电磁发射用多级混合储能装置充电策略

针对多级混合储能装置这种特殊、新型储能结构必须实现蓄电池到脉冲电容器的快速充电才能充分展现其技术优势的特点,首先在时序串联充电策略基础上提出了一种效率更高的改进充电策略,在蓄电池组数不变的情况下首先并联电池组对电容充电,电压达到一定水平后改变电路结构即将并联电池组转换为串联继续对电容器充电,从而提高充电效率;然后,建立了仿真实验平台,对改进策略和此策略中引入的系数α进行了分析,结果显示:α的不同取值对充电效率与恒流区宽度有较大影响,改进后充电效率提高最多可达40.7%。蓄电池到脉冲电容的新型充电策略极大地提高了充电效率,为混合储能更好地应用于电磁发射奠定了理论基础。     

锂电池储能在电磁发射中的应用

随着电磁发射技术的发展，储能环节成为其中不可或缺的一部分。对基本储能单元需求进行分析，以用电系统功率和能量需求为牵引，以储能系统体积重量适装性最优为目标，充分对比现有各类电池参数指标，从安全性、功率密度、能量密度和循环寿命四个方面进行考虑，确定基本储能单元类型为锂电池。面对舰上不同电磁发射设备电压、电流的需求，需要研究能够实现锂电池组快速灵活串并转换的拓扑结构。在实现电池组稳定并联之前，需保证电池组的一致性，因此需计算出电池荷电状态并进行均衡；针对短脉冲大倍率连续放电工况下荷电状态估算不准确的问题，提出以蓄电池组作为研究对象，采用动态辨识方法进行估算。由于各电池组之间存在不一致性，并联起来放电时可能导致输出电流不均衡，使得本来就处于高倍率放电的电池组超限使用，因此将提出一种电池组均流方法来解决此问题。     

铅酸蓄电池智能充电仪设计

大功率蓄电池智能充电仪,采用了第三代IGBT元件和PWM控制技术,利用单片机检测、控制充电电压、电流等参数,实现了对蓄电池的快速智能充电维护。     

混合储能系统能量转移双环控制策略

针对混合储能系统精确控制能量转移问题,提出了双环控制策略,即外环采用均衡控制策略,降低蓄电池组的大倍率放电时间和发热量,并保证蓄电池组的一致性,延长蓄电池系统使用寿命;内环采用时序串联控制方法,并分析了传统恒流充电方式由于器件杂散参数偏差导致充电精度低的问题,提出了时序重构方法来消除误差影响,以满足系统快速精确充电的要求。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于SVPWM的军用储能电源双闭环模糊控制

传统整流器的接入会给电网带来大量谐波和无功污染,为了削减电网侧的电压谐波分量,提高军用储能电源充电系统的功率因数,提出一种基于空间电压矢量PWM的新型闭环控制方法。在建立三相电压型PWM整流器的数学模型的基础上,分析了储能电源整流环节的双闭环控制结构,引用模糊逻辑对双闭环控制方法进行改进,利用模糊比例积分(PI)控制算法设计电流内环,系统可以实现PI参数的自适应调整。通过仿真验证了该方法的有效性,采用双闭环模糊PI控制的PWM整流器可以实现单位功率因数运行,保证输出的直流电压稳定,抗干扰能力强,具有良好的动态响应。     

基于重复控制的前馈补偿方法研究

军用移动电站的并网系统在向电网馈电的过程中,当电网电压波动,特别是系统工作于轻载时,会使并网系统输出电流畸变,电流谐波含量增高．在研究传统并网电流控制的基础上,首先提出将重复控制引入电网电压前馈控制计算中,达到抑制电网突变对系统前馈的影响和消除电网周期性扰动产生的电流畸变的目的,提高了系统稳定性;然后采用前馈控制和PI控制器串联方式,保证系统的动态性能．实验结果表明,基于重复控制的前馈补偿方法便于实现,该方法能够降低并网电流总谐波,提高系统稳态特性和并网输出电压质量．     

基于模糊控制的军用铅酸蓄电池充电控制技术

针对建立蓄电池精确模型存在的困难,采用了基于模糊控制算法的充电控制技术。以控制经验数据为依据,介绍了模糊控制器的设计、硬件实现及软件编程。经试验验证,模糊充电系统能使充电电流根据蓄电池本身可接受电流的大小实时改变,符合快速充电的要求,同时避免了蓄电池的过充电和欠充电。     

