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。     

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。     

电感储能型闪光X射线机

电感储能密度比电容高 2～ 3个数量级 ,因此用它制作电感储能闪光X射线摄影机(FXCIES)的脉冲高压电源 ,具有体积小、结构简单和成本低等优点。介绍了FXCIES的电物理设计方法和关键的计算公式。创造出一种新的FXCIES结构 ;高电压形成网络叠在初级电源之上 ,它们都被放置在盛绝缘油的钢壳内 ;爆炸导体断路开关在专门设计的高强度绝缘筒内工作 ,既可提高工作场强又能消声 ;整机全封闭在钢壳内。最后取得了成功的实验结果     

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。     

大型储能电机充电升速特性分析

为研究大型储能电机的风摩损耗功率对储能电机的充电升速特性的影响,根据某大型储能电机的惰转数据,首先推导了风摩损耗功率与转速的拟合表达式,并在此基础上建立了储能电机充电升速的数学模型;然后,在Matlab/Simulink软件环境下建立了相应的仿真模型;最后,对储能电机连续三次充放电过程及转速全范围情况下的充电升速特性进行了仿真计算,并通过试验验证了仿真模型的正确性。     

针-板电极电晕辐射仿真研究

电晕放电是静电放电的一种特殊形式。在分析电晕放电特性的基础上,对针-板电极系统高压电晕辐射场方向特性进行了仿真研究。通过实验与仿真得出:针-板电极系统高压电晕辐射场频谱范围大约为10~200MHz,能量主要集中在80 MHz以下。80 MHz以下辐射场方向图与偶极子天线的辐射方向图相似,低于100 MHz的辐射主要在针电极一侧,而高于100 MHz以上的辐射场方向图极为复杂,其主要辐射在板电极的后方。电晕放电辐射场的空间分布与放电电压、电极的形状以及电晕的发展过程等因素有关,对于电晕放电的不同发展阶段,其辐射场的频域范围也不同。     

双正激ZVT-PWM开关电源充电机

介绍了一种双正激电路的软开关拓扑,分析了其软开关的工作原理,推导了实现软开关的关键技术参数的计算公式并采用该技术开发了１．８ｋＷ的充电电源。     

脉冲功率电源放电效果评价体系研究

为了对脉冲功率电源放电性能进行横向对比,以便有效提高脉冲功率电源放电性能,对脉冲功率电源放电评价体系进行研究,提出了基于SMART准则开展的脉冲功率电源放电评价体系设计。首先,从电磁发射应用需求出发,利用层次分析法分析影响脉冲功率电源放电的关键要素,建立了全面反映脉冲功率放电特性的综合评价指标体系;然后,采用德尔菲法建立放电统一标准的指标权重;最后,通过对每项指标设定评价判据,拟合得到每项指标的评分函数,从而形成能够用于不同电磁发射工况下的横向对比的脉冲功率电源放电评价体系。实验算例结果表明:该评价体系能够反映脉冲功率电源放电优化的发展水平;横向对比不同发射工况下的优劣,可以找到该工况下的薄弱环节,为脉冲功率电源在电磁发射应用下的优化提供参考。     

爆磁压缩发生器延时控制系统分析及实现

针对爆磁压缩发生器高精度延时起爆控制的要求,建立了基于电路控制延时方案的最佳起爆时序模型,分析了其时序误差散布。设计了一种爆轰驱动飞片型高功率放电开关,通过数值仿真分析了开关的耐压能力及飞片变形。实验测试了6发开关的闭合放电性能,数据表明:开关两极间电压5k V时未出现击穿现象,闭合响应时间分布在66±5μs以内、标准差2.7μs,开关导通时间≥900μs,放电效率接近90%。采用小型爆磁压缩发生器与延时控制系统进行了联调实验,结果表明:爆磁压缩发生器运行时刻与电流峰值时刻相差1.8μs,延时误差7.8%,延时控制系统满足高精度起爆控制的要求。     

