磁悬挂天平主激磁绕组的恒流控制系统

国防科技大学研制的６０ｍｍ×６０ｍｍ磁悬挂天平的主激磁绕组，采用了保持激磁电流不变的恒流控制系统，克服了由于温度变化而引起的系统参数变化，提高了测试系统的准确性和稳定性。对实验过程中所出现的误差源，也逐一加以分析，从而找到了减少误差的方法。在恒流系统斩波器电路中，由于使用了集成电路加晶体振荡器的斩波信号源，大大提高了开关频率的稳定精度，改善了闭环系统的滤波效果，提高了系统的稳定特性。本文还介绍了值流系统的设计方法和主要系统电路。     

电流型两象限斩波器控制无刷直流电动机的制动原理分析

采用电流型两象限斩波器控制是稀土永磁无刷直流电动机减小电枢电流脉动的一个重要措施。虽然该系统在许多方面可采用一般无刷直流电动机的控制方法,但在制动控制上若仍沿用常规控制方法,将造成电机电流失控现象,损坏逆变器。本文对这种电流失控现象的机理进行了详细的分析,并在此基础上提出了有效的解决方法。最后对采用降压型斩波器和电流型两象限斩波器控制的无刷直流电动机的制动性能作了仿真比较,并对电流型两象限斩波器控制的稀土永磁无刷直流电动机进行了系统实验。数字仿真与系统实验表明,该电流型两象限斩波器控制的稀土永磁无刷直流电动机能可靠、有效地实现快速制动     

一种新型软开关推挽三电平直流变换器

由于传统推挽直流变换器中开关管的电压应力高（输入电压的两倍），故该变换器的应用范围受到限制。本提出了一种新型的零电压零电流开关PWM推挽三电平直流变换器，其中开关管的电压应力为输入电压。对该变换器采用移相控制，可以发现超前管只能实现零电压开关。加入阻断电容和阻断二极管可以使滞后管实现零电流开关。在这种控制方式下该变换器克服了传统推挽变换器存在的偏磁现象，开关损耗大，开关管有电压尖峰等缺点，使得其变换效率更高，有更广的应用范围。该变换器的工作原理在一个600W，50kHz的实验样机上得以分析和验证。最后，本还提出了另外几种零电压零电流开关PWM推挽三电平直流变换器。     

瞬时值电流控制逆变技术比较

电流瞬时值控制逆变器有多种实现方案．本文从系统稳定性、外特性以及负载适应能力等方面对电感电流反馈滞环电流控制，固定开关频率电感电流反馈控制和电容电流反馈控制进行了对比分析，以综合评估各种控制方案的性能，为方案选择提供依据。理论分析和实验结果表明，在系统稳定条件略为苛刻的情况下，采用固定开关频率的电容电流反馈控制的逆变器具有很好的输出电压波形、很硬的外特性以及良好的非线性负载适应性．是一种较好的电流瞬时值控制技术。     

开关磁阻电机非线性磁参数建模方法

建立了一种基于MATLAB/SIMULINK的非线性磁参数法的开关磁阻电机数学模型,在电磁场有限元(FEM)数值计算结果的基础上,解算出电机磁特性函数矩阵ψ(i,θ),把ψ(i,θ)函数矩阵三次样条插值变换成电机电流特性矩阵i(ψ,θ),再利用MATLAB/SIMULINK中的查表模块建立了开关磁阻电机系统的非线性模型。该模型中的电机本体模块、功率变换器模块、控制模块等都是通过SIMULINK中PSB通用功能模块搭建起来的,修改容易且直观性强,试验结果验证了该模型的准确性。     

磁悬挂天平系统的磁场分析与计算(60mm×60mm 磁悬挂天平技术研究之一)

磁悬挂天平系统的磁场设计好坏是磁悬挂天平系统结构设计成败的关键。而磁悬挂天平系统的磁场结构比较复杂,用简单的磁路设计方法已经不能满足更高的设计要求。本文介绍了一种求解电磁场的方法——二维电磁场有限元法,建立了相应的磁悬挂天平系统的数学模型,并应用此法,对磁悬挂天平的均匀磁场和梯度磁场分布进行了分析计算;提出了一种用于求解磁场开域问题的方法。文章中还介绍了根据磁场的计算结果来确定线圈间间距和铁芯厚度的方法。在此基础上,提出了一个60mm×60mm 的磁悬挂天平系统的设计方案,并给出了此设计方案的理论计算与实验结果的对比表。     