脉冲电源系统传输电缆短路故障研究

针对电磁发射系统脉冲电源到发射装置的输电过程中可能的短路故障进行了研究,通过理论分析研究了故障情况下的电路结构,分析了回路故障电流及其影响因素并进行了仿真。仿真结果表明:电缆短路故障可能导致发射装置端回路存在极大的电流,故障位置距离发射端越近,发射装置端回路可能遭受的故障电流越大,因此需要采取保护措施对电缆进行故障限流,限流器的安装位置应位于电缆的发射装置端;对于PFN模块端回路,其故障电流受故障位置的影响比较小,主要取决于调波电感、储能电容及充电电压。     

电磁发射系统以太网拓扑结构建模优化

拓扑结构优化模型是网络中的一类重要模型，可以有效地优化系统整体链路性能。针对电磁发射系统以太网拓扑结构中部分节点和链路的负载过大，一旦发生堵塞，将会影响网络中关键链路性能的问题，建立网络拓扑结构优化的多目标规划模型，并提出一套基于基因环操作的遗传算法对其进行求解，通过仿真得出最优的网络拓扑结构。根据仿真结果修改实际网络节点默认配置参数，结果显示该模型和算法能有效均衡负载，降低网络冲突率，且不需要改变电磁发射系统以太网的物理链路，不会增加额外成本，对电磁发射类系统具有普适性的意义。     

轨道炮不同激励电流下的发射特性对比分析

电磁轨道炮可以推动宏观弹丸到超高速,而相同幅值、不同上升时间的激励脉冲电流波形对轨道炮的电流分布、电枢所受电磁力、炮口速度等发射特性有明显的影响。因此,主要采用Ansoft Maxwell有限元软件仿真分析的方法,对加载不同形状激励电流波形的电磁轨道炮,分析其电流分布、电感梯度及其所受电磁力的变化规律;再通过综合以上几种影响因素,对相应电流波形的电磁轨道炮发射特性进行对比分析,进而得到不同上升前沿的电流波形对轨道炮发射特性的影响。     

同步发电机气隙磁场非正弦时整流系统性能的研究

提出了一种发电机气隙磁场非正弦分布时整流系统的近似电路模型和仿真方法;分析了气隙磁场非正弦分布对系统交直流电压和电流波形的影响．仿真结果表明,合理控制气隙磁场谐波含量有利于提高轻负载下整流电压的品质．由此提出：带整流负载的多相同步发电机采用气隙磁场非正弦分布的转子结构和集中整距的定子绕组（即所谓方波电机）是合理的     

基于改进虚拟磁链的储能变流器直接功率控制

传统整流器的接入会给电网带来大量谐波和无功污染,为了削减电网侧的电压谐波分量,提高储能电源充电系统的功率因数,提出一种基于改进虚拟磁链的储能变流器直接功率控制方法。根据瞬时功率理论,建立三相电压型整流器(VSR)的功率数学模型,在虚拟磁链定向的直接功率控制(Virtual Flux Oriented-Direct Power Control,VFO-DPC)的基础上,对虚拟磁链观测器进行优化,在VFO-DPC系统中引入空间矢量调制模块取代开关表,通过空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法构建开关频率固定的VFO-DPC-SVM控制系统来解决传统DPC控制开关频率不固定、采样频率要求高的缺点。仿真实验结果表明,采用改进控制方法的储能变流器具有良好的动态特性和更强的鲁棒性,输出的直流电压稳定,系统实现单位功率因数运行。     

具有谐波补偿功能的中频PWM整流器研究

为使中频PWM整流器为系统等效直流负载提供稳定直流电的同时,能够补偿系统中由非线性负载引入的谐波电流,以基于LCL滤波器的3H桥中频PWM整流器为研究对象,首先建立了一相的精确模型,然后采用电压外环PI控制和电流内环PR控制的双环控制策略,并根据LCL滤波器特点,对输入电流的相位偏差进行了精确计算及校正,最终实现了在静止坐标系下对交流输入电流进行任意波形的零静差控制和单位功率因数控制。Matlab仿真和试验结果表明:中频PWM整流器在提供稳定的直流电压的同时能够有效补偿电网谐波电流,且具有良好的动态性能。     

