摘要：建立磁耦合机构与系统电气参数的函数模型,以能效特性作为主要目标,以磁耦合机构的结构特性及频率特性作为约束条件,提出一种具有普遍适用性的磁耦合机构设计流程。并以该文所提出的一种新型磁耦合机构为例,通过线圈组合的方式,配置相应的磁心结构,在保证能量传输距离的前提下,有效增加了系统的可充电区域。借助有限元电磁仿真平台得到相应数据及实验测量数据,证明了流程的合理性。

摘要：SiC和GaN等宽禁带功率器件的开关速度非常快,可以提升功率器件的开关频率及电气装备的功率密度。然而,其开关速度已逼近测量仪器的探测极限,难以准确表征功率器件的开关特性。商业化高性能测试仪器,存在经济性差、透明度低、定制化难等问题,成为制约宽禁带器件大规模应用的一大关键技术难题。高速、高频、高压开关信号具有波的传播特征,无法采用现有集总参数模型与分析方法。此外,差分电压探头面临带宽约束机制不明、高频设计模型缺乏、测试表征方法匮乏等基础问题,给高性能电压探头的设计、研发和应用,带来了严峻挑战,亟待技术突破。基于高频传输线理论,文中揭示差分电压探头的结构–带宽机制,提出基于平行板传输线的高带宽分压器新结构,建立宽频范围适用的分压电路模型,分析分压器尺寸对探头带宽的影响规律,并给出一种最大化探头带宽的回路补偿方法。实验结果表明:多层陶瓷电容的等效串联电感及PCB平面耦合的传输线效应,是制约差分电压探头带宽的瓶颈问题,采用基于平行板传输线的高带宽分压结构、优化承压臂长度、高频回路补偿等新结构和新方法,可突破差分探头的带宽极限到500MHz,为高带宽差分电压探头和宽禁带器件的设计研发、测试表征、标准制定,提供有益的参考。

摘要：电力系统低频振荡是现代电网发展进程中一个亟待解决的问题,随着以风电和光伏为主的新能源发电渗透率越来越高,传统阻尼控制手段将难以独立应对电力系统运行特性出现的新变化。为充分发掘新能源发电在参与阻尼低频振荡方面的潜力,需要对新能源的阻尼控制展开研究。该文整理了无阻尼控制新能源发电对低频振荡的影响的研究现状,概述了当前各类阻尼控制器的阻尼控制原理,然后分控制器设计和控制结构设计两大部分对新能源阻尼控制的研究现状做了归纳和总结。在设计控制器之前,首先需要解决控制器的安装位置、控制输入–输出的选择和配对等控制结构问题,工程经验、留数法和几何测度法等是较常采用的控制结构设计方法。相比电力系统稳定器、高压直流输电系统和柔性交流输电系统等传统阻尼装置,新能源阻尼控制器对鲁棒性和自适应性的要求更为严苛,因此该文着重对最优控制、自适应控制、鲁棒控制和模糊逻辑控制等先进控制进行了介绍。

摘要：基于最小有功注入策略,对使用电容储能的级联逆变器动态电压恢复器(DVR)补偿电压跌落新方法进行了研究,选取负载电流相量为参考相量对DVR进行相量图分析,使各物理量之间的关系更清晰,便于定量求解。定量分析了DVR的补偿能力和负荷功率因数的函数关系,据此得到了4种不同功率因数下DVR注入有功功率和补偿电压跌落的曲线。设计了优化DVR注入有功功率的控制方式,特别考虑了DVR注入电压达到最高限额的补偿情况,仿真结果表明在保证最小电容储能的情况下,最小有功功率注入策略级联逆变器降低了DVR装置与电力系统交换的有功功率以及直流侧电容的容量,可以处理更长时间和更严重的电压跌落。

摘要：提出了一种新型的含并联辅助电路的零电流转换(ZCT)全桥DC/DC变换器拓扑结构。该变换器采用脉宽调制(PWM),通过在原边增加一个由电容和电感构成的并联有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,实现了主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),也实现了输出整流二极管的软换流,使整流二极管承受的电压相对较低,即为输出电压,特别适合于开关器件为IGBT的高电压大功率场合,消除了IGBT拖尾电流引起的开关损耗,改善了电路性能。分析了变换器的工作原理及零电流开关的实现条件,给出了主电路拓扑结构和谐振网络相关参数设计。根据所选取的参数对主电路进行了仿真研究,结果验证了电路分析的正确性和可行性。