低速全模颤振试验悬挂支撑系统

为适应日益增多的低速风洞全模颤振试验的需要,发展颤振试验技术,在气动中心低速所3.2m 风洞建立了一套通用的悬挂支撑系统。该悬挂系统分为垂直和水平两部分,水平悬挂系统由水平钢索装置和张紧机构组成。系统可提供模型沉浮、俯仰、横侧向、偏航和滚转5个方向的自由度;可单独改变模型某一方向的自由度而不影响其它方向的自由度;可确保模型上下、左右、前后位置都处于试验段正中心;可方便地调整模型的迎角和滚转角。对采用该悬挂系统的颤振模型,文中提供了技术要求和参数选择方法。采用同一颤振模型在3.2m 风洞与TsAGI 的 T-103风洞进行了对比试验,得到的颤振临界速度、频率基本一致,证明该套悬挂系统设计合理,可以应用于低速全模颤振试验。     

电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究

研究了基于倍频载波移相SPWM和电压电流双闭环瞬时值反馈技术的级联逆变器。采用倍频调制技术提高了逆变器的等效开关频率，减少了滤波元件。采用瞬时值控制技术可以加快系统的动态响应和提高非线性负载适应能力。在电流控制环中，用电容电流反馈取代传统的电感电流反馈可以显著提高系统的外特性硬度。仿真和试验验证了电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器具有优良的稳态和动态性能。     

开关磁阻调速电动机非线性分析

开关磁阴电机系统是性能优良的新型调速电动机系统。本文阐述了双凸极磁阻电机的非线性二维磁场的数值计算方法,据此进行了系统主电路的非线性网络数字分析,进而作了不同工作条件下的电流波形仿真、系统性能计算及控制参数的优化选择,初步实现了开关磁阻调速电动机系统的计算机辅助分析。并通过所研制的500W样机的具体计算和试验验证,证明计算和实测结果是吻合的。     

3 kVA直/交软开关逆变器研制

介绍了一种新型高频软开关逆变器拓扑电路构成,分析了其工作原理和特性。该电路通过两个改型的正激变换器的交错并联来得到逆变桥的高频直流脉冲电压波形,通过合理的三态离散脉冲滞环控制,实现了逆变桥所有开关管的零电压开关。采用输出电压和滤波电感电流双闭环反馈控制技术。研制成功的３ｋＫＡ４８ＶＤＣ／２２０Ｖ５０Ｈｚ软开关逆变器开关频率为４０ｋＨｚ,具有动态响应快、输出电压波形质量优、整体效率高、体积和重量小等     

混合式高频交流配电系统的实验研究

在混合式高频交流配电系统仿真研究的基础上，通过分析选择负载特性好，输出波形质量高的串并联谱振变换器作为混合式高频交流配电系统中产生高频正弦交流电的源变换器，对其进行了参数设计及电路仿真。在理论分析与仿真计算的基础上，设计并制作了一台配电系统样品。通过不同工作模式下的负载试验验证了该配电系统，结合了正弦电压型和电流型配电结构的长处，具有非电接触式有限功率传输、负载端无须短路保护、可然插拔负载、电磁兼容性好和系统可靠性高等优点。     

混合式高频交流配电系统的仿真研究

介绍了一种可用于电信，航空航天等领域的新颖的配电系统，这种混合式配电系统结合了正弦电压型配电系统和电流型配电系统的优点，具有诸如非电接触功率传输，无须熔断丝保护，正弦电压和电流配电，整体高效率等优点，文中分析了该配电系统的工作原理，并对不同负载情况下的工作状态进行了详细的分析与仿真。     

3 kVA高频软开关航空静止变流器并联模块研究

采用公用电压外环方案，实现了三台1KVA基于频零电压开关航空静止变流器模块的并联输出，三台航空静止变流器模块均为电压，电流双环控制，通过公用电压调节器稳定并联系统的输出电在及频率，同时产生统一的模块电流给定信号，各并联模块工作电流跟踪模态，从而实现各航空静止变流器模块的均流并联，该并联方案仅有一条均流控制线连接且无须外加均流控制电路，不需要输出隔离变压器以及复杂的均流控制电路，具有简单可靠，均流精度高，体积小，重量轻和组合方便等优点，可以有效地提高航空静止变流器的可靠性，可扩展性及可维护性。     