铅酸蓄电池充放电参数检测电路的仿真与设计

独立光伏系统铅酸蓄电池充放电参数的检测对于整个系统的能量控制十分重要。介绍了蓄电池充放电参数检测的特点，设计了充放电电压和电流检测电路，并基于saber仿真平台进行了检测电路的仿真，介绍了以ATmega8L单片机为核心的充放电检测系统的原理和软件设计流程。通过试验证明，系统检测误差较小，电路简单，满足了工程控制的需要，能为独立光伏系统蓄电池充放电控制策略提供准确的控制参数。     

飞轮储能对船用燃气轮机发电系统稳定性影响的仿真研究

针对以燃气轮机为原动力的舰船综合电力系统动态性能易受舰船大功率用电负载突变、高能武器投切、电网故障等的影响问题,首先提出采用短时高功率的飞轮储能系统并入船舶电网以平缓系统功率波动;然后,结合综合优化弱磁控制建立了飞轮充放电控制模型,并对并网侧变流器控制进行了优化改进,实现飞轮充电模式下直流电压快速稳定、增强抗扰性能及放电并网模式下输出功率可控;最后,利用仿真软件分析了飞轮储能系统并网下负载突变导致的燃气动力轮机涡轮转速、电网频率、电压幅值及功率的变化。结果表明:飞轮储能系统的投入对舰船电网电压凹陷具有抑制作用,能够减缓负载突变导致燃气轮机动力涡轮转速变化及增加电网频率稳定性,有效提高了舰船综合电网整体性能。     

金属射流欧姆加热效应的影响因素分析

为探究影响金属射流欧姆加热效应的因素,在被动电磁装甲系统等效电路模型的基础上,根据虚拟源点理论建立金属射流的作用时间模型,进一步明确金属射流在侵彻被动电磁装甲过程中每部分射流微元的作用时间;结合金属射流的比作用量模型,利用Matlab软件对金属射流的电流和比作用量波形随被动电磁装甲系统的电感、电容、电阻和充电电压的变化规律进行数值分析．仿真结果表明：随着系统电感的减小、电阻的减小、电容的增大和充电电压的增大,金属射流比作用量的峰值增大,有利于射流发生电爆炸．     

电磁线圈发射装置的非线性动态发射模型及分析

基于电磁场理论,充分考虑外部电路、加速抛体中不同材料非线性、涡流及运动等影响因素,建立了线圈电磁发射装置的非线性动态发射模型,并对单级线圈电磁发射装置动态发射过程进行了仿真,得出了发射线圈电流、加速抛体电磁力、速度和位移的变化规律。该规律的发现为线圈电磁发射装置设计提供了理论依据。     

不同电流波形下永磁推进电机电磁转矩的时步有限元计算

以12相永磁推进实验样机为研究对象,介绍了其结构特点及运行控制模式,建立了该电机的时步有限元仿真系统.采用有限元法对正弦波、方波、梯形泼电流波形下的永磁推进电机电磁转矩进行了数值计算,给出了不同电流下的功角特性曲线.研究结果表明,对于电枢反应较强的12相永磁推进电机,在通常功角范围内通入正弦波电流可产生较大电磁转矩.     

新型平衡变压器谐波抑制技术研究

为了解决单相大功率变流器和非线性负载给舰船电力系统带来的三相不平衡问题,首先分析了一种基于船用新型平衡变压器接线的谐波抑制系统,采用两个背靠背式运行的单相变流器实现实时谐波和无功补偿;然后,分析了谐波抑制系统的主电路结构,阐述了谐波抑制系统有功功率交换、无功功率补偿及谐波抑制原理;最后,利用Matlab建立了谐波抑制系统的仿真模型,对阻性负载和非线性负载两种工况下谐波及无功电流的补偿能力进行了仿真。仿真结果验证了该系统的正确性和有效性。     

方波电机驱动装甲车制动过程泵升电压研究

再生制动是电动车辆最常见的制动方式.然而,在没有大容量蓄电池吸收能量的情况下,再生制动将产生很高的泵升电压.通过分析再生制动过程,提出了用控制占空比的办法抑制泵升电压.该方法通过数字控制实现,无需改动硬件,控制简便.计算机仿真和样机实验结果表明,该方法可迅速抑制泵升电压,并具有很好的制动效果.