两型PFN脉冲功率电源放电特性研究

为对两种类型的多模块电容型脉冲功率电源放电特性进行研究,分析了放电过程中各主要功率器件的电气特性及电源对负载的放电效率,并针对I型PFN模块放电过程中反向电压不能释放的缺点,为脉冲功率电源设计了反向电压释放通道。仿真结果表明:二极管和晶闸管等器件的性能受电路拓扑及时序的共同影响,I型PFN对负载的放电效率比II型PFN更高,通过反向电压释放通道可将放电过程中产生的反向电压有效回收,以进一步提高放电效率。     

电晕放电辐射场若干特性分析

为了研究电晕放电辐射场若干特性,首先进行了电晕放电时电晕电流的理论分析,研究了电晕电流的波形随电压变化情况。然后在采用针-板电极物理实验模型的基础上进行了电晕放电实验研究,分析了放电针上的充电电压对脉冲电流的影响,并确定了辐射场随传播距离的变化规律以及放电重复率随电压的变化情况。实验结果发现,当针为负极性时先发生放电,但正极性下先发生火花放电;电晕放电辐射场与距离成反比关系;放电重复率随着电压的增大而增大。     

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。     

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。     

新型军用模块化充电电源

为了弥补部队装备中充电设备技术落后、自动化水平低的缺点,介绍了利用高频开关管IGBT构成模块化充电电源的主电路、控制电路及保护电路的结构、原理。利用该项技术研制的移动式充电车与充电柜,极大地提高了部队的快速反应能力。     

混合储能蓄电池组放电均衡优化研究

首先,以电磁发射用混合储能系统蓄电池组铅酸电池为研究对象,分析了储能系统放电过程中可能带来的蓄电池组一致性问题;其次,在研究电池模型的基础上,结合蓄电池放电均衡方法,分析了基于电池组容量的均衡指标;再次,针对混合储能系统放电电路的特点,提出了一种以蓄电池组均衡一致性为优化目标的放电均衡策略,改进了放电结构并实现了铅酸电池的放电均衡;最后,对比了改进前后的放电电路并进行了仿真分析,并在混合储能蓄电池组平台上进行了实验,实验结果验证了该放电均衡策略的可行性。     

电磁发射用脉冲功率电源放电建模分析

为高效研究电磁发射用脉冲功率电源放电性能,为电磁发射提供技术支持,降低研发成本,电磁发射过程的相关建模与仿真工作需要重点研究。对弹丸在轨道中实际运动物理过程建立数学模型,对脉冲功率电源建立电路模型,采用联合两种模型的方法对脉冲功率电源放电系统进行研究,提出一种基于发射过程多物理现象的脉冲功率电源放电系统仿真模型。通过实验验证了提出方法的有效性,为后续脉冲功率电源放电研究提供了依据。     

爆磁压缩发生器延时控制系统的分析与改进

延时控制系统是保证爆磁压缩发生器运行的关键部件,介绍了传统平板型开关延时控制系统的工作机制,分析了其优缺点。在此基础上,通过理论和实验研究,对平板型开关延时控制系统进行了改进,采用固化的同轴式导爆索接通开关,提出了一种符合爆磁压缩发生器工作要求的同轴型开关延时控制系统,测量了导爆索的爆速和固化开关的导通时间,并在爆磁压缩实验中对该延时控制系统的性能进行了验证。     

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。     

一种多功能便携式充电电源设计

以装甲车内电气设备检查、维护修理为应用背景,设计了一种28V/200A的充电电源设备.主电路采用双管双正激拓扑结构,采用了逐脉冲电流比较控制技术和软开关技术.通过无主均流法解决了双模块并联工作后模块间的功率均分控制问题.实验表明设备达到了预期的设计目的.     

一种基于串联谐振型变换器的激光电源设计

激光器电源是激光器装置的重要组成部分,其泵浦方式分为光激励、放电激励、能量激励等,均必须配有相适应的供电电源。基于脉冲式固体激光器中负载是气体放电器件的激光电源,设计了一种带有预燃放电功能的半桥LCC串联谐振逆变电路,可实现每次点灯不必使用高压触发脉冲,避免触发高压的电磁辐射干扰。使得当灯处于低阻状态时,电容器上的能量能更有效地转换成光能。整体电源设计结构简单,可靠性高,可满足激光器对电源稳态工作的要求,在应用预燃电路后,激光输出能量可提高10%。