双向间接耦合有限元法预估电力电缆载流量

建立了多导体电力电缆置于具有散热孔的托架上时3D有限元时谐磁场模型,在计及各金属涡流效应的条件下,得到所有导体单元的功率损耗密度.以此功率体密度损耗为栽荷,建立了电缆系统的"热-流体"直接耦合场模型,求解了电缆系统各导体的温升,由此完成一次完整的"磁场"与"热-流体"场间接耦舍的求解.由于电缆导体电阻率与温度密切相关,形成"磁场"与"热-流体"场间接耦合的双向耦合.反复迭代,可求解得到当热点为90℃时导体的电流,即为电缆的载流量.以无铠装单载流和有铠装三并联栽流电缆为例,采用间接耦合法计算和测量了系统的总功率、电流分布、导体热点温度.计算和测量一致性说明了双向间接耦合有限元模型建立的正确性和计算结果的准确性,为进一步分析电力电缆系统的磁、热特性奠定了基础.     

6 kW开关磁阻起动/发电系统设计及实现

由于开关磁阻起动 /发电系统结构简单、坚固、成本低 ,具有高容错运行能力、较高的能量密度和高速运行能力等特性 ,使得其被发展应用于航空领域。该系统很容易实现起动和发电双功能 ,发电运行的额定功率为 6 k W,输出 2 70 V直流电压 ,最高转速为 12 0 0 0 r/m in,其电压品质满足 MIL- STD- 70 4E标准。文中重点介绍该系统的工程设计及预定试验 ,在起动运行时采用开环控制 ,控制很方便 ;在发电运行时采用调角度电流斩波方法、双闭环控制 ,使得电压在较宽转速范围下具有很好的稳态特性和动态特性 ,试验结果表明该系统的特性优良。     

一种新型的五自由度磁悬浮电机

介绍了一种新型的五自由度磁悬浮电机系统，它由两自由度无轴承电机和三自由度磁轴承两个独立悬浮单元构成。其中无轴承电机将悬浮绕组与转矩绕组叠绕在一起，同时实现转矩驱动和转子两自由度径向悬浮；三自由度磁轴承利用单极永磁偏置磁场实现转子轴向悬浮以及两自由度径向悬浮。该电机结构紧凑，有利于向大功率、高转速方向发展。文中介绍了悬浮力产生的基本原理，简要推导了系统数学模型，给出了控制系统框图。最后对实验样机转子在五个自由度上的悬浮情况以及绕组电流变化进行了测量和分析。实验结果验证了所述原理和控制方案的正确性。     

用于电火花加工的两级式电流型变换器研究

脉冲电源是电火花加工系统中重要的组成部分之一，其性能直接影响电加工的工艺指标。与一般电源比较而言，它是按一定规律周期性地向负载提供所需的电功率，工作过程中存在着很强的扰动性。本文分析了无阻电流型电火花脉冲电源变换器的工作原理，提出了一种新型两级式结构的无阻电流型电火花脉冲电源变换器的电路拓扑和控制方案，给出了脉冲发生电路和输出过压保护电路的设计方法。制作了输出电流为20A的原理样机，通过实验波形分析，验证了电路拓扑和控制方法的正确性，为该类电源变换器的进一步研究打下了良好的基础。     

飞机自动配电管理系统电气负载管理技术的研究

飞机配电系统是现代飞机的一个重要组成部分，做好这项研究工作可以提高飞机的供电质量、飞机完成任务的概率以及飞机自身的安全性，减少体积重量及全周期费用，使我国飞机配电技术上一个新台阶。本文就某型双发动机战斗机对电气负载自动管理技术进行了系统研究，研究了一种电气负载管理优先级设置方法，建立了电气负载的控制方程和电气负载的电源请求方程。系统模拟实验结果表明，采用电气负载自动管理技术大大提高了飞机配电系统的可靠性和可维护性。     

集中式飞机外部供电架构及关键参数分析

单独式供电结构的飞机外部交流供电方案存在静变电源数量多、管理和维护困难、成本高以及使用率低等缺点。本文提出了基于 400 Hz电力系统的集中式飞机外部供电设计要求和设计方法,并对其中的关键技术进行分析,包括400 Hz电力系统的结构及功能分配、母线电压等级、配电结构和潮流分析等。以上海浦东国际机场1号航站楼的飞机外部供电为实例进行了400 Hz集中式供电系统的方案设计和 参数分析。计算和仿真结果表明基于400 Hz电力系统的集中式飞机外部供电可保证供电可靠性和电能质量,同时可以降低成本,提高供电灵活性和设备利用率。结果证明了本文所提方案的合理性。