摘要：在高速关断过程中,碳化硅(silicon carbide,SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管器件呈现出严重的电压过冲和振荡,降低器件电压裕量。通常,采用缓冲吸收电路改善SiC器件的关断电压轨迹。然而,现有研究忽略SiC器件与吸收电路的交互规律和工作温度对吸收电路性能的影响,限制缓冲吸收电路的应用。针对这些问题,该文提出一种基于锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)压电陶瓷的缓冲吸收电路,分析PZT的温度特性,通过建立半桥电路与PZT缓冲吸收电路的高精度交互模型,揭示PZT缓冲吸收电路与SiC器件的耦合规律,利用特征方程-根轨迹方法,定量刻画PZT缓冲吸收电路的参数设计域。对比评估工作温度对多种缓冲吸收电路性能的影响。实验结果表明,所提设计方法能很好地抑制关断电压过冲与振荡,验证设计方法的有效性。相较于传统RC缓冲吸收电路,PZT缓冲吸收电路在工作温度发生变动后,仍然具有很好的抑制效果,且抑制效果随工作温度的上升而不断增强。为SiC功率器件的暂态稳定性分析,以及功率模块和缓冲吸收电路的集成设计,提供有益的参考。

摘要：准确的输电线路故障定位对电力系统的安全经济运行具有重要的意义。为实现输电线路故障定位,分析了基于电压行波法的输电线路故障定位方法,提出了故障定位系统的总体设计方案,设计了用于消除双端非同步采集误差的全球定位系统(GPS)同步时钟模块以及数据采集系统。采用波形相关分析算法来提取行波到达线路两端检测点的时间差,并设计了输电线路故障模拟实验。理论分析和模拟实验结果表明,该故障定位系统能够实现输电线路的精确故障定位。

摘要：颅内含水体积的变化情况能够直接反映脑水肿病情的严重程度。为此,设计了用于检测脑水肿的开放式核磁共振(ONMR)系统,通过检测目标区域不同深度物体的核磁共振(NMR)信号和被测物在不同含水体积情况下的核磁共振信号,来检测头颅中不同位置的含水体积。首先描述了系统中主磁体的设计模型、射频(RF)线圈的优化选择,其次制作了螺线型线圈印刷电路板(PCB)模型和电容匹配电路,搭建了开放式核磁共振系统,最后以位于磁体目标区域不同深度位置的橡皮和不同含水体积的面粉为样品,用实验验证了系统的可靠性和准确性。实验结果表明所设计的系统能够用来检测被测物体中不同位置的含水体积情况,进而可以用于脑水肿的实时检测。整个系统具有便携性、小型化、价格低廉的优点,可以为开放式核磁共振仪进一步应用于临床提供实验支撑。

摘要：加热炉温度控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规控制方法的温控系统难以获得满意的控制效果。结合定量反馈理论(QFT)和模糊控制以及传统PID控制的各自优势,对控制器进行设计。仿真结果表明,所设计的控制器能够很好地解决由于加热炉温度控制系统模型参数具有不确定性而造成的控制系统鲁棒性设计问题,以及能根据被控对象不同工况变化的要求,获得满意的动态和静态控制特性。

摘要：提出一种改进的电流型零电流半桥电路拓扑。与传统的电流型半桥电路相比,该拓扑电路增加了一个由辅助开关管、二极管以及电容组成的辅助支路,采用脉冲移位PWM控制方法,避免了直流偏磁的产生,使开关占空比在一定范围内可调的情况下实现主功率开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),同时实现了整流二极管的软换流,使得整流二极管反向电压等于输出电压。在分析该变换器的工作原理基础上,研究了其工作特性,进行了对主开关管实现ZCS条件的讨论和对电流占空比丢失的分析,并且基于Saber仿真软件对该电路进行了仿真验证。结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。