电阻分压器能够精确地测量纳秒级前沿金属丝电爆炸的电压波形。

摘要：提出了一种双极性直线型变压器驱动源布局结构,实现了双极性直线型变压器驱动源模块的灵活叠加。通过调节驱动电路的驱动电压来调控金属氧化物半导体场效应晶体管的导通时间,精确控制脉冲电压的上升时间。在直线型变压器驱动源结构中引入了磁芯-铜柱一体结构和反向过冲泄放回路,优化了电磁兼容性,减小了脉冲波尾的反向过冲。研制的双极性直线型变压器驱动源在1 kHz的频率下能够稳定输出脉冲宽度为1μs、幅值为±5 kV的脉冲电压,上升时间从30 ns到100 ns内连续可调。利用研制的双极性直线型变压器驱动源开展了细胞不可逆电穿孔实验。

摘要：针对电动汽车无线充电系统在变电压间歇快速充电过程中由原副边线圈偏移和负载波动引起充电电压不稳定的问题,以及控制器参数大多依靠经验值和试凑法选取的问题,提出一种基于粒子群优化算法的无源控制器(passivity based controller,PBC)与非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)相结合的复合控制策略。针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统副边DC-DC变换器设计考虑干扰补偿的无源控制器,通过引入非线性干扰观测器对干扰量进行估计,将干扰估计值与无源控制器结合,设计适合电动汽车变电压间歇无线充电系统的PBC-NDO复合控制器,采用粒子群多目标优化算法对复合控制器进行参数寻优,进一步提高控制器的抗干扰性能以及动态响应性能,通过仿真和实验验证该策略的有效性。实验结果表明:复合控制器具有强抗干扰性和动态响应性,充电阶段最大稳态误差偏移率为2%,动态响应时间控制在0.6 ms内。

摘要：材料转移是电弧侵蚀中的一个必然过程,研究材料转移机制对于优化电极的材料选择和设计,开发更耐用、更稳定的电极材料有重要意义,该文以Ce掺杂的AgCuO触头为研究对象,分析材料转移方向在不同电流下变化的机理。通过溶胶-凝胶法和粉末冶金法制备触头试样,借助JF04D电接触测试系统,在18 V电压下设置10、15、20和25 A四个电流等级,对触头进行20000次电弧侵蚀实验。首先对比了15 A电流条件下添加Ce后材料的性能提升情况,然后重点关注AgCuOCeO_(2)触头在不同电流下的燃弧能量与燃弧时间,测定侵蚀实验后阴阳极的质量变化,采用三维表面轮廓仪和扫描电镜表征阳极和阴极的表面侵蚀形貌,并对不同电流下的材料转移机制进行深入讨论分析。结果表明,Ce元素提升了触头性能,电流大小影响电极间金属离子和气体离子的浓度,引发金属相或气体相电弧的产生,导致材料转移方向在电流增大时发生改变。为选用和开发性能优良的AgCuO触头材料,进而提升AgCuO触头可靠性提供了理论依据。

摘要：大容量MFT(中频变压器)具有体积小、重量轻和功率密度大等优点,但磁热问题较为突出。为保证此类变压器运行的可靠性,以一台百兆瓦级400Hz的MFT为研究对象,对其进行了磁热性能仿真分析。首先对绕组电导率进行修正,并利用有限元软件对中频变压器的磁场分布、损耗密度及温度场进行计算与分析,根据磁热分布结果,发现结构件受绕组端部漏磁的影响,杂散损耗过大,容易引发局部过热。然后,为了降低结构件损耗并防止局部过热,对器身端部的肢板式磁屏蔽结构进行改进,并分析了屏蔽结构尺寸对结构件磁热性能的影响。最后,对比分析改进前后的仿真结果发现,改进后的结构件的损耗密度和温升都得到了明显改善,其磁热性能满足产品设计要求。

摘要：由于传统GO-FLOW法存在定常故障率和维修率的局限性,将一种新的可靠性评估算法—模糊GO-FLOW法引入并网型微电网可靠性评估中。首先,基于梯形模糊数,对GO-FLOW法进行改进;随后,根据并网型微电网系统结构,设计新型操作符并建立微电网系统的模糊GO-FLOW图,同时对操作符的模糊成功概率进行计算;最后,基于改进的IEEE RBTS BUS6 F4馈线系统,对比分析模糊GO-FLOW法、模糊化前GO-FLOW法和序贯蒙特卡洛模拟法。结果表明,在并网型微电网可靠性评估中,模糊GO-FLOW法具有较高的运算效率和计算精度。

摘要：为了缩短电池组均衡时间,提高均衡效率,本文首先对传统分层结构进行改进,引入可实现首尾电池直接均衡的环状结构,有助于减小均衡路径中的能量损失。其次,根据电池开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)的特性曲线,分段选取OCV和SOC作为均衡变量,并设计自适应模糊控制器和模糊规则,以提高均衡效率。最后,以16个电池串联的电池组为例,设计静置、充电和放电实验,并进行了成本分析。结果表明,与传统分层方案相比,提出的均衡方案在均衡速度和均衡效率上均有提升,验证了该均衡方案的优势。

摘要：双向饱和磁通门原理具有优良的温度稳定性,然而该方法局限于被测磁场强度（Hp）大于磁芯最小饱和磁场强度（Hsat）的条件。该文研究Hp＜Hsat情况下激励电流的变化规律,得出被测电流的表达式及其成立条件,完善了双向饱和磁通门原理。在此基础上提出新的检测方法,设计传感器样机,进行仿真与实验研究。所设计的传感器能测量0-1.2A的小电流（Hp＜Hsat）与1.2-150A的大电流（Hp＞Hsat）,测量精度为0.5%。温度由25℃上升到120℃时所引起的测量误差小于0.085%。测试结果与仿真结果具有很好的一致性,验证了测量原理的正确性与测量方法的有效性。

摘要：对于不同工作模式下的绝缘栅双极晶体管(IGBT)的热退化特性进行研究。首先设计模块动态测试实验,实时监测退化数据,同时应用瞬态双界面法间隔性地测量热阻的退化情况。根据实验结果,从失效机理方面分析退化条件和各层材料的退化情况之间的关系。同时以有限元分析方法作为辅助手段,验证了实验测量的有效性,且更加直观地得到在不同边界条件下IGBT的热模型。研究结果表明,温度波动对于模块退化特性的影响要远高于温度和开关频率对模块造成的影响。较高的频率对于模块的影响主要在芯片内部,而温度波动对于模块的影响主要在包装级别。

摘要：双电源转换开关对于保证重要场合正常供电的持续性至关重要,新型双电源转换开关依赖电磁机构带动触头系统替代断路器进行切换。基于新型双电源转换开关的工作原理,深入分析电磁机构的反力特性,研究直流速动电磁机构的设计方法,计算结构参数,完成初步设计。利用多软件联合方式建立了电磁机构的静态和动态仿真模型,进行了静态和动态特性分析;研究对电磁机构性能影响较大的关键因素,确定优化变量、目标函数和约束条件,采用遗传算法对电磁机构的结构参数进行了优化设计。最后,研制电磁机构样机,设计电磁吸力测试实验系统,通过静态吸力及整机测试验证了设计结果的正